夜間溫度對(duì)水稻弱勢(shì)籽粒灌漿充實(shí)的作用機(jī)制研究.pdf

1、近年來(lái),隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速、人類活動(dòng)的加劇等使全球氣候變暖,對(duì)糧食作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生了很大影響。本試驗(yàn)于2009-2010年連續(xù)兩年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)水稻試驗(yàn)田進(jìn)行。采用大田試驗(yàn)的方法,以黃淮海流域推廣的常規(guī)粳稻品種方欣四號(hào)為試驗(yàn)材料。針對(duì)水稻弱勢(shì)粒充實(shí)度差的問(wèn)題,分別從物質(zhì)生產(chǎn)與運(yùn)轉(zhuǎn),籽粒庫(kù)容等方面入手,深入系統(tǒng)研究了造成弱勢(shì)粒充實(shí)度差異的生理機(jī)制。研究結(jié)果如下:
　　 1.夜間高溫處理對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響,結(jié)

2、果表明:夜間高溫處理的實(shí)際產(chǎn)量<對(duì)照的。處理間差異達(dá)到極顯著水平,夜間高溫處理對(duì)產(chǎn)量的降低主要是表現(xiàn)在結(jié)實(shí)率、強(qiáng)弱勢(shì)粒千粒重和籽粒充實(shí)度的降低上。
　　 夜間高溫對(duì)稻米品質(zhì)的影響,在碾磨品質(zhì)上,夜間高溫處理的出糙率、精米率顯著低于對(duì)照,不完善粒率顯著高于對(duì)照。在外觀品質(zhì)上,強(qiáng)弱勢(shì)粒的堊白粒率、堊白度都較對(duì)照有顯著的增加。
　　 2.夜間高溫對(duì)不同粒位籽粒粒重和充實(shí)度的影響。結(jié)果表明:成熟期時(shí)強(qiáng)勢(shì)粒的千粒重和充實(shí)度均大于弱

3、勢(shì)粒的千粒重和充實(shí)度；粒位上,成熟期的籽粒千粒重及其籽粒充實(shí)度基本上保持與開花灌漿先后時(shí)間相一致的順序,即一枝梗上,兩處理的強(qiáng)勢(shì)粒表現(xiàn)為6>5>4>3>1>2,弱勢(shì)粒表現(xiàn)為1>6>5>4>3>2；二枝梗上,第1枝梗>第2枝梗>第3枝梗>第4枝梗,每個(gè)二枝梗上的籽粒表現(xiàn)為1>4>3>2,其中一枝梗上籽粒平均千粒重和籽粒充實(shí)度大于二枝梗上籽粒千粒重和充實(shí)度,且對(duì)照的大于夜間高溫處理的。二枝梗上,第1粒位籽粒與其余籽粒差異較大,且夜間高溫處理

4、的大于對(duì)照的?？梢钥闯?夜間高溫對(duì)弱勢(shì)籽粒(尤其是弱勢(shì)粒二枝梗除第1粒位之外的其余籽粒)千粒重有促進(jìn)作用,處理間千粒重和籽粒充實(shí)度的差異主要在弱勢(shì)粒二枝梗(尤其是除第1粒位外的其余籽粒)上,其次是一枝梗上的第2、3粒位籽粒。
　　 3.夜間高溫處理對(duì)水稻上二葉各葉位SPAD值的影響,結(jié)果表明:灌漿期,上二葉各葉位SPAD值的生育期變化均呈現(xiàn)出隨灌漿時(shí)間的延長(zhǎng)而下降的趨勢(shì),隨著籽粒灌漿的進(jìn)程,葉片不斷衰老。夜間高溫下,劍葉、頂2葉

5、和頂3葉的葉綠素值均低于自然(對(duì)照)溫度下水稻葉綠素值,方差分析結(jié)果表明,夜間高溫顯著降低水稻二片功能葉的平均葉綠素值(6次葉綠素值的平均值)。處理間上二葉各葉位SPAD值均表現(xiàn)為對(duì)照>夜間高溫,也即夜間高溫顯著降低水稻二片功能葉的平均葉綠素值,即夜間高溫處理對(duì)葉片早衰起促進(jìn)作用。
　　 4.夜間高溫對(duì)葉片衰老的影響。結(jié)果表明,灌漿期夜間高溫顯著降低葉綠素含量,導(dǎo)致衰老提前,縮短灌漿期；夜間高溫使SOD活性延后5d達(dá)到峰值,顯著

6、降低了10d和25d的SOD活性；使CAT活性提前5d達(dá)到峰值,極顯著的提高了20d的CAT活性、極顯著的降低了25d的CAT活性；對(duì)POD活性影響不顯著；顯著提高了MDA含量。
　　 5.夜間高溫處理對(duì)水稻莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的積累與輸出的影響研究。結(jié)果表明:不論莖或者是鞘,處理問(wèn)糖和淀粉含量生育期變化趨勢(shì)相同。夜間高溫處理無(wú)論是糖含量還是淀粉含量都低于同時(shí)期對(duì)照。莖鞘中的糖含量高于淀粉含量；莖中的糖、淀粉含量又高于鞘中的糖

7、、淀粉含量。
　　 灌漿期的莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物在輸出率上,夜間高溫處理的糖和淀粉含量的輸出量都比對(duì)照高,這說(shuō)明夜間高溫處理對(duì)同化物的運(yùn)轉(zhuǎn)有促進(jìn)作用,有利于水稻籽粒灌漿充實(shí)。
　　 6.夜間高溫對(duì)籽?？扇苄蕴呛康挠绊?。結(jié)果表明,成熟期不同粒位籽?？扇苄蕴呛孔兓?在整個(gè)灌漿期,強(qiáng)勢(shì)粒的籽?？扇苄蕴呛炕旧闲∮谌鮿?shì)粒的。灌漿前中期,強(qiáng)弱勢(shì)粒間夜間高溫處理的糖含量都較對(duì)照高,表明夜間高溫處理合成淀粉的能力沒(méi)有對(duì)照強(qiáng)。灌

8、漿后期,對(duì)照強(qiáng)弱勢(shì)粒及夜間高溫處理強(qiáng)勢(shì)粒糖含量轉(zhuǎn)為快速下降。
　　 7.夜間高溫對(duì)籽粒淀粉含量的影響。結(jié)果表明,在整個(gè)籽粒灌漿期內(nèi)籽?？偟矸鄣姆e累量與籽粒干重增加趨勢(shì)一致,呈“S”型變化。成熟期對(duì)照的淀粉積累量大于夜間高溫處理。同樣直鏈淀粉、直鏈淀粉的積累量規(guī)律與總的淀粉積累相同。
　　 8.夜間高溫對(duì)籽粒灌漿酶活性的影響。結(jié)果表明,AGPP酶和SSS酶活性變化呈單峰曲線,表現(xiàn)為開始灌漿時(shí)的酶活性較低,隨灌漿進(jìn)程,酶活性