全球气候变暖，已成为水稻生产的灾害性气候因素之一，它对水稻生产及粮食安全造成一定的冲击，引起世界的广泛关注。国外一位水稻专家综合了25年的气象数据及12年的水稻产量，进行了综合分析，结果表明：水稻生产期间平均夜间最低气温上升1℃，水稻产量下降10%。

（一）剑叶早衰产生原因分析

（1）大气高温环境对水稻的影响

杂交中稻生育后期正处高温、强光、干热风的逆境，特别是中午时分，水稻的蒸腾与蒸发量均较大，水稻自身的控制系统会关闭部分气孔进行“午睡”，这是植物趋利避害的本能，对生存不利的逆境一种躲避现象。气孔是植物气体代谢的门户，直接控制着CO₂的同化及水气蒸腾速率。CO₂的吸收量减少影响光合作用的碳反应速度，导致光能转换的障碍：热量滞留体内及电子过剩。气孔关闭，热量累积，高温不退直接造成ATP酶变性失活，当热量累积达到能发生化学反应所必须的活化能时（一般化学反应>20千卡/M），处于激发状态下的O₂与过剩电子，碰撞结合而生成氧自由基，其氧化性能极强，容易从其他化合物中掠夺一个电子配对，细胞膜脂的过氧化反应就是自由基引发的。人们常说氧自由基的发生就是细胞凋亡的信号。有人证实，从衰老叶片中输出的N₂，90%以上来自叶绿体中。氧自由基导致生物大分子、叶绿素、氨基酸、蛋白质结构受损、瓦解、叶片“漂白”。叶片中叶绿素含量的变化 是叶片衰老的标志。

（2）土壤缺氧，Fe^艹超标对水稻生长发育的影响

水中的溶解随气温上升而减少。植物细胞在高温下呼吸加强，耗氧量增多。根系从叶片上获得的氧气随输导组织的老化，输导距离延长越来越少。常规技术在协调水气矛盾，采用的“干干湿湿、浅水勤灌、露田轻搁，适度晒田”等方法，有些地区为推广杂交水稻采用“开沟排水、实行半旱湿润灌溉”、“水旱轮作”等方法，以上这些促使土壤增氧的方法都是通过大气与土壤表层面的静态接触法，虽然有一定的增氧效果，其土壤增氧值还不如传统耘禾操作动态接触增氧效果好。更重要的是在孕穗期间，既需要充足的水量，保持一定的水层，以水调温，又需要大量的氧气，保证根系生长发育，根系发育好，吸收力量强有利分蘖，促大穗、争粒重，所以在孕穗期间容易出现顾此失彼的缺氧状态，常规技术解决不了历史上遗留下来的淹水层管理模式带来的土壤缺氧难题。

有人指出氧营养远比NPK更重要，浮根浮出水面实际上就是水稻对土壤缺氧逆境一种逃避的表现。

土壤缺氧对土壤中微生物种群结构的变化，最直接的影响就是N肥的硝化及矿物化，不利根系吸收利用，造成N肥的消耗量年年增多，生产成本提高。