在全球气候变暖日益加深的背景下,高温热害对水稻生产的威胁日益显现。长江中游地区是中国最主要的粮食生产基地之一,可预测的未来极端天气出现的频率更加频繁和程度更重,水稻热害已经成为该地区十分严峻的现实问题。最近的已有研究在水稻高温热害的成因与机理、水稻耐高温QTL,热害对产量与品质的影响,抗热的农艺技术等方面取得了长足的进展,但世界范围内,对实际水稻生产中或区域与田间条件下热害的发生及其受害程度、受害条件和品种差异的报道较少。水稻热害的发生,本质上是特定地域和特定气象条件与特定品种、关键生育时期耦合的结果。因此,准确反映区域与田间条件下水稻热害的发生规律,是水稻热害研究的“原点”,取得该条件下水稻热害发生规律及相关特征,对正确认识和评估区域性和地带性水稻热害发生趋势、现有品种对热害的整体耐性和抗逆育种应对能力、热害发生的表现与区域和田间(微)气象条件之间的关系意义明显,进而为建立水稻热害模型、制订热害监测和评估技术体系以及抗热技术与政策提供依据。本研究于2016-2017年在水稻热害频发的长江中游地区,集中在湖北省荆州市进行,采用面上调查、田间试验和田间监测相结合的手段,研究田间条件下热害的发生及其受害程度、受害条件、品种差异及发生热害时的气象特征。上述两年内,该地区的中稻在生殖生长期均发生了严重的热害。2016年于热害发生后在湖北荆州市和荆门市开展面上大范围、多品种综合调查。2017年在湖北省荆州市进行了水稻新品种(系)耐热性能试验。2016年结合长江中游不同省份(湖北荆州、湖南桃源、安徽庐江)品比试验,观察了大区域大田条件下水稻待选新品种总体耐热表现。此外,在田间开放条件下采用水稻冠层微气象测定仪(MINCER,Micrometeorological Instrument for the Near-Canopy Environment of Rice)对水稻的冠层微气象进行实时监测。主要结果如下:1.2016年面上调查中的68个水稻品种受害程度各异,大部分调查田块的水稻受害程度为一级受害(75%>结实率≥60%),少部分为二级受害(结实率<60%)。受害的品种主要是杂交稻,也有部分常规稻。主要受害品种的始穗期和热害危害发生时间集中在7月22日-8月1日,该时间段内气象条件:平均气温为31.5℃,相对湿度下降至70%左右,其它时段始穗的品种受热害影响较小。2.2017年荆州地区热害发生时间主要分布在7月20日-7月28日,大多数水稻新品种(系)始穗期主要集中在7月下旬,在始穗前或始穗期间遭遇了3d以上的热害。受热害影响后,结实率小于75%的品种共计13个,占总品种和品系总数的27.7%,这些品种的平均结实率为70.9%,与之对比,其余品种的平均结实率为82.2%;3.2016年湖北荆州、湖南桃源和安徽庐江三个地区水稻热害发生时间主要集中7月下旬。湖南桃源地区和湖北荆州地区水稻新品种始穗前后遭遇热害天数多于安徽庐江地区。对比三个地区水稻遭受热害情况发现,始穗前后均遭遇热害后的会加剧结实率下降,且下降幅度高于仅始穗前或始穗后遭遇热害。热害对水稻结实率的危害具有累加效应,热害持续天数越多,结实率下降幅度越大。部分品种始穗前仅经历2d热害,结实率就会显著下降;4.常温天气情景下,冠层内、冠层上方和空旷地之间的温度达到显著差异。全两优681冠层内部和冠层上方的温度分别比空旷地低分别低1.5℃、0.5℃;IR64品种冠层内部和冠层上方的温度分别比空旷地低1.4℃、0.5℃。全两优681冠层内部和冠层上方的湿度分别比空旷地高12%、4.4%;IR64品种冠层内部和冠层上方的湿度分别比空旷地高10.9%、4.4%。热害情景下,水稻冠层内的温度和湿度与大气温度具有显著差异。热害期间冠层内部平均温度比空气温度低1.6℃,冠层内平均相对湿度高出空气相对湿度10%。综上所述,长江中游地区水稻热害发生持续时间长,大面积遭受热害现象较为普遍,受害品种多,受害程度虽有所减轻,但大量新品种耐热性仍存在问题。因此,在未来育种工作中,应及时修改当前育种方针,水稻育种应以协同提高耐热性、产量、品质为目标,重点加强提升水稻耐热性,以抵御热害。热害发生时,田间水稻冠层的微气象与大气环境存在较大差异,未来设定水稻热害鉴定条件,利用数学模型模拟水稻热害受害过程的气象数据时应主要以水稻冠层处为准,从而能够提高模型预测的精准性。