孕穗中期增溫高溫處理對不同種植方式下水稻產量形成的影響

胡雪 徐承昱 韓笑

摘 要：本文以南粳46和南粳9108為試驗材料，采用移栽和直播2種種植方式，于孕穗中期進行增溫、高溫處理。研究表明在2種栽培方式下，南粳9108高溫熱害程度比南粳46更加嚴重。增溫、高溫處理后使水稻產量下降，結實率降低，穗數、穗粒數和千粒重減少，并且降低了水稻干物質積累量。穗后21d至成熟期，2個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。栽培方式對相同溫度處理下各器官氮素分配影響差異不明顯。

關鍵詞：增溫;高溫;種植方法;產量; 粳稻

中圖分類號：S157.4+3 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200515001

引言

本試驗研究2種不同種植方式下增溫、高溫處理對水稻產量構成因素、干物質積累量、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優(yōu)質稻米的栽培方式和品種選育提供選擇的依據。

1 材料和方法

1.1 試驗時間、地點、材料

本實驗選擇了2個粳稻品種（南粳46和南粳9108），并于2016年和2017年水稻種植季節(jié)在揚州大學盆栽場（E 119°42′，N 32°39′）種植。

1.2 試驗方法

盆栽試驗，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：機械化直播和機插秧移栽。

于齊穗期將生長于室外的30盆稻株移入揚州大學人工智能氣候實驗室進行常溫、增溫和高溫處理14d，常溫處理參考歷年氣象局發(fā)布同期平均10a的數據，增溫處理較歷史同日增長2℃，高溫處理較歷史同日增長5℃（表1），濕度、光照設置為歷史同日平均值。溫度處理結束后移至盆栽場正常生長。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 產量及產量構成因素測定

成熟期每個品種各個處理隨機選取3盆（9穴）測定實際產量并且選取3穴有代表性的成熟稻株，測定單株穗數、每穗粒數、結實率和千粒重。

1.3.2 干物質量測定及含N量測定

齊穗期為初始數據，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，分別測定莖稈、葉片和穗的干物重。測完粉碎后的植株樣品，用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮-蒸餾法消煮后測定N的含量。

1.3.3 劍葉SPAD值的測定

2個品種每個處理隨機選定10個植株，齊穗期后每7d測定選定的10個植株劍葉的SPAD值，共測定4次。使用由日本Minolta生產的SPAD-502型葉綠素計進行SPAD值的測定。

1.3.4 數據分析方法

運用SPSS 16.0軟件進行數據分析，Origin pro 8.5.1和Excel 2003繪制圖表。

2 結果與分析

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

2.2 孕穗中期增溫高溫處理對不同種植方式下水稻干物質積累量的影響 ?增溫、高溫對不同種植方式下水稻地上部干物質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、高溫處理后干物質積累量顯著低于常溫對照，移栽方式下南粳46在穗后28d和穗后35d 2個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個品種干物質積累總量均逐漸增加，至成熟期達到最大值。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不同種植方式下水稻劍葉SPAD值的影響 ?增溫、高溫對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各個溫度處理下劍葉SPAD值均隨生育進程逐漸下降，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各個時期均表現(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程緩降，各個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。栽培方式對相同溫度處理下2個品種各器官氮素分配影響差異不明顯。就品種而言，增溫、高溫對南粳9108各器官氮素分配的影響更大。

3 小結與討論

在相同的處理下，南粳9108高溫熱害程度比南粳46更加嚴重，說明南粳46的耐熱性強于南粳9108。2個品種在孕穗中期進行增溫高溫處理后，水稻產量下降，結實率降低，穗數、穗粒數和千粒重減少，這與駱宗強等研究結果一致[12-14]。水稻產量下降的主要原因是結實率降低[15]。增溫高溫處理降低了水稻干物質積累量，且溫度越高，降幅越大，與謝曉金等人試驗結論一致[16]。穗后21d至成熟期，2個品種劍葉在增溫高溫處理下的SPAD值均顯著高于常溫處理，這可能是因為高溫使得劍葉氮素轉移效率降低。此外 SPAD值的下降幅度也隨生育期推進而逐漸增大，這與劉春溪等研究結果一致[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移。本試驗研究移栽和直播2種方式下對水稻進行增溫、高溫處理，明確水稻的生長發(fā)育規(guī)律，希望可以為氣候變化情境下對優(yōu)質稻米的栽培方式、品種選育和人類飲食健康提供選擇的依據。

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（責任編輯 周康）