白天增溫和夜間增溫對水稻氮素積累及利用效率的影響.pdf

1、水稻是我國最主要的糧食作物，全球氣候變暖不僅升高水稻生長季內(nèi)的平均氣溫，同時也會增加水稻生長季內(nèi)發(fā)生極端高溫天氣的頻率，這都會對水稻生產(chǎn)帶來較大的影響。研究溫度升高時水稻氮素積累、利用效率的變化特征，可為面對全球氣候變暖條件下制定合理的氮肥管理措施、提高水稻氮素吸收利用效率等提供一定的借鑒和參考。
　　本研究通過盆栽土培的方式種植耐熱性不同的水稻品種(N22、汕優(yōu)63(SY63)、IR64和兩優(yōu)培九(LYP9)），在水稻分蘗期至成

2、熟期進(jìn)行白天增溫和夜間增溫處理，通過塑料薄膜覆蓋、電熱鼓風(fēng)機(jī)加熱來達(dá)到白天和夜間平均溫度升高3℃左右的增溫效果。與自然溫度下生長的水稻相比，研究白天增溫和夜間增溫對水稻產(chǎn)量、地上部生物量積累與分配、氮素積累及利用效率、水稻地上部氨揮發(fā)速率的影響。
　　本研究的主要目的為:探明在白天增溫和夜間增溫下水稻產(chǎn)量、地上部生物量、氮素積累及利用效率等的變化特征，比較對高溫抗性不同的水稻品種在增溫條件下氮素積累和利用效率等方面的差異，研究氮素

3、供應(yīng)水平是否會影響水稻對增溫處理的響應(yīng)。本研究取得的主要結(jié)果如下:
　　1.本研究采取的增溫處理方式導(dǎo)致增溫處理期內(nèi)的白天和夜間平均溫度比自然溫度高出2-3℃左右。在增溫處理期內(nèi)極端高溫發(fā)生的天數(shù)明顯增多，與自然溫度相比，在2012和2013年白天增溫處理下日最高溫度大于38℃的天數(shù)明顯增多，分別占增溫處理總天數(shù)的58.8％和46.3％;在夜間增溫處理下日最低溫度大于30℃的天數(shù)明顯增多，分別占增溫處理總天數(shù)的37.5％和56.1

4、％。
　　2.白天增溫和夜間增溫都顯著降低了水稻產(chǎn)量。增溫處理通過降低水稻單株穎花數(shù)、千粒重和結(jié)實率來降低水稻產(chǎn)量，其中水稻結(jié)實率的降低是水稻在增溫處理下產(chǎn)量降低的主要原因。水稻結(jié)實率對增溫危害的抗性存在明顯的基因型差異，與自然對照相比，在不同增溫處理、不同氮素供應(yīng)水平下，N22結(jié)實率降低幅度的變化范圍為14-70％，SY63為25-89％，LYP9為51-98％，表明N22對增溫危害的抗性最強(qiáng)、SY63次之、LYP9最弱。氮素供

5、應(yīng)水平影響了水稻結(jié)實率，在增溫處理下結(jié)實率降低幅度的變化范圍在不施氮時為27-86％，在中氮供應(yīng)時為20-56％，在高氮供應(yīng)時為24-65％，表明氮素供應(yīng)不足及過量都會加重增溫處理對水稻結(jié)實率的危害。
　　3.在抽穗期，與自然對照相比，2012年在不同品種、不同氮素供應(yīng)水平下增溫處理導(dǎo)致水稻抽穗期地上部生物量降低了4-22％，在2013年增溫處理并沒有導(dǎo)致水稻抽穗期地上部生物量明顯降低。2012和2013年不同氮素供應(yīng)、不同品種葉

6、片干重占地上部總干重的比例在自然條件下分別為14.7-21.5％和22.2-24.9％，在增溫處理下則分別為15.8-26.4％和22.4-29.1％，這表明在增溫處理下水稻抽穗期地上部干物質(zhì)在葉片中的分配比例升高。
　　在成熟期，與自然對照相比，水稻地上部生物量在增溫處理下變化較小，表明增溫處理對水稻整個生育期內(nèi)地上部干物質(zhì)積累能力的影響很小。2012和2013年不同氮素供應(yīng)、不同品種籽粒干重占地上部總干重的比例在自然條件下分別

7、為36.1-47.7％和7.7-36.8％，在增溫處理下則分別為0.7-32.9％和1.6-23.6％。這說明在增溫處理下水稻成熟期地上部生物量在籽粒中的分配比例明顯降低，這主要是因為增溫處理顯著降低了水稻結(jié)實率，在水稻灌漿成熟期間物質(zhì)由莖葉向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)過程受阻，所以在增溫處理下水稻成熟期分配在穗部的干物質(zhì)比例明顯降低，而分配在莖葉中的干物質(zhì)比例明顯升高。
　　4.與自然對照相比，水稻抽穗期和成熟期地上部氮素積累量受增溫處理的影響

8、較小，整體而言在成熟期略有降低的趨勢，表明增溫處理對水稻地上部氮素積累能力的影響很小。
　　在抽穗期，2012和2013年不同氮素供應(yīng)、不同品種水稻葉片氮素積累量占地上部氮素總量的比例在自然條件下分別為38.9-48.3％和45.4-49.7％，在增溫處理下則分別為40.6-52.4％和46.5-54.2％。這表明在增溫處理下水稻抽穗期地上部氮素積累量在葉片中的分配比例升高。
　　在成熟期，2012和2013年不同氮素供應(yīng)、

9、不同品種水稻籽粒氮素積累量占地上部氮素總量的比例在自然條件下分別為59.2-73.7％和19.1-58.3％，在增溫處理下則分別為2.3-59.9％和4.4-44.0％。說明在增溫處理下水稻成熟期地上部氮素積累量在籽粒中的分配比例明顯降低。這主要也是因為增溫處理顯著降低了水稻結(jié)實率，阻礙了水稻灌漿成熟期間氮素由莖葉向穗部籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，氮素大量積存于莖葉中，所以在增溫處理下水稻成熟期氮素分配在穗部的比例明顯降低，而分配在莖葉中的比例明顯

10、升高。
　　5.由于增溫處理對水稻成熟期地上部生物量和氮素積累量的影響都很小，所以水稻成熟期的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率(NUEb)在增溫處理下變化較小。而由于增溫處理顯著降低了水稻的結(jié)實率，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量顯著降低，因此在增溫處理下水稻的氮素籽粒生產(chǎn)效率(NUEg)、氮素收獲指數(shù)(NHI)、氮肥偏生產(chǎn)力(PFP)都顯著降低。
　　6.本研究試驗結(jié)果表明，增溫處理對水稻地上部的氮素積累影響很小。在增溫處理下，水稻結(jié)實率成為影響水稻氮素利