水稻生殖生長(zhǎng)期不同時(shí)段高溫對(duì)產(chǎn)量和稻米品質(zhì)影響的研究.pdf

1、全球氣候變暖引起高溫天氣日趨頻繁，如何在高溫的條件下繼續(xù)提高水稻產(chǎn)量、改善稻米品質(zhì)以滿足不斷增長(zhǎng)的人口需求是我們面臨的重大挑戰(zhàn)。本研究于2008-2011年在大田和盆栽條件下篩選不同高溫響應(yīng)類型的水稻材料，探索水稻生殖生長(zhǎng)期不同時(shí)段高溫對(duì)產(chǎn)量與稻米品質(zhì)的影響及其機(jī)理。2008年通過(guò)大田品比試驗(yàn)從104個(gè)水稻核心種質(zhì)材料篩選出適應(yīng)在本地區(qū)氣候條件下種植的產(chǎn)量和稻米品質(zhì)特性有代表性的水稻材料;2009年至2011年分別選用40、10和7個(gè)水

2、稻材料進(jìn)行了播期試驗(yàn)，通過(guò)不同播期間產(chǎn)量和稻米品質(zhì)響應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行分組，進(jìn)一步分析對(duì)不同組材料的產(chǎn)量和稻米品質(zhì)相關(guān)特性影響最大的高溫時(shí)段;2011年在播期試驗(yàn)基礎(chǔ)上選出兩個(gè)典型的對(duì)高溫響應(yīng)不同的品種揚(yáng)稻6號(hào)和成農(nóng)水晶，在溫室盆栽條件下齊穗期至成熟期在溫室設(shè)置常溫對(duì)照(CK)、夜間高溫（HN）、白天高溫（HD）和全天高溫(H(D+N)處理，研究晝夜間高溫對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響。另外還綜合分析了不同高溫響應(yīng)類型材料源庫(kù)結(jié)構(gòu)特征以及高溫條件

3、下源庫(kù)結(jié)構(gòu)特性對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)本研究所選用的104個(gè)水稻核心種質(zhì)材料的株型特性、產(chǎn)量和稻米品質(zhì)等指標(biāo)差異很大，且考察的稻米品質(zhì)中大多數(shù)指標(biāo)的材料數(shù)分布都符合正態(tài)分布，具有廣泛的代表性。通過(guò)對(duì)播始?xì)v期、株高、倒伏等性狀進(jìn)行限定，選出適應(yīng)本地區(qū)種植的材料，篩選出的39個(gè)材料同樣具有較廣泛的品種代表性。
　　(2)基于各材料不同播期中最大產(chǎn)量和產(chǎn)量變幅，通過(guò)二維象限法將材料分為四組。對(duì)高溫

4、響應(yīng)較敏感的第一組材料的產(chǎn)量主要由結(jié)實(shí)率和單位面積穎花數(shù)決定。抽穗前一周和抽穗后一周均是高溫影響產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期，抽穗前一周高溫與單位面積穎花數(shù)有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系;抽穗后一周即開(kāi)花期高溫決定結(jié)實(shí)率，出現(xiàn)超過(guò)35℃高溫的時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)實(shí)率越低。白天高溫對(duì)產(chǎn)量沒(méi)有影響，夜間高溫條件下產(chǎn)量有所下降，全天高溫條件下產(chǎn)量顯著下降。全天高溫和夜間高溫條件下主要都是通過(guò)引起結(jié)實(shí)率的下降而導(dǎo)致產(chǎn)量降低，此外，單位面積穎花數(shù)和千粒重的下降也導(dǎo)致了產(chǎn)量的降低。

5、本研究從核心種質(zhì)和推廣材料中篩選出的可穩(wěn)定達(dá)到高產(chǎn)的材料為高產(chǎn)育種研究提供了很好的基礎(chǔ)。
　　(3)在稻米品質(zhì)指標(biāo)中，堊白度受播期的影響最大，且其它大部分稻米品質(zhì)指標(biāo)與堊白度變化都有顯著相關(guān)性。不同播期間最小堊白度和堊白度變幅的閾值均定為15％，通過(guò)二維象限法將所有材料分為不同類型的四組。同組材料不同播期間堊白度隨抽穗期變化趨勢(shì)高度一致，抽穗后第二周的高溫對(duì)敏感材料堊白度的形成起決定性作用。同一材料不同播期間長(zhǎng)寬比均值越大堊白度最

6、大值越小。高溫增加堊白度，同時(shí)會(huì)使整精米率下降，進(jìn)一步影響水稻的商品價(jià)值。小幅晝夜間高溫條件下，白天高溫對(duì)各稻米品質(zhì)指標(biāo)都沒(méi)有顯著影響;夜間高溫條件下僅對(duì)敏感品種的外觀品質(zhì)有負(fù)面影響;對(duì)全天高溫敏感品種的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響的都會(huì)產(chǎn)生顯著影響。然而同一品種的不同稻米品質(zhì)指標(biāo)對(duì)高溫響應(yīng)不盡相同。
　　(4)開(kāi)花期高溫主要通過(guò)降低弱勢(shì)粒穎花的花粉育性使結(jié)實(shí)率下降，從而使庫(kù)容變小。本文中小幅增溫條件下的灌漿期高溫還不會(huì)對(duì)

7、葉片產(chǎn)生傷害，不會(huì)對(duì)源大小產(chǎn)生直接影響。揚(yáng)稻6號(hào)和成農(nóng)水晶這一對(duì)典型的高溫響應(yīng)類型不同的品種，從源庫(kù)結(jié)構(gòu)上有很多差異，揚(yáng)稻6號(hào)是大穗型，成農(nóng)水晶是多穗型，揚(yáng)稻6號(hào)弱勢(shì)粒穎花相對(duì)較多，但粒型差異不大。不同播期間花后干物質(zhì)積累量、花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量以及粒葉比的變幅與產(chǎn)量變幅表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，這可能是由于品種源庫(kù)調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，最終產(chǎn)量表現(xiàn)就越穩(wěn)定。弱勢(shì)粒位結(jié)實(shí)率受高溫下影響較大，粒葉比減小時(shí)結(jié)實(shí)率的高溫抗性增加。成農(nóng)水晶的堊白度對(duì)夜間高溫響應(yīng)敏