水稻抽穗期高温热害应对技术

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在全球气候变暖的背景下，极端天气频发，高温已经成为制约水稻产量和品质的主要因素之一。为此，本研究于2016-2017年在南京信息工程大学农业气象试验站以早籼稻陵两优268和晚籼稻两优培九为试验材料，在水稻抽穗期利用人工辅助加热（8:00-18:00，35±0.5℃）或自然的高温过程，研究了不同应对技术对水稻高温热害的缓解效果。2016年通过人工气候箱控制试验筛选了抗高温热害化学制剂的最佳浓度，然后分四个播种时期，分别研究了CK（池塘水灌溉，田间保持10cm水层，不加热）、A1（池塘水灌溉，田间保持10cm水层，日灌夜排，加热）、A2（池塘水灌溉，田间保持5cm水层，日灌夜排，加热）、A3（池塘水灌溉，田间保持10cm水层，加热）;CK（池塘水灌溉，田间保持10cm水层）、B1（地下水灌溉，田间保持10cm水层，日灌夜排）、B2（池塘水灌溉，田间保持10cm水层，日灌夜排）、B3（田间不保持水层）;CK（喷施蒸馏水）、C1（20mmol·L-1的CaCl2溶液）、C2（2.5mmol·L-1的Na2SiO3·9H2O溶液）、C3（22.04mmol·L-1的KH2PO4溶液）;CK（不喷雾）、D1（8:00蒸馏水喷雾）、D2（12:00蒸馏水喷雾）、D3（14:00蒸馏水喷雾）四项技术措施对高温热害的缓解效果。2017年研究了CK（池塘水灌溉，田间保持10cm水层，不加热）、T1（地下水灌溉，田间保持10cm水层，日灌夜排，加热）、T2（池塘水灌溉，田间保持10cm水层，日灌夜排，加热）、T3（池塘水灌溉，田间保持10cm水层，夜晚不排放，加热）和T4（22.04mmol L-1KH2PO4和20mmol·L-1的CaCl2混合溶液）4项技术对水稻高温热害的缓解效果。试验主要结论如下: 1、高温降低了水稻植株抽穗期茎叶干物质积累量、干物质转运率、干物质贡献率以及成熟期籽粒干物质占植株地上部分总重的比例，增加了成熟期茎叶干物质积累量和叶片和茎鞘干物质占植株地上部分总重的比例。在研究不同灌溉深度对水稻高温热害缓解作用的试验中，CK未遭受高温热害，各处理成熟期籽粒干物质积累、干物质转运率、干物质贡献率、成熟期穗部占植株地上部总重的比例均表现为CK＞A1＞A2＞A3。在研究不同灌溉水来源对水稻高温热害缓解作用的试验中，所有处理均遭遇自然条件下的高温热害，各处理成熟期籽粒干物质积累、干物质转运率、干物质贡献率、成熟期穗部占植株地上部总重的比例均表现为B1＞CK＞B3＞B2。在研究喷施不同化学制剂对水稻高温热害缓解作用的试验中，对所有处理都进行了人工辅助加热，各处理成熟期籽粒干物质积累、干物质转运率、干物质贡献率、成熟期穗部占植株地上部总重的比例均表现为C1＞C3＞C2＞CK。在研究不同时间喷雾对水稻高温热害的研究中，对所有处理都进行了人工辅助加热，各处理成熟期籽粒干物质积累、干物质转运率、干物质贡献率、成熟期穗部占植株地上部总重的比例均表现为D2＞D3＞D1＞CK。可以看出高温降低了水稻茎叶干物质转运率、干物质贡献率和成熟期穗部干物质占植株地上部总重的比例，从而导致产量降低。其中四种技术措施中产量最高的处理分别为A1、B1、C1和D2。2017年不同应对技术处理成熟期籽粒干物质积累、干物质转运率、干物质贡献率、成熟期穗部占植株地上部总重的比例均表现为CK＞T4＞T1＞T2＞T3，产量表现为CK＞T4＞T1＞T2＞T3。因此，T4处理更能够缓解高温热害对水稻产量的影响。 2、水稻在抽穗期遭遇高温，短时间内叶片SOD、POD和CAT活性增加，而在高温处理结束恢复自然温度后，各处理叶片SOD、POD和CAT活性明显低于CK。高温通过降低抗氧化酶活性、可溶性蛋白质含量、净光合速率和SPAD，从而加快水稻叶片衰老速度。2016年研究结果表明，不同技术措施均可以缓解高温热害对水稻剑叶光合和抗氧化酶系统的伤害，四种技术措施中不同处理的效果为CK＞A1＞A2＞A3、B1＞CK＞B3＞B2、C1＞C3＞C2＞CK、D2＞D3＞D1＞CK。因此，2016年四项技术措施中，A1、B1、C1和D2对降低高温热害下水稻的衰老速度效果最好。2017年不同技术措施对提高高温热害下水稻光合作用和增强水稻叶片抗氧化系统的效果为CK＞T4＞T1＞T2＞T3，因此认为，T4处理更能增强水稻的抗衰老能力。 3、高温处理导致水稻叶片和茎鞘总糖含量降低，氮含量增加。抽穗期、乳熟期和成熟期，2016年四种技术措施中各处理叶片和茎鞘总糖含量大小排序为CK＞A1＞A2＞A3、B1＞CK＞B3＞B2、C1＞C3＞C2＞CK、D2＞D3＞D1＞CK，氮含量与之相反。其中，2016年四种措施中总糖含量最高的处理分别为A1、B1、C1和D2，含氮量最高的分别为A3、B2、C2和D1。2017年不同应对技术中各处理叶片和茎鞘总糖含量大小排序为CK＞T4＞T1＞T2＞T3，氮含量与之相反。因此认为在高温条件下T4处理的碳氮代谢受影响程度最小。综上所述，不同应对技术措施中T4处理对高温热害的缓解作用效果最好。

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作者
姜琳琳;
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作者单位

南京信息工程大学;

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授予单位南京信息工程大学;
学科应用气象学
授予学位硕士
导师姓名江晓东;
年度 2018
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类土壤学;矿山安全与劳动保护;
关键词
水稻抽穗期; 高温热害;

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