增温对水稻生长发育、产量以及稻米品质的影响

摘要

全球变暖以及温度增加的不对称性对水稻产量和稻米品质的影响已经受到了越来越多的关注，有关大田条件下不同增温方式（如白天增温、夜晚增温或全天增温）对水稻生长发育、产量和品质形成的影响的研究报道仍然不多。为此，本试验于2016和2017年在湖北武汉采用自制的鼓风加热增温系统模拟长江中下游地区未来大气温度的变化趋势，选用大面推广种植的4个水稻品种作为试验材料，在大田条件下分别设置白天增温(Daytime Warming，DW)、夜间增温(Nighttime Warming，NW)以及全天增温(All-day Warming，AW)和对照4个不同温度处理，比较研究不同增温方式对水稻生长发育、产量及品质的影响以及品种之间的响应差异，以期揭示增温对水稻生长发育、产量以及品质影响的机理，从而为培育耐高温品种选育提供理论依据，为抗高温栽培提供决策支持。主要研究结果如下:
　　1.在2016和2017年的大气温度基础上增温1℃-2℃会显著降低水稻的产量。不同增温方式对水稻产量的影响程度不同，全天增温处理对所有供试水稻品种的产量影响最大，2016和2017年4个供试品种在AW处理下的平均降幅分别为61.93％和42.58％。本试验条件下，两年的NW和DW对产量影响的差异不显著，2016年两者的平均降幅分别为31.06％和30.76％，2017年分别为29.63％和21.66％。
　　2.NW和DW导致产量降低的途经有差别。NW和DW对水稻的结实率和千粒重的影响程度大致相同，不同的是每穗颖花数在NW处理下的降幅大于DW。进一步比较NW和DW对结实率降低的内在机理，结果发现，两者都是通过降低花药开裂率、花粉活性、柱头附着花粉数以及柱头上花粉萌发数从而导致结实率下降;而NW导致花药开裂降幅大于DW，DW导致花粉活性以及柱头附着的花粉数的降幅相对较大。
　　3.增温导致水稻的株高显著降低，但对水稻叶片的比叶重(SLW)的影响不显著。耐高温品种SY63的叶面积指数(LAI)在增温处理下显著增加，其他3个品种LAI在增温处理下无明显的变化。水稻植株形态在增温处理下的变化不影响水稻各个时期的干物质积累。表明增温处理下的干物质供应并不限制产量的形成。
　　4.增温处理影响水稻的部分加工品质和外观品质指标。AW、DW和NW3种增温处理均显著降低稻谷的整精米率、直链淀粉含量以及胶稠度，增加垩白度和垩白粒率。

目录

论文说明

声明

摘要

缩略语表

1 前言

1．1 全球气候变化的特点

1．2 增温与农业生产的关系

1．3 水稻生长发育过程对温度升高的响应特性

1．4 水稻产量及其形成过程对温度升高的响应特性

1．5 稻米品质对温度升高的响应特性

1．6 大气变暖对中国水稻生产带来的影响及研究进展

1．7 本研究的目的和意义

2 试验材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验设计与温度处理

2．3 田间管理

2．4 测定项目与方法

2．4．1 农艺性状的测定

2．4．2 水稻颖花育性的测定

2．4．3 水稻成熟期产量的测定

2．4．4 稻米品质的测定

2．5 数据处理与统计分析

3 结果与分析

3．1 水稻全生育期内气象数据

3．1．1 水稻全生育期自然条件下温度及降雨量的变化情况

3．1．2 不同增温处理的昼夜平均温度、相对湿度在全生育期内的变化

3．2 全生育期不同增温处理对水稻农艺性状的影响

3．2．1 全生育期不同增温处理下水稻株高的变化

3．2．2 全生育期不同增温处理下水稻分蘖的变化

3．2．3 全生育期不同增温处理下水稻叶面积指数(LAI)的变化

3．2．4 全生育期不同增温处理下水稻比叶重(SLW)的变化

3．3．1 不同增温处理对水稻产量的影响

3．3．2 不同增温处理对水稻产量构成因子的影响

3．3．3 不同增温处理对水稻千物质积累及收获指数的影响

3．3．4 不同增温处理对颖花育性的影响

3．4 增温处理对水稻稻米品质的影响

3．4．1 不同增温处理对水稻稻米加工品质的影响

3．4．2 不同增温处理对水稻稻米外观品质的影响

3．4．3 不同增温处理对水稻稻米营养品质的影响

4 讨论

4．1 自制鼓风加热系统的增温效果

4．2 增温对水稻农艺性状的影响

4．3 增温对水稻产量及产量构成形成过程的影响

4．4 增温对水稻稻米品质的影响

4．5 不同水稻品种对增温处理的响应特性

5 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文及专利情况