孕穗中期增溫高溫處理對(duì)不同種植方式下水稻產(chǎn)量形成的影響

胡雪 徐承昱 韓笑

摘 要：本文以南粳46和南粳9108為試驗(yàn)材料，采用移栽和直播2種種植方式，于孕穗中期進(jìn)行增溫、高溫處理。研究表明在2種栽培方式下，南粳9108高溫?zé)岷Τ潭缺饶暇?6更加嚴(yán)重。增溫、高溫處理后使水稻產(chǎn)量下降，結(jié)實(shí)率降低，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重減少，并且降低了水稻干物質(zhì)積累量。穗后21d至成熟期，2個(gè)品種劍葉在增溫高溫處理下的SPAD值均顯著高于常溫處理。穗的氮素分配比例南粳9108各期總體表現(xiàn)為常溫>增溫>高溫且差異顯著，南粳46總體以常溫、增溫條件下較大。栽培方式對(duì)相同溫度處理下各器官氮素分配影響差異不明顯。

關(guān)鍵詞：增溫;高溫;種植方法;產(chǎn)量; 粳稻

中圖分類號(hào)：S157.4+3 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200515001

引言

本試驗(yàn)研究2種不同種植方式下增溫、高溫處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素、干物質(zhì)積累量、劍葉SPAD值以及各器官氮素分布的影響，以期為氣候變化情境下對(duì)優(yōu)質(zhì)稻米的栽培方式和品種選育提供選擇的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)、材料

本實(shí)驗(yàn)選擇了2個(gè)粳稻品種（南粳46和南粳9108），并于2016年和2017年水稻種植季節(jié)在揚(yáng)州大學(xué)盆栽場(chǎng)（E 119°42′，N 32°39′）種植。

1.2 試驗(yàn)方法

盆栽試驗(yàn)，每盆（高30cm，直徑25cm，體積14.7L）裝土20kg，種植3穴，每穴3苗。模擬2種不同的種植方式：機(jī)械化直播和機(jī)插秧移栽。

于齊穗期將生長(zhǎng)于室外的30盆稻株移入揚(yáng)州大學(xué)人工智能氣候?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行常溫、增溫和高溫處理14d，常溫處理參考?xì)v年氣象局發(fā)布同期平均10a的數(shù)據(jù)，增溫處理較歷史同日增長(zhǎng)2℃，高溫處理較歷史同日增長(zhǎng)5℃（表1），濕度、光照設(shè)置為歷史同日平均值。溫度處理結(jié)束后移至盆栽場(chǎng)正常生長(zhǎng)。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素測(cè)定

成熟期每個(gè)品種各個(gè)處理隨機(jī)選取3盆（9穴）測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量并且選取3穴有代表性的成熟稻株，測(cè)定單株穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。

1.3.2 干物質(zhì)量測(cè)定及含N量測(cè)定

齊穗期為初始數(shù)據(jù)，孕穗中期后每隔7d取1次植株樣至成熟，每次2穴，共4次。取樣后樣本去根后按器官分為莖稈、葉片和穗，分別裝袋并烘干至恒重，分別測(cè)定莖稈、葉片和穗的干物重。測(cè)完粉碎后的植株樣品，用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮-蒸餾法消煮后測(cè)定N的含量。

1.3.3 劍葉SPAD值的測(cè)定

2個(gè)品種每個(gè)處理隨機(jī)選定10個(gè)植株，齊穗期后每7d測(cè)定選定的10個(gè)植株劍葉的SPAD值，共測(cè)定4次。使用由日本Minolta生產(chǎn)的SPAD-502型葉綠素計(jì)進(jìn)行SPAD值的測(cè)定。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析方法

運(yùn)用SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Origin pro 8.5.1和Excel 2003繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 孕穗中期增溫高溫處理對(duì)不同種植方式下水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 ?孕穗中期進(jìn)行增溫、高溫處理對(duì)不同種植方式下水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響如表2所示，各處理間穗數(shù)和每穗粒數(shù)差異不顯著;千粒重均為常溫對(duì)照下最大;結(jié)實(shí)率除移栽方式下南粳9108其余均表現(xiàn)為常溫>高溫>增溫，差異均達(dá)到了極顯著水平;南粳46的產(chǎn)量大于南粳9108，隨著溫度升高產(chǎn)量明顯下降。其中，南粳46在移栽方式下高溫處理減產(chǎn)最多，為27.82%，在直播方式下增溫處理減產(chǎn)最低，為4.73%。

2.2 孕穗中期增溫高溫處理對(duì)不同種植方式下水稻干物質(zhì)積累量的影響 ?增溫、高溫對(duì)不同種植方式下水稻地上部干物質(zhì)積累總量的影響如表3所示。直播方式下南粳9108在穗后21d增溫、高溫處理后干物質(zhì)積累量顯著低于常溫對(duì)照，移栽方式下南粳46在穗后28d和穗后35d 2個(gè)溫度處理間差異顯著，其余處理無顯著差異。隨生育期的推移2個(gè)品種干物質(zhì)積累總量均逐漸增加，至成熟期達(dá)到最大值。移栽方式下增溫、高溫處理使南粳46在成熟期較常溫分別降低了14.43%和10.25%，南粳9108分別降低了21.49%和20.17%;直播方式下增溫、高溫處理使南粳46在成熟期較常溫分別降低了3.08%和8.41%，南粳9108分別降低了2.10%和5.63%。

2.3 孕穗中期增溫高溫處理對(duì)不同種植方式下水稻劍葉SPAD值的影響 ?增溫、高溫對(duì)不同種植方式下水稻劍葉SPAD值的影響如圖1所示。在2種種植方式下，南粳9108和南粳46各個(gè)溫度處理下劍葉SPAD值均隨生育進(jìn)程逐漸下降，其中穗后21d降低速度緩慢，穗后28d至成熟期快速下降。移栽方式下增溫、高溫處理使南粳46在成熟期較常溫分別升高了49.88%和23.58%，南粳9108分別升高了100.14%和146.32%;直播方式下增溫、高溫處理使南粳46在成熟期較常溫別升高了49.67%和39.96%，南粳9108分別升高了160.93%和75.06%。

2.4 孕穗中期增溫高溫處理對(duì)不同種植方式下水稻各器官氮素分布的影響 ?在2種種植方式下，2個(gè)品種葉片中的氮素比例隨著生育期的推移逐漸降低（圖2），其中，南粳9108各個(gè)時(shí)期均表現(xiàn)為高溫>增溫>常溫，且差異顯著，南粳46總體以增溫、高溫條件下較大。穗的氮素比例隨著生育期的推移逐漸升高，其中，南粳9108各期總體表現(xiàn)為常溫>增溫>高溫，且差異顯著，南粳46總體以常溫、增溫條件下較大。莖稈中氮素分配比例隨生育進(jìn)程緩降，各個(gè)溫度處理間差異不顯著，但總體都表現(xiàn)為高溫條件下最大。栽培方式對(duì)相同溫度處理下2個(gè)品種各器官氮素分配影響差異不明顯。就品種而言，增溫、高溫對(duì)南粳9108各器官氮素分配的影響更大。

3 小結(jié)與討論

在相同的處理下，南粳9108高溫?zé)岷Τ潭缺饶暇?6更加嚴(yán)重，說明南粳46的耐熱性強(qiáng)于南粳9108。2個(gè)品種在孕穗中期進(jìn)行增溫高溫處理后，水稻產(chǎn)量下降，結(jié)實(shí)率降低，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重減少，這與駱宗強(qiáng)等研究結(jié)果一致[12-14]。水稻產(chǎn)量下降的主要原因是結(jié)實(shí)率降低[15]。增溫高溫處理降低了水稻干物質(zhì)積累量，且溫度越高，降幅越大，與謝曉金等人試驗(yàn)結(jié)論一致[16]。穗后21d至成熟期，2個(gè)品種劍葉在增溫高溫處理下的SPAD值均顯著高于常溫處理，這可能是因?yàn)楦邷厥沟脛θ~氮素轉(zhuǎn)移效率降低。此外 SPAD值的下降幅度也隨生育期推進(jìn)而逐漸增大，這與劉春溪等研究結(jié)果一致[17]。成熟期各器官氮素分配總體表現(xiàn)為穗>莖>葉，且溫度升高不利于莖葉中的氮素向穗部轉(zhuǎn)移。本試驗(yàn)研究移栽和直播2種方式下對(duì)水稻進(jìn)行增溫、高溫處理，明確水稻的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，希望可以為氣候變化情境下對(duì)優(yōu)質(zhì)稻米的栽培方式、品種選育和人類飲食健康提供選擇的依據(jù)。

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（責(zé)任編輯 周康）