人工增温鉴定水稻高温结实性的装置

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本实用新型提供一种田间开放条件下人工增温鉴定水稻高温结实性的装置，包括人工增温装置，在开放条件下的水稻大田，设立人工增温装置对水稻穂层人工加热升温，其所述人工增温装置包括加热装置、测温控制装置，加热装置与测温控制装置相连通；所述加热装置的加热面对应于水稻长度方向，所述测温装置包括温度传感器，所述温度传感器设于水稻穂层部位。克服了现有技术，分期播种鉴定方式的倚靠偶遇高温条件的问题和人工气候室鉴定方式的试验空间狭小、试验环境非自然状态的缺点，提高试验的准确性和可行性，本装置简单，安装使用方便，使用和制造成本低。

1.一种人工增温鉴定水稻结实性的装置，包括人工增温装置，在开放条件下的水稻田间，设立人工增温装置对水稻穂层人工加热升温，其特征是所述人工增温装置包括加热装置、测温控制装置，加热装置与测温控制装置相连通；所述加热装置的加热面对应于水稻植株方向，所述测温装置包括温度传感器，所述温度传感器设于水稻穂层部位。 2.依据权利要求1 所述的人工增温鉴定水稻结实性的装置，其特征是所述加热装置包括电加热增温单元。 3.依据权利要求1 所述的人工增温鉴定水稻结实性的装置，其特征是所述的加热装置对称设于田间水稻的两侧边。 4.依据权利要求1 所述的人工增温鉴定水稻结实性的装置，其特征是所述加热装置与水稻植株间的距离大于或等于0.25米，小于或等于1.5米。 5.依据权利要求1或2 所述的人工增温鉴定水稻结实性的装置，其特征是所述加热装置设为箱体结构，其箱体与水稻植株相对应的一侧加热面设有炭纤维电热管。 6.依据权利要求1 所述的人工增温鉴定水稻结实性的装置，其特征是所述的人工增温装置是由若干加热装置连接组成。 7.依据权利要求1所述的人工增温鉴定水稻结实性的装置，其特征是在水稻田间未设加热装置的其他两侧边设有防风板。

技术领域：

本发明涉及一种人工增温对水稻结实性的影响，特别是在水稻大田开放条件下人工增温鉴定水稻高温结实性的装置。 

背景技术：

水稻是一种重要的粮食作物，在我国，水稻产量更是占到粮食总产量的三分之一以上，稳定水稻的粮食生产具有十分重要的意义。受异常天气的影响，如极端的高温天气等，使得水稻生产的稳定性下降，使水稻粮食产区的粮食增产风险加大，因而也直接影响了农民收益的增长和农村的社会稳定。如水稻生产常常遇到异常的高温天气，对正处于抽穗扬花阶段的水稻受害严重，结实率大为下降，引起大范围稻谷减产，农民损失大，国家粮食安全和社会安定也会受到影响。在我国如2002年重庆市高温危害两优培九等中稻组合，造成几万亩一季，稻严重减产甚至绝收；2003年湖北省和安徽省中南部高温危害特优系列组合和金优725等，造成二十余万亩一季稻严重减产；同年江西省南昌、乐平等地高温危害使当年大面积种植的Ⅱ优明86、优I465、汕优559、金优725、金优桂99等一季稻结实率大为降低，严重的产量降低至20％，受灾面积达十余万亩。因此，对水稻品种抗高温能力进行鉴定，筛选抗高温水稻品种应用于水稻生产就显得十分重要。 

水稻在抽穗扬花期间对温度均有一定的要求，一般适宜温度在25.0-28.0℃，低温生理障碍温度在20.0-22.0℃，高于35℃时，即引起的空秕粒增加，而大于40℃即引起花粉管变态。 

水稻品种高温下结实能力也即其高温结实性。对于水稻品种高温结实性的研究，目前国内大致采用“田间分期播种试验方法”和“人工气候室处理试验方法”，两者都有可取之处，但都存在着明显的缺陷。其前者无需设施，试验环境更接近于生产实际，但在完全自然条件下，试验所需的高温气象条件往往难以得到满足，往往得不到所需要结果，或者测定得到的结果不准确。后者可以创造高温条件，但试验空间小，不能适应大批量品种和较大样本，而且室内的空气湿度、光照、昼夜温度变化、空气组成成分、较强的风速等都与水稻田间环境有大的差异，室内温度也不易均匀一致，等等，影响结果的准确性。 

如何能在自然条件下，借助人工增温设施，形成异常高温环境，鉴定品种耐高温性，即在水稻大田间开放条件下，实现鉴定水稻品种在高温条件下结实能力，用以筛选高温下结实能力强的水稻品种应用于水稻田间播种生产，以应对气候异常变化对水稻生产种植的危害。 

发明内容：

本实用新型提供一种田间开放条件下人工增温鉴定水稻高温结实性的装置，实现在田间开放条件下的，人工增温系统对的水稻品种高温结实性鉴定方法，克服了现有技术，分期播种鉴定方式的倚靠偶遇高温条件的问题和人工气候室鉴定方式的试验空间狭小、试验环境非自然状态的缺点，提高试验的准确性和可行性，本装置简单，安装使用方便，使用和制造成本低。 

本实用新型人工增温鉴定水稻结实性的装置，包括人工增温装置，在开放条件下的水稻大田，设立人工增温装置对水稻穂层人工加热升温，其所述人工增温装置包括加热装置、测温控制装置，加热装置与测温控制装置相连通；所述加热装置的加热面对应于水稻长度方向，所述测温装置包括温度传感器，所述温度传感器设于水稻穂层部位。 

本实用新型所述加热装置包括电加热增温单元和/或太阳能加热增温单元。 

本实用新型所述的加热装置对称设于田间水稻的两侧边。 

本实用新型所述加热装置与水稻植株间的距离大于或等于0.25米，小于或等于1.5米。 

本实用新型所述加热装置设为箱体结构，其箱体与水稻植株相对应的一侧加热面设有炭纤维电热管。 

本实用新型所述加热装置可为电加热增温单元和太阳能加热增温单元的组合。 

本实用新型所述的人工增温装置是由若干加热装置连接组成。 

本实用新型优选在水稻大田上未设加热装置的其他侧边即另外的两侧边设有防风板。 

本装置可在水稻田间开放条件下，当水稻田间在自然温度低于37℃这一高温处理所需要的温度条件下，使用本发明人工增温系统装置可使近本系统装置局部范围的水稻穗层温度提高5℃左右，以达到试验所需高温条件。 

本人工增温系统装置可鉴定水稻品种高温结实性，克服了现有技术分期播种鉴定方式的倚靠偶遇高温条件的问题和人工气候室鉴定方式的试验空间狭小、试验环境非自然状态的缺陷，提高了试验鉴定的准确性。 

利用本装置，可实现较大批量水稻品种高温结实性的鉴定与品种间比较。同时本发明能广泛应用于水稻品种高温结实能力的鉴定与筛选及水稻新品种的选育评价和筛选，避免 耐高温能力差的品种用于田间生产，为国家粮食生产安全提供技术保障，应用前景广阔，具有较大的经济和社会效益。 

附图说明：

图1：为本发明一实施方式示意图； 

图1、中，1、加热增温单元，2、水稻，3、温度测控仪，4、温度传感器，5、防风板，6、稻穗层，7、炭纤维电热管。 

具体实施方式：下面结合本实施方案对本实用新型作进一步的详细说明。 

实施例：

如图所示：人工加热增温装置，加热增温单元1，采用箱体结构，可制成两种形式，以太阳光能为唯一热源的田间增温板，即在箱体的一侧面设计为可利用太阳能的增温板，对田间中的水稻穗层进行增温，其由于完全依赖太阳光为热源，但在无太阳或日最高气温低于35℃时，加热增温单元1的增温板增温效果甚微，甚至不能增温，增温效果不佳。 

加热增温单元1采用另一种形式，即将加热增温单元1制成电加热和太阳光热的二元热源箱式装置结构。加热增温单元1上即其箱体结构的一侧面的上半部与水稻稻穂层相对应的部位设有镀层炭纤维电热管7或远红外加热管为加热电热源，众多水稻稻穗在一定高度范围内形成一个层面，称为穗层。与之相对应的另一侧面则设为活动板或封闭板；所述的活动板或封闭板也可设为太阳能加热板也即为太阳能加热增温单元，本实用新型加热装置可由若干加热增温单元1组成，即本实施例的加热增温单元1为一个箱体单元，每个箱体单元高1.3m，宽0.25m，长2.2m，可依据试验地的长短规格确定使用箱体单元的个数。 

温度测控仪3采用市售的C3108/2/C/U/D/A1型温度记录仪，其分别与加热增温单元1及温度传感器4连接，并与电源相连通，当需要加热处理时即接通电源；温度传感器4设于水稻稻穗层6的中部位置，这样可准确的测定水稻穗层6的温度；防风板5采用挡风膜，或其它不透风材料，防风板5的高度一般要高于加热增温单元1即箱体单元及水稻2的高度。 

图1所示为本实用新型实施方式的示意图，图中所示在水稻大田间试验地的水稻2植株的相对应的两侧分别设有加热增温单元1，相对的两加热增温单元1距离1.5m；加热增温单元1的个数依据试验地的长短规格确定；加热增温单元1与温度测控仪3相连通，并与电源相连接，在试验地未安装加热增温单元的两端设有高于加热增温单元1的防风板5，所述的防风板5采用挡风膜，或其它不透风材料，最大限度地降低自然对实验的干扰。 在田间开放和未控温条件下，以电加热为主，可充分利用太阳光热，在田间穗层温度为32.55℃、33.78℃、34.42℃时，可以分别使距本发明装置设施40cm、60cm、95cm范围内的稻穗层6的温度提高到了37.04℃、37.09℃、37.26℃，达到了高温处理所需温度。第二行温度与田间温度比较，平均提高了5.16℃见下表1，达到了平均增温5℃的要求；加热装置按南北方向设于水稻植株的两侧边。 

表1： 

试验品种：一般以12个为一组，以Ⅱ优838(高耐对照)和金优桂99(不耐对照)为对照。 

播种：根据各试验品种的播始历期安排错期播种，使试验品种在预定的高温时间段内同步抽穗、盛花。根据试验，考虑到试验品种播始历期年度间的差异和每年高温天气出现的时间的不确定性，以及本增温设施增温效果要求高温处理在日最高气温32.5℃以上的 高温季节进行，如在宜春、南昌及类似地区，让各品种在每年7月15日至8月10日高温时段内每天都有穗子抽穗，每个品种根据播始历期确定头批播种日期，以后每间隔8天左右再播一批，共播5个批次，可以使一组品种出现25天左右的有穗期，一般能够覆盖当地整个高温期。 

田间栽插：秧龄30天左右，每播种批次6×8蔸，密度20cm×25cm，同一品种不同批次按顺序相邻栽插不留走道，品种间留走道33cm。在适当时期，各品种选幼穗发育同时处于Ⅱ期和Ⅳ期的稻株，带泥分别移入两个东西向长条形田间试验池。各品种在池内随机排列，每品种南北宽度方向5蔸，即5行，行距20cm，第一行距池边亦20cm；长度方向4～6蔸，视田间池长和品种个数而定，蔸距25cm，两端留余地插保护行。 

水肥病虫管理：按一般田间要求进行，重点促早发和防治病虫害，保多穗、大穗。 

高温处理：为二次重复。早抽穗的试验池水稻抽穗后将增温装置安装于田间水稻栽植池的丙边如池北埂，加热增温单元1的发热口朝南，另一加热增温单元1则相反设置，在田间水稻试验池试验品种1-5行和田间安装温度传感器温度传感器4于水稻2的稻穗层6的中部，以保证测温的准确性，在田间试验池另二边未设有加热装置的则设挡风板3即围薄膜或硬板挡风。各品种同时有穗时开始人工增温，每天9时开机工作，以第一行温度为准，初设控温上限37.0℃，以后每隔30分钟提高0.5℃，至14时关机，温度自动记录，连续处理5-6天。然后将本装置移到同组另一田间试验池中，同样处理5-6天。处理结束后即将本发明的系统装置移除。 

标记处理稻穗：以现有的方法，标记出高温处理头日前一天抽穗的稻穗。在田间，则标记正常温度下完成抽穗扬花的稻穗。每个品种标记30个以上非边行穗。 

取样考种：在成熟期收取标记稻穗，实验池内只收取处理最高温度超过35.0℃行的稻穗，分品种，分第一重复、第二重复和田间分别计算统计结实率。 

品种评价：采用三种评价方法，根据试验目的使用。 

A.结实率级差对照定级法 

各品种(含对照)计算第一重复结实率、第二重复结实率的平均值，以品种结实率平均值对照以下对照表(附表)评定高温结实性等级。 

附表2水稻品种高温下结实率与高温结实性等级对照表： 

表2 

B.结实率差异显著性比较法 

对各品种(含对照)第一重复和第二重复计算平均结实率，进行方差分析，分析品种间差异水平。差异达到显著及以上水平的，进行新复极差测验。 

依据各品种结实率以及新复极差测验结果，以对照品种为参照，对各品种高温结实性作出综合评价： 

平均结实率高于高耐对照，差异显著，与不耐对照差异极显著的，为高温结实性强品种； 

平均结实率与高耐对照相当，差异不显著，与不耐对照差异极显著的，为高温结实性好品种； 

平均结实率与高耐对照相当，差异不显著，与不耐对照差异显著的，为高温结实性中品种； 

平均结实率低于高耐对照且差异显著，与不耐对照相当，差异不显著的，为高温结实性弱品种； 

平均结实率低于高耐对照且差异极显著，结实率低于不耐对照，差异显著的，为高温结实性差品种。 

C.结实率降幅差异显著性比较法 

以试验品种结实率降幅为指标。 

各品种(含对照)第一重复和第二重复计算平均结实率；第一重复结实率、第二重复结实率分别与田间结实率相减，得到第一重复结实率降值、第二重复结实率降值，并计算平均降值。 

对结实率平均降值进行方差分析，分析品种间差异水平。差异达到显著及以上水平的，进行新复极差测验。 

最后依据各品种平均结实率、结实率平均降值以及新复极差测验结果，以对照品种为参照，对各品种高温结实性作出综合评价： 

平均结实率高于高耐对照，平均降值与高耐对照差异显著，与不耐对照差异极显著的，为高温结实性强品种； 

平均结实率与高耐对照相当，平均降值与高耐对照差异不显著，与不耐对照差异极显著的，为高温结实性好品种； 

平均结实率与高耐对照相当，平均降值与高耐对照差异不显著，与不耐对照差异显著的，为高温结实性中品种； 

平均结实率低于高耐对照，平均降值与高耐对照差异显著，与不耐对照相当，差异不显著的，为高温结实性弱品种； 

平均结实率低于高耐对照，平均降值与高耐对照差异极显著，结实率低于不耐对照，差异显著的，为高温结实性差品种。 

本发明系统的应用： 

以江西省一季稻区试品种和发明者自育品种为试验对象，进行应用比较。 

某年以当年省一季稻区试YJA组14个品种为试验对象，处理温度37.2-42.1℃，做试验品种与对照结实率平均值间的±百分比比较，品种YJA06、YJA11、YJA05、YJA10表现出抗耐高温能力强。 

某二年以当年省一季稻区试YJA组13个品种为试验对象，处理温度37.0-41.2℃。对照Ⅱ优838结实率81.65％、金优桂99结实率33.14％见表3，结果较为接近实际。以“结实率级差对照定级法”评价，YJA02、YJA06和YJA07高温结实性中表3。 

表3YJA组品种设施增温处理结果表： 

表3 

某三年试验品种为自育的7个276S组合和两个附加对照，8月13日～17日共处理5天；8月13日-17日的温控仪自动记录结果：设施处理日最高温度各日分别为42.9℃、40.4℃、37.2℃、39.6℃和36.4℃，同期田间日最高温度各日分别为38.8℃、36.5℃、30.6℃、35.1℃和29.9℃。经本发明系统增温设施在抽穗扬花期处理的9个品种276S/R2668、276S/冬367、276S/091747、276S/091764、276S/R664、276S/黄华占、 276S/R838、Ⅱ优838(CK1，高耐对照)、金优桂99(CK2，不耐对照)稻穗的结实率分别为48.5％、47.8％、34.9％、47.1％、46.3％、43.9％、70.0％、73.4％、48.9％，同期自然气温下的田间稻穗结实率分别为83.9％、86.7％、84.2％、87.4％、80.9％、87.6％、85.7％、85.9％、89.1％。高温处理与同期自然气温相比，Ⅱ优838结实率下降了12.5个百分点、金优桂99结实率下降了40.2个百分点。结果详见表4。 

表4276S组合高温结实性鉴定结果及差异显著性比较： 

采用“结实率差异显著性比较法”评价试验品种：276S/R838与Ⅱ优838差异不显著，与金优桂99差异极显著，为高温结实性好品种；276S/091747与Ⅱ优838差异极显著，结实率低于金优桂99，差异显著，为高温结实性差品种；其他品种与Ⅱ优838差异极显著，结实率与金优桂99相当，差异不显著，为高温结实性弱品种。 

本文标签： 水稻结实高温鉴定装置