温度与光照对水稻产量的@@@@影响研究进展

温度与光照对水稻产量的影响研究进展李静1，2（1西昌学院农业科学学院，四川西昌615013；2四川农业大学农学院）摘要温度与光照是影响水稻生长发育的2个最重要的生态因子，总结了其对水稻产量及构成因素的影响，认为水稻产量构成与温度、光照等生态因子之间存在着极其复杂的关系，水稻高产应该是品种、生态环境和栽培技术的最优组合。

关键词温度；光照；水稻；产量；影响中图分类号S162.5+3；S511文献标识码A文章编号1007-5739（2012）13-0025-02Research Advances on Effect of Temperature and Light on Rice YieldLI Jing1，2（1Academy of Agricultural Sciences，Xichang College，Xichang Sichuan615013；2College of Agronomy，Sichuan Agricultural University）Abstract Temperature and light are the two most important ecological factors to the rice growth.In this paper，the influence of temperature and light on the rice yield components was summarized.It pointed that there was an extremely complex relationship between the rice yield components and ecological factors such as temperature and light.In order to obtain the high yield of rice，the optimal combination of species，ecological environment，and cultivation techniques should be implemented.Key words temperature；light；rice；yield；effect影响水稻群体产量构成因素的因子很多，不同品种、不同群体对产量构成因素的要求不同[1]；除了品种、栽培措施等因素以外，生态因子对水稻产量有十分重要的影响，其中温度与光照是2个最重要的生态因子，适宜的光照与温度有利于水稻的高产与稳产[2-4]。

笔者就国内外温度和光照对水稻产量的影响研究进行综述，以期为水稻的生态育种提供依据与参考。

1温度对水稻产量及构成因素的影响水稻是短日喜温作物，其各生育时期对温度的要求有一定的规律。

当水稻的生长发育处于其生物学最适温度，则生育状况正常；当温度上升到各生育期的生物学最高温度以上时，对它的生育起阻碍或停止作用，甚而产生“热害”；当温度下降到各生育期的生物学最低温度以下时，同样也阻碍其正常的生长发育而发生“冷害”[5]。

这便是水稻的感温性。

据水稻光温生态协作组研究，全国有代表性的157个品种感温性强的占34.4%，感温性中的占64.3%，感温性弱的占1.3%。

早、中、晚稻感温性以晚稻为最强，早稻次之，中稻较弱[1]。

温度因素包括极端气温、日平均气温、昼夜温差等，均影响水稻光合作用强度、生育进程、有机物质积累等方面[5]。

尤其是日平均气温，对水稻生长发育速度具有重要影响[6]；李国生等[7]进一步研究表明在水稻穗数和每穗粒数基本确定的情况下，抽穗结实期的日均温对产量的影响最大。

杨从党等[8]研究发现，极限温度内的温差越大越有利于水稻籽粒的灌浆结实，水稻籽粒的充实度是由灌浆期的最低温度决定的；而有利于增加水稻有效穗数和产量的因素是较大的日温差。

水稻在开花期及灌浆期，最适宜的日平均温度为25～28℃，日最高温度低于34℃。

当日平均温度为30～32℃，日最高温度35℃以上时，会对水稻产量造成众多不良影响[9-10]。

有研究表明，水稻开花期持续数小时高温极易导致颖花败育，造成空壳率大幅升高，因此该阶段是高温敏感期[12-13]；此外，灌浆期的高温也对产量形成不利，35℃以上的天气条件加快籽粒灌浆，但是引起秕粒和早衰，缩短灌浆期[14-17]，同时对水稻的千粒重产生负面影响[18-19]，从而影响水稻最终的经济产量[20]。

王亚莉等[21]研究发现孕穗、抽穗期的高温（＞30℃）会显著降低水稻的结实率；灌浆期日照总量、降水总量和气温日较差对水稻千粒重均有重要影响。

不同气候带以及地形地貌对水稻生产的气象条件要求也不相同，低温是影响高海拔山区及温带水稻生产的主要不利因素。

水稻各生长阶段中，受到低温危害程度各不相同。

日平均温度在20℃以下时，影响种子萌发和出苗，其中减数分裂后小孢子期对低温最敏感[22]。

幼苗期低温易导致营养生长延缓，后期造成抽穗推迟、不整齐，影响正常成熟和籽粒形成[23]。

姜丽霞等[24]研究发现，在黑龙江稻作区，水稻孕穗期如遇到障碍型冷害，会使水稻单产降低，且冷害持续时间越长，对产量的负面影响越大。

在光反应迟钝品种中，从萌发到开花和成熟持续的时间主要由大气温度决定。

气温对水稻生殖生长更重要，温带国家比热带国家水稻产量高，主要是籽粒灌浆期低温延长了成熟期。

池再香等[25]研究发现，随着海拔高度的升高，日平均温度降低，陆两优106生育期所需的积温、光照增多；分蘖速度慢，有效穗数、株高、穗长、成穗率、穗粒总（实）数、结实率以及千粒重减少，生育期延长，产量随着海拔高度的升高而降低。

2光照对水稻产量及构成因素的影响水稻是短日照作物，其光周期反应受短日照支配，表现出缩短日照时间促进水稻穗分化、延长日照时间延迟水稻穗分化的特性，即为水稻的感光性。

不同品种水稻的感光性差异较大，其中中稻与晚稻品种感光性较强，早稻的感光性较弱。

光照是水稻进行光合作用的动力，也是水稻生长的能量来源，水稻产量的高低取决于光合物质生产能力、光合同化产物的运转和分配[26]，其最终产量决定于抽穗前的总库容基金项目四川省教育厅青年基金项目（07ZB081）；西昌学院自然科学基金项目（XA0524）。

作者简介李静（1981-），女，山东淄博人，博士，副教授，从事作物栽培与植物营养方面的研究工作。

收稿日期2012-05-15农艺学现代农业科技2012年第13期25农艺学现代农业科技2012年第13期量和抽穗后产生的灌浆物质，在总库容量相当的情况下，水稻产量的提高主要取决于抽穗后灌浆物质量的增加；而水稻籽粒灌浆物质主要来自于抽穗后的光合同化物和抽穗前积累于茎鞘中的临时性贮存碳水化合物[27]。

影响水稻产量的光照因素主要包括可照时间、实照时间、光照强度、光质等方面。

对水稻各生育期而言，抽穗至成熟期的光照条件对于产量的形成至关重要，此期的弱光天气对水稻产量有很大影响。

刘博等[28]研究发现，水稻在抽穗后光照强度降至对照的60%时，单株产量、生物产量、粒重、结实率和成熟后的谷草比均显著降低；当光照强度降至对照的20%时，植株几乎停止生长；随着光照的减少，干物质在茎叶和穗中的积累量均有所下降，会出现负积累量，而干物质在叶和茎鞘中的分配比率增加，在穗中的比率减少。

蔡昆争等[2]研究表明，在水稻分化5期至始穗期遮光会使穗部颖花的发育和谷粒的充实严重受损，穗粒数和千粒重均急剧下降；始穗至成熟期遮光主要影响谷粒的充实度；这2个时期遮光均使水稻产量大幅度降低，而以始穗至成熟期影响更大。

任万军等[29]研究发现，始穗后遮光极显著地降低了水稻的产量，遮光49%和69%时，产量分别降低40.1%和62.1%，主要是极显著地影响了稻穗结实率，使结实率分别下降27.8%和44.2%；粒重特别是弱势粒重及籽粒充实率随光强的减弱也显著降低。

郑雪浩[30]对杂交晚稻灌浆期的遮光试验表明，1982年汕优6号的产量遮光1层与遮光2层分别比不遮光降低16.82%、31.61%；1992年协优46的产量遮光1层与遮光2层分别比不遮光降低20.3%和29.7%。

李林等[31]1992年的研究表明，水稻开花灌浆期遮光处理的产量比不遮光处理降低35.03%；1995年的研究结果显示，2种遮光处理的产量比不遮光分别降低37.89%和35.91%。

黄正来等[32]关于水稻抽穗灌浆期的遮荫试验结果表明，1995年和1996年的减产率分别为36.5%和35.9%，1997年各时段处理的减产范围在9.7%~31.0%。

有研究表明[33]，光强对强势粒的粒重影响较大，而对其灌浆持续时间的影响较小；对弱势粒而言则既影响粒重又影响灌浆持续时间，弱光下籽粒的粒重减小，灌浆时间延长。

光照主要是通过影响光合作用来影响水稻的最终产量。

光是光合作用中化学反应和形成叶绿素的必要条件，光照强度不足会导致CO2同化速率下降，其他光化学反应进行受阻，从而使光合作用强度和干物质的积累降低；光照持续时间不足则会影响水稻的光合结构和活性，造成光合速率下降，并使水稻植株生长停滞。

但是光照辐射过强，尤其是水稻叶片所接收的光强大部分时间等于或者超过其饱和光强时，也会引起光合作用的下降，并影响最终的水稻产量（即光抑制现象）。

3结语每个水稻品种都有其特定的形态、生理和遗传特点，水稻产量及其构成因素既受品种因素制约又受生态环境的影响，对产量贡献最大的构成因素也会随着品种特性及地域条件的不同而发生变化。

自20世纪80年代起，我国的研究人员就已经开始研究不同水稻的温光反应特点，并对水稻的感温性、感光性、季节和地域特性与其生长发育的关系进行了深入探索。

众多研究表明，水稻的产量构成和生态因子之间存在着极其复杂的关系，水稻高产应该是品种、生态环境和栽培技术的最优组合。

4参考文献[1]杨文钰，屠乃美.作物栽培学各论（南方本）[M].北京：中国农业出版社，2003：8-11.[2]蔡昆争，骆世明.不同生育期遮光对水稻生长发育和产量形成的影响[J].应用生态学报，1999，10（2）：193-196.[3]蒋彭炎.科学种稻新技术[M].北京：金盾出版社，1998：123-130.[4]屠乃美，官春云.光周期对水稻源库关系的影响[J].作物学报，1999，25（5）：596-601.[5]张旭，陈友订.水稻光温生态与品种选育利用[M].北京：中国农业出版社，2000：33-36.[6]任义方，高苹，王春乙.江苏高温热害对水稻的影响及成因分析[J].自然灾害学报，2010，19（5）：101-107.[7]李国生，苏祖芳，张亚洁.抽穗结实期的温度对水稻产量构成因素的影响[J].耕作与栽培，1995（2）：39-41，49.[8]杨从党，朱德峰，孙有泉.不同生态区温度差异与水稻产量因子的关系[J].云南农业科技，2003（B6）：41-44.[9]YOSHIDA S，SATAKE T，MACKILL D S.Hligh temperature stress in rice[M].Manila，Plilippines：1RR1，1981.[10]吕力根，宗寿，余赵凌，等.两系法杂交稻两优培九结实率稳定性及其与温度的关系[J].中国水稻科学，2003，17（4）：339-342.[11]陶龙兴，谈惠娟，王熹，等.超级杂交稻国稻6号对开花结实期高温热害的反应[J].中国水稻科学，2007，21（5）：518-524.[12]LIU Y K，XIA S P，LUO X F，et al.Effect of high temperature on seedsetting rate and yield and its defense techinque in single-cropping late rice[J].Chinese Agriculture Bulletin，2005，21（3）：155-158.[13]ZHANG Y G，ZHANG G H，ZHU G Q，et al.Effects of overcast andraining on flowering，fertilizing and seed setting of early ricer[J].Chinese Journal of rice Science，1995，9（3）：173-178.[14]TAI H J，YAO K M，LIU W Z，et al.Introduction of China Agr-meteorologyInformation[M].Beijing：China Meteorology Press，1994：146.[15]KIM H Y，HORIE T，NAKAGAWA H，et al.Effects of elevated CO2concentrationandhightemperatureongrowthandyieldofrice.Ⅰ.Theeffect on development，dry matter production and some growth characteristics [J].Japanese Journal of Crop Science，1996（65）：634-643.[16]MATSUI T，OMASA K，HORIE T.High temperature-induced spikeletsterility of Japonica rice at flowering in relation to air temperature，humidity and wind velocity conditions[J].Japanese Journal of Crop Scie-nce，1997（66）：449-455.[17]IMAI K，OKAMOTO-SATO M.Effect of temperature on CO2dependenceof gas exchanges in C3and C4crop plants[J].Japanese Journal of Crop Science，1991（60）：139-145.[18]The Phytotron of Shanghai Institute of Plant Physiology.The influence ofhigh temperatures on flowering and fruiting of early riceⅡ.High tempe-rature sensitivity of flowering and fruiting of early rice[J].Acta Botanica Sinica，1976，18（4）：323-329.[19]The Phytotron of Shanghai Institute of Plant Physiology.The influence ofhigh temperatures on flowering and fruiting of early rice.High tempera-ture sensitivity of flowering and fruiting of early rice[J].Acta Botanica Sinica，1977，19（2）：126-131.[20]王天铎，王荣华.水稻籽粒灌浆过程中粒重分布的动态研究[J].植物生理学报，1964，1（1）：9-14.[21]王亚莉，贺立源.气象条件对杂交水稻汕优63产量构成因子的影响[J].中国农学通报，2006，22（8）：206-210.[22]王连敏.寒地水稻耐冷基础的研究Ⅱ.小孢子阶段低温对水稻结实的影响[J].中国农业气象，1997，18（4）：10-13，21.[23]KANEDA C，BEACHELL H M.Response of indica-japonica rice hybr-ids to low temperatures[J].SABRAO J，1974（6）：17-32.[24]姜丽霞，李帅，闫平，等.黑龙江水稻孕穗期障碍型冷害及其对产量的影响[J].中国农业气象，2009，30（3）：463-468.[25]池再香，杨桂兰，杨黎，等.不同海拔高度的光温因子对超级稻陆两优106产量的影响研究[J].贵州气象，2007，31（6）：9-10.[26]吕军，王伯伦，孟维韧，等.不同穗型粳稻的光合作用与物质生产特性[J].中国农业科学，2007，40（5）：902-908.（下转第31页）26（上接第26页）[27]马莲菊，李雪梅，王艳.源库处理对两种不同穗型水稻品种籽粒灌浆的影响[J].沈阳师范大学学报：自然科学版，2006，24（4）：470-473.[28]刘博，韩勇，解文孝，等.灌浆结实期弱光对水稻产量、生理及品质的影响[J].中国稻米，2008（5）：36-40.[29]任万军，杨文钰，樊高琼，等.始穗后弱光对水稻干物质积累与产量的影响[J].四川农业大学学报，2003，21（4）：292-296.[30]郑雪浩.杂交晚稻灌浆期遮光对生理和经济性状的影响[J].浙江农业科学，1993（4）：175-177.[31]李林，姚永康，刘敏华，等.水稻开花灌浆期阴天影响产量构成的光质环境分析[J].江苏农业学报，1997，13（3）：139-142.[32]黄正来，韦朝领，刘敏华，等.水稻抽穗灌浆期模拟阴天的光质环境分析及其对产量形成的影响[J].安徽农业大学学报，1999，26（4）：403-409.[33]TANAKA A.Studies on the characteristics of the physiological functionof leaf of definite position on stem of the rice plant [J].Science Soil Manure ，1958（29）：327-331.较多的田块，在放水泡田后，待杂草和落粒稻全部发芽出齐用10%草甘膦10.5~12.0L/hm 2或40%农达2.25~3.00L/hm 2，对水600kg 喷杀，用药2~3d 后播种。