孕穗期高温对水稻生长发育和产量形成的影响研究

摘要

水稻是我国的主要粮食作物之一，其安全生产事关人民生活和国家稳定。随着全球气候变暖，温室效应加剧，导致短期极端高温频发，高温热害给水稻安全生产带来极大风险，尤其是在生殖生长阶段，水稻对高温尤为敏感。孕穗期是营养生长与生殖生长并进阶段，该时期对高温的敏感度仅次于开花期。本研究于2014-2015年以两个耐热性不同的品种南粳41（热敏）和武运粳24（耐热）为材料进行盆栽试验，于水稻孕穗期的减数分裂期移至人工气候室进行模拟温度日变化曲线的控温处理，设置4个不同的温度梯度，T(Tmax/Tmin)分别为:T1(32/22)℃、T2(36/26)℃、T3(40/30)℃、T4(44/34)℃（如图2-1），其中T1为对照，处理持续时间为D2(4天)，T2、T3、T4温度水平持续时间为D1（2天）、D2(4天)、D3(6天)。通过测定叶片净光合速率、生育期、叶面积、叶绿素含量、器官碳氮含量、生物量和产量等指标，明确孕穗期高温对水稻光合生产和产量形成以及碳氮平衡和源库关系的影响。其研究结果将为我国气候变化下水稻安全生产管理、耐热性品种育种目标制定以及抗热害栽培措施的制定提供指导意义。主要研究结论如下: (1)孕穗期高温影响水稻光合生产和产量形成。孕穗期高温使水稻开花提前，对花后灌浆持续时间影响不显著，而极端高温T4使开花时间延迟，并延长灌浆持续时间;孕穗期高温处理期间蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度均升高，而净光合速率降低，高温对恢复期间的净光合速率、叶绿素含量、叶面积均有显著影响;T3D3、T4D2和T4D3增加地上部分干物质积累，其余高温处理下均降低，总的来说，高温水平越高、持续时间越长，穗部干物重积累量和营养器官花前储存干物质转运量越低，营养器官干物质积累越大;孕穗期高温下粒重、穗粒数和结实率均有显著降低，且高温对强势粒的粒重和结实率的影响较大，整体而言，孕穗期高温通过降低每穗实粒数降低产量，粒重和结实率与高温累积度呈负相关关系。 (2)孕穗期高温改变了水稻碳氮平衡和源库关系。孕穗期高温对叶片碳含量影响不显著，但显著降低穗部碳含量并使碳素在茎秆中严重累积;叶片氮素含量在T2、T3处理下降低，而在T3D3、T4D2、T4D3处理下氮素含量升高，茎秆和穗部氮素含量在各高温处理下均升高;孕穗期高温降低花前营养器官储存碳氮转运量，甚至不发生转运而严重累积，用高温累积度日量化花前营养器官储存碳氮转运量，其中氮素线性下降，碳素符合Logistic曲线变化规律;此外，孕穗期高温提高了营养器官的碳氮比、降低了穗部的碳氮比和粒叶比;研究还发现孕穗期高温处理下营养器官碳氮比和净光合速率以及产量均有较好的线性负相关关系。

目录

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摘要

第一章文献综述与研究目的

2．1 高温对水稻生育期的影响

2．2高温对水稻光合生产的影响

3．1 高温对水稻干物质积累、分配和转运的影响

3．2高温对水稻产量及其构成因素的影响

4．1 高温对水稻碳氮平衡的影响

4．2高温对水稻源库关系的影响

5研究目的及意义

第二章研究思路与材料方法

1．1研究思路

1．2技术路线

2．1试验设计

2．2测试项目与方法

2．3 人工气候室控温

3数据处理与分析

参考文献

第三章孕穗期高温对水稻生育期、光合生产和产量形成的影响

1材料与方法

1．1试验设计与数据处理

1．2测试项目与方法

2结果与分析

2．1 孕穗期高温对水稻生育期、光合生产和干物质积累的影响

2．2孕穗期高温对水稻干物质转运和产量形成的影响

3讨论与小结

参考文献

第四章孕穗期高温对水稻碳氮平衡和源库关系的影响

1材料与方法

1．1试验设计与数据处理

1．2测试项目与方法

1．3数据处理

2结果与分析

2．1 孕穗期高温对水稻碳氮含量和积累量的影响

2．2孕穗期高温对水稻碳氮转运和源库关系的影响

3讨论与小结

3．1 孕穗期高温对水稻各器官碳氮平衡的影响

3．2孕穗期高温对水稻源库关系的影响

参考文献

第五章讨论与结论

1 讨论

1．1 孕穗期高温对水稻光合生产和产量形成的影响

1．2孕穗期高温对水稻碳氮平衡和源库关系的影响

2本研究的特色与创新之处及今后的研究设想

2．1本研究的特色与创新

2．2不足之处与进一步研究的设想

3结论

参考文献

致谢