灌浆期开放式增温对不同小麦产量和品质的影响

为研究灌浆期开放条件下增温对不同小麦产量及品质的影响,采用开放式红外增温技术,以‘济麦22’和‘济麦44’为材料,于2020—2022年进行灌浆期白天增温来模拟未来气候变暖下温度升高对不同小麦产量及其构成因素和品质(主要是淀粉和蛋白质)的影响。在本试验条件下,增温处理的两种小麦千粒质量和产量均呈现下降趋势,千粒质量下降3.3%~5.7%,产量损失2.0%~5.0%。增温使两个品种的淀粉含量降低1.4%~2.4%,白度降低1.6%~1.8%,面筋指数降低0.4%~3.6%。灌浆期增温处理增加了小麦籽粒蛋白含量,增幅为1.1%~9.6%,沉降值增加0.8%~11.9%。另外增温处理对两种小麦面粉的淀粉糊化特性产生了不同的影响,‘济麦22’面粉的低谷黏度和峰值黏度显著上升,最终黏度、回生值和糊化温度差异不显著;‘济麦44’面粉的低谷黏度、峰值黏度和最终黏度显著下降,回生值和糊化温度差异不显著。综上,在其他生育进程不变的情况下,灌浆期增温将会导致小麦减产,同时小麦籽粒物质组成也将发生复杂的变化,从而影响到小麦的品质。

花后开放式增温对小麦产量及品质的影响

【目的】采用开放式红外增温技术,研究花后开放条件下温度升高对小麦产量及品质的影响,为评估未来气候变暖对江淮地区冬小麦的影响提供理论依据。【方法】以扬麦16为材料,采用开放式红外增温技术,于2009—2011年通过设计不同的增温时间(全天增温、白天增温、夜间增温)和不同的增温幅度(1.5、3℃)来模拟未来气候变暖不同情景和不同增温程度下气温升高对小麦产量及其构成因素和品质(主要是淀粉和蛋白质)的影响。【结果】该增温系统实际增温值低于设计值,在本试验条件下,花后不同增温处理的小麦产量、穗粒数和千粒重均呈现下降趋势,并随增温幅度提高下降的幅度增大,而且小麦产量在不同增温水平下,都以全天增温处理的产量损失最大,花后小麦冠层在全天、白天和夜间的平均温度分别为20.8、23.7和16.9℃的基础上升高1.8℃左右,产量损失可达22.3%;花后增温增加了小麦籽粒粗蛋白和湿面筋的含量,两年试验中粗蛋白和湿面筋含量均以处理6(夜间增温3℃)增加最多,增幅分别为7.9%和13.2%;蛋白组分方面,增温处理对蛋白组分的影响较为复杂,但两年结果显示谷蛋白显著提高,因此谷蛋白的合成和积累易受温度的控制;另外增温处理对淀粉及其组分的影响较小。【结论】在其它生育进程不变的情况下,花后增温将会导致小麦减产,同时小麦籽粒物质组成也将发生复杂的变化,从而影响到小麦的品质。

灌浆期开放式增温对水稻强势粒和弱势粒淀粉代谢关键酶相关基因表达水平的影响

[目的]阐明模拟全球气候变暖对水稻灌浆期淀粉代谢关键酶相关基因表达水平的影响,为全球气候变暖的应对措施提供依据。[方法]以大穗型粳稻品系CJ03和中穗型粳稻品种‘宁粳3号’为材料,在水稻抽穗期进行开放式增温处理,测定强、弱势粒的千粒质量、灌浆速率、总淀粉与直链淀粉含量及花后10 d和20 d淀粉代谢关键酶的主要调控基因表达水平。[结果]在灌浆前期,与对照弱势粒相比,开放式增温明显促进弱势粒的灌浆进程,主要表现在弱势粒灌浆速率及其峰值均有增加,灌浆启动提前;在灌浆后期,随着增温处理时间的延长,强、弱势粒灌浆活跃期均缩短。实时荧光定量PCR的测定结果表明,参与籽粒淀粉代谢的关键酶,如蔗糖合成酶(Su Sase)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE),它们的基因表达水平在不同处理和不同部位均有差异。在花后10 d的增温处理下,强、弱势粒中Su Sase、AGPase、SSS和SBE合成相关基因的表达水平上调,而GBSS合成相关基因的表达水平下调。花后20 d,相对于强势粒,各处理弱势粒中淀粉合成关键酶相关基因的表达水平均显著下调。[结论]增温处理下,弱势粒中淀粉合成关键酶相关基因表达水平的上调是其灌浆速率增加的主要原因。

开放式增温对不同耐热性粳稻光合作用和产量的影响

在全球变暖的背景下,研究增温对粳稻生长的影响,为耐热性粳稻品种的选育提供依据。采用开放式增温(Free air temperature increasing,FATI)系统,以沈农9816、辽粳401、铁粳7和港辐粳16为试材,设置增温(T)和对照(CK)处理,从抽穗期开始每隔10d测定4个粳稻品种剑叶的光合作用,成熟期测定产量和品质。结果表明,增温处理对沈农9816、辽粳401、港辐粳16的剑叶光合气体交换参数影响显著,其中辽粳401剑叶净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅最大,其次是港辐粳16,而沈农9816仅有Pn和Gs显著低于对照;增温处理使沈农9816、辽粳401和港辐粳16的产量显著降低,降幅分别为21.83%、43.50%和20.10%,这主要是由于有效穗数和穗粒数的下降,对铁粳7的产量影响不显著;增温处理使4个粳稻品种的糙米率、精米率和蛋白质含量显著降低,垩白度和垩白粒率呈显著增加,在这些品质参数中,辽粳401和沈农9816的变化幅度大于港辐粳16和铁粳7。因此,对于不同耐热性粳稻品种,开放式增温对其光合和产量的影响存在差异,对热敏感品种辽粳401和沈农9816影响较大,耐热型品种铁粳7和港辐粳16影响较小。

田间开放式增温对东北水稻氮素利用的影响

东北地区是全球气候变暖趋势最为显著的地区之一,研究预期增温对东北水稻氮素吸收利用的影响,可为区域水稻可持续生产与氮肥优化管理提供借鉴。本研究于2019—2020年在黑龙江省哈尔滨市设置田间开放式增温(free air temperature increase,FATI)系统,大田与盆栽试验相结合,采用^(15)N同位素示踪技术,模拟预期增温(+1.5℃)对水稻产量、氮素利用以及氮肥去向的影响。结果表明,增温促进了水稻地上部干物质积累,与对照相比,大田与盆栽的水稻产量2年平均分别提高10.4%和10.8%;增温显著提高了水稻氮素吸收总量,与对照相比,2年平均增幅达21.3%,但增温处理的氮素籽粒利用效率呈降低趋势;增温处理下水稻从肥料中吸收的氮素显著下降,但从土壤中吸收的氮素显著增加31.1%,导致氮肥回收率降低12.5%,而氮肥损失率增加14.2%。总体来看,增温有增加水稻籽粒产量的趋势,但降低了水稻对肥料氮的吸收比例,导致氮素利用效率降低,氮肥损失率显著增加。在气候变暖背景下,建议合理增加水稻移栽密度,以充分利用温度升高对水稻产量的正向效应,适当减少氮肥施用量、优化氮肥运筹管理,提高水稻氮素利用效率。

花后开放式增温对水稻生产的影响

以盐丰47为试验材料,采用开放式红外增温技术来模拟气候变暖对水稻产量及其构成因素的影响。结果表明:花后增温虽然能够促进叶茎鞘储藏物质向籽粒转运,但由于同时降低了叶片的光合能力,综合表现来看,花后增温不利于水稻的灌浆结实;花后增温使水稻干物质生产量减少,千粒重及结实率下降,对水稻产量具有显著的降低作用。

开放式增温对粳稻光合作用和叶绿素荧光参数的影响

研究环境温度升高对粳稻光合生长的影响,对于评估未来气候变暖对北方水稻生产的影响具有重要意义。采用开放式主动增温系统(Free Air Temperature Increasing,FATI),以沈农9816和港辐粳16为试验材料,设置额定功率2 000 W的增温处理,以环境温度作为对照,从抽穗期开始,测定2个品种水稻剑叶的SPAD值、光合作用和叶绿素荧光参数。结果表明,增温处理使沈农9816剑叶SPAD值显著降低(P<0.05),而对港辐粳16剑叶SPAD值无显著影响;增温处理使沈农9816在抽穗后第0~30天剑叶净光合速率(P_n)显著降低(P<0.05),气孔导度(G_s)在抽穗后第0~20天也显著低于对照(P<0.05),而胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)在抽穗后第0~40天与对照无显著差异(P>0.05)。港辐粳16仅在抽穗后第20天增温处理剑叶P_n、G_s、C_i和T_r显著小于对照(P<0.05)。增温处理使沈农9816在抽穗后第0~30天剑叶的有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(q_P)均显著低于对照(P<0.05),非光化学淬灭系数(q_N)显著升高(P<0.05)。港辐粳16在抽穗后第30~40天增温处理剑叶的Φ_(PSⅡ)、q_P均显著升高(P<0.05),q_N显著降低(P<0.05)。增温使沈农9816的每穗实粒数、结实率、千粒重和产量均显著低于对照(P<0.05),而对港辐粳16的产量及构成因素无显著影响。综上所述,大气温度升高条件下,不同耐热性的粳稻品种剑叶的光合和叶绿素荧光参数的变化规律存在差异,沈农9816是热敏感品种,港辐粳16具有一定的耐热性。

开放式增温下非对称性增温对冬小麦生长特征及产量构成的影响

在江苏南京(2007-2009年)设置了全天增温(AW)、白天增温(DW)和夜间增温(NW)3种处理,研究冬小麦生长及产量构成的响应差异.结果表明:非对称性增温条件下,冬小麦的无效分蘖减少,有效分蘖增加.对照(CK)处理的无效分蘖分别是AW、DW和NW处理的2.6、1.7和3.5倍,但有效分蘖却比3个增温处理分别减少13.7%、3.2%和0.5%.AW、DW和NW处理小麦株高分别较CK提高了5.6%、4.5%和1.3%.旗叶面积分别提高了45.7%、39.4%和26.1%,开花期总绿叶面积分别提高了25.1%、29.8%和17.3%,同期绿叶比分别提高了37.7%、43.3%和38.7%.穗部性状中,AW、DW和NW处理的每穗颖花数平均比CK提高了4.1%、5.7%和1.7%,每穗实粒数分别提高了2.2%、5.3%和2.6%.AW、DW和NW处理冬小麦的粒叶比平均分别较CK降低了15.3%、8.5%和11.3%,但千粒重平均分别提高了6.9%、6.2%和11.8%,单位面积产量平均分别提高了27.0%、40.1%和18.3%.表明预期增温条件下华东地区冬小麦生产力将可能进一步提高.

麦田开放式昼夜不同增温系统的设计及增温效果

【目的】设计旱地开放式增温系统,并从田间温度变化和冬小麦生育期改变等方面来监测系统的增温效果与可靠性。【方法】参考国际已有增温系统,于2007—2009年在江苏南京设计了中国首个麦田开放式增温系统(freeair temperature increase,FATI),进行冬小麦全天、白天和夜间3种增温试验。【结果】2年试验结果表明,该开放式主动增温系统的增温效果明显。3种情景下各增温小区的均匀有效增温面积在4m2以内,其中全天、白天和夜间增温分别使冬小麦全生育期地下5cm的土温平均增加2.2、1.5和1.8℃,地表温度增加2.2、0.9和1℃,冠层温度增加1.5、0.9和1.1℃。3种增温情景下,冬小麦各关键生育期田间温度的日变化及全生育期日平均温度的变化动态与未增温区的基本一致,增温设施能客观地模拟田间实际气温变化特征。尽管该增温系统略微降低了耕层土壤(0—20cm)水分含量,但降幅仅在0.5—2.2个百分点之间,与对照相比不显著。3种增温情景均对冬小麦生长发育产生了显著影响,全天、白天和夜间增温两年平均分别可以使冬小麦从播种至抽穗期缩短14、9.5和11.5d,灌浆成熟期延长3、3和2.5d。【结论】从增温效果及其对冬小麦的生长影响来看,该套系统基本适用于模拟气候变暖下小麦生产力和品质响应与适应的田间试验研究。

开放式增温对东北稻田生态系统作物生长与产量的影响

全球变暖在高纬度和气候凉爽地区更为明显,并且具有一定的不确定性。为了明确未来气候背景下作物的适应趋势,在中国东北哈尔滨地区设立红外增温模拟试验站,利用开放式增温系统(FATI)对东北水稻进行2个温度梯度的模拟增温试验。结果表明:增温情况下,东北水稻生长和发育加快、始穗期提前,但收获期延后;分蘖数增加,单分蘖产量下降;植株高度增加,乳熟期后植株出现倾到;叶面积增加,单叶叶长扩展;与对照比较,2种增温梯度下产量差异不同,W1(每组1根红外灯管)增温产量增加,W2(每组2根红外灯管)增温模式下产量略有下降(未到达显著);地上有机物分配及穗粒结构较对照存在差异,节宽减小,壁厚减小,千粒重减少,籽粒含水量增加;叶绿素增加、单叶净光合速率增大。

农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果

气候变暖存在明显的昼夜不对称性,夜间增温显著高于白天。设计可靠的田间增温设施,研究作物系统对夜间增温的响应与适应意义显著。参考国际相关增温系统,于2006—2009年在江苏南京设计并运行了我国首个农田开放式夜间增温系统(FATI,Free Air Temperature Increased),对稻麦进行夜间主动增温试验,监测系统温度、麦田土壤水分和作物生育进程和产量,以评价该系统的可行性和对稻麦的增温效果。结果表明,该系统有效且均匀的增温范围为4m2,增温效果明显。在测试用人工草坪上,晴天、阴天和雨天3种天气情况下,该系统4m2有效增温范围内地表的夜温平均升高2.4℃、2.3℃和2.1℃。在草坪的垂直层面上,该系统可以使距地下5cm、地表、地上40cm和90cm4个层次的夜温平均分别升高1.2℃、2.2℃、0.7℃和2.3℃。在稻麦两熟农田中,稻季全生育期地下5cm、地表、植株中部和冠层的夜温平均分别升高0.7℃、0.6℃、1.0℃和1.6℃,麦季相应层次可升高1.2℃、1.5℃、1.8℃和1.9℃。在稻麦全生育期内,增温小区各层温度的变化动态与未增温区的一致。另外,该系统未改变麦田耕层土壤水分分布特征,尽管耕层土壤含水量略有降低,0～25cm内各层土壤含水量的降幅均在0.99～1.62个百分点以内,与未增温区差异不显著。夜间增温可以显著缩短作物前期生育期,使稻麦始穗期分别提早2.5d和11.5d;同时,夜间增温使水稻平均减产4.51%,但小麦增产18.30%。尽管在作物的不同生育期,该设施的增温幅度有所差异,但这与田间实际情况下不同季节气候变暖幅度不同之特征一致。因此,该开放式夜间增温系统符合气候变暖的温度变化特征,可以满足水稻和小麦所代表的典型作物系统对夜间增温的响应与适应的试验要求。

开放式主动增温对双季优质籼稻籽粒淀粉积累及其关键酶活性的影响

【目的】明确未来气候变暖条件下双季籼稻品质形成的淀粉积累特征。【方法】早稻以湘早籼45号(常规籼稻)和柒两优2012(杂交籼稻),晚稻以九香粘(常规籼稻)和泰优398(杂交籼稻)为试验材料,利用开放式主动增温系统,设置全生育期增温(早稻增温1.4~1.5℃,晚稻增温2.0~2.3℃)和不增温2个处理,探明全生育期增温对双季籼稻籽粒淀粉合成及其关键酶活性的影响。【结果】开放式增温条件下,稻米中总淀粉和支链淀粉含量无显著变化,直链淀粉含量和直链淀粉占总淀粉比例降低,其中,柒两优2012和九香粘的直链淀粉含量分别显著降低了4.2%和3.4%。与不增温处理相比,增温提高了灌浆前期(抽穗后7~14 d)籽粒中总淀粉和直链淀粉积累量,但对晚稻籽粒直链淀粉积累量的影响持续时间要大于早稻,主要与淀粉合成关键酶活性不同程度升高有关。增温条件下,早稻灌浆结实期籽粒中二磷酸腺苷葡萄糖焦磷酸化酶(ADGPase)活性呈先升高后降低趋势,而晚稻呈逐渐升高趋势;增温降低了早稻抽穗后14 d和晚稻抽穗后7 d籽粒中结合态淀粉合成酶(GBSS)活性,但显著增加晚稻抽穗后期(抽穗后21、28 d)籽粒中GBSS活性;同时显著提高了柒两优2012和九香粘抽穗后7和14 d籽粒中可溶性淀粉合成酶(SSS)活性,晚稻籽粒中淀粉分支酶(SBE)活性有升高趋势。总体上,增温对晚稻籽粒中ADGPase、GBSS活性的影响显著大于早稻。【结论】开放式主动增温显著提升双季籼稻灌浆前期(抽穗后7~14d)籽粒中ADGPase、GBSS和SSS的活性,进而提高双季籼稻灌浆前期籽粒总淀粉及其组分的合成和积累。增温对淀粉合成关键酶的影响因季别和品种而异。

非对称性增温对冬小麦籽粒淀粉和蛋白质含量及其组分的影响

气候变暖呈现明显的非对称性,冬春季和夜间的增温趋势显著。参考国外先进的田间开放式增温方法,2007—2009年在江苏南京开展了昼夜不同增温对冬小麦籽粒淀粉和蛋白质含量及其组分的影响研究。全天、白天和夜间3种增温处理分别显著提前了冬小麦的灌浆期,并改变了灌浆期高于32℃高温的出现时间和天数,引起了籽粒中淀粉组分、蛋白质含量及蛋白质组分的明显变化。3种增温处理中,冬小麦总淀粉含量差异不显著,但均显著提高了籽粒中直/支淀粉的比例。其中白天增温的直/支比最高,两年分别比对照提高6.9%和46.2%。增温处理使籽粒中总蛋白质含量显著降低,并呈现对照>白天>夜间>全天的趋势。与对照相比,全天、白天和夜间增温的籽粒蛋白质含量两年平均分别下降9.1%、5.4%、6.9%。增温处理对籽粒蛋白质组分的影响比较复杂,但两年结果表明,白天增温对蛋白质组分的影响趋势一致,均为清蛋白含量最低、球蛋白含量最高、谷/醇比最低。上述结果表明,气候变暖不仅将影响作物的生育时期,而且还直接影响温度高低。增温对冬小麦品质的影响比较复杂,不同年份及变暖情景之间的增温效应差异显著。

非对称性增温对水稻品种南粳44米质及关键酶活性的影响

气候变暖存在明显的昼夜不同步性,日最低气温升幅大于日最高气温升幅。利用稻田开放式增温系统在江苏南京开展了昼夜不同增温对稻米品质及其关键酶活性的影响研究。结果表明,3种增温处理均明显提前了水稻的灌浆结实期,并改变了灌浆期高于35℃高温的出现日期和天数,引起稻米整精米率、垩白率、垩白度、RVA特征谱、淀粉组分、淀粉合成关键酶活性、蛋白质含量以及蛋白质合成关键酶活性的明显变化。稻米的整精米率显著下降,垩白率和垩白度显著增加,总淀粉含量差异不显著,但籽粒中直链淀粉含量显著下降,籽粒中支/直淀粉比例显著提高。其中夜间增温的直链淀粉含量下降最多,全天增温的支/直比提高最多,比常规对照分别下降4.5%和提高4.6%。灌浆前期3种增温处理均降低了籽粒ADPG-PPase活性,而灌浆中后期表现不一致。增温处理对籽粒SBE活性的影响不明显。增温处理下稻米的峰值黏度、热浆黏度、崩解值和糊化温度呈上升趋势,最终黏度、消解值和回复值呈下降趋势。其中,以全天增温的峰值黏度和崩解值增幅最大,白天增温的最终黏度和回复值降幅最大。增温处理均降低籽粒中蛋白质含量,全天和夜间增温差异显著,分别较常规对照降低5.6%和4.0%。灌浆前期3种增温处理均降低籽粒GS、GOGAT活性,灌浆中后期有所差异。上述结果表明,预期的气候变暖将使稻米的加工、外观品质变劣。稻米直链淀粉含量可能受灌浆前期ADPG-PPase活性的影响较大,而支链淀粉含量受SBE活性的影响较大。蛋白质的合成与灌浆前期GS和GOGAT活性关系密切。因此,增温对稻米品质及关键酶的影响较为复杂。

田间增温1.5℃对高纬度粳稻产量和品质的影响

【背景】水稻是我国最重要的口粮作物。东北稻区不仅是我国高纬度优质粳稻的重要产区,约占我国粳稻总产50%以上;也是我国气候变暖最明显区域,近半个世纪来该区年平均气温上升了1.1℃。【目的】研究气候变暖情境下东北稻区水稻产量和品质的变化,为保障我国优质粳稻生产提供参考依据。【方法】结合田间开放式远红外增温装置,设置全生育期增温1.5℃和不增温处理,分析田间开放式增温1.5℃对高纬度粳稻生育期、产量及产量构成、加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮品质的影响。【结果】与不增温相比,2017年和2018年增温处理的水稻全生育期天数分别减少了6—7 d和4—5 d,主要表现在抽穗前天数缩短;增温处理下龙稻5号和龙稻18两年平均产量分别提高了5.8%和14.4%,其主要得益于单位面积的有效穗数增加;增温显著降低了籽粒中直链淀粉含量,但对糙米率、精米率、整精米率和蛋白质含量影响不大;增温有增加水稻淀粉峰值黏度、热浆黏度和最终黏度,降低淀粉消减值的趋势,但对回生值无显著影响。【结论】基于高纬度稻区较低的背景温度,增温1.5℃对水稻产量和稻米蒸煮品质具有一定的促进作用,但未来增温幅度升高将会加大该稻区稻米品质变化的不确定性。

非对称性增温对江淮粳稻植株源库特征的影响

气候变暖存在明显的昼夜非对称性,夜间增温幅度大于白天增温幅度,但关于非对称性增温对水稻源库特征影响的研究尚少。为此,于2006-2008年,借助稻田开放式主动增温系统,在江苏南京开展了昼夜不同增温对水稻源库特征影响的研究。结果表明:全天增温(AW)、白天增温(DW)和夜间增温(NW)处理下,水稻地上部干物质和籽粒产量均呈下降趋势。与常温对照相比,AW、DW和NW使干物质分别降低9.3%、16.3%和6.1%,产量分别降低4.6%、12.0%和7.7%。AW、DW和NW分别使花后干物质积累降低23.9%、30.5%和13.9%,但花前干物质无显著影响。不同增温处理对水稻成熟期叶干重所占比例有增加趋势,但对叶干重无显著影响,对茎干重及其所占比例有降低趋势。增温对强势粒的灌浆不利,而有利于弱势粒的灌浆。与对照相比,AW、DW和NW处理使每穗库容量分别平均降低9.9%、7.4%和7.4%,使粒叶比分别平均下降4.1%、9.5%和8.1%。由此表明,在未来气候变暖背景下,江淮水稻植株的源下降和库不足是影响产量形成的主要原因。

全生育期增温对冬小麦物侯期、产量和水分利用效率的影响

为明确太行山山前平原地区冬小麦生长发育、产量形成及水分利用对气候变暖的响应,以冬小麦品种藁优5218为材料,于2017-2018和2018-2019连续两个冬小麦生长季在旱棚内采用开放式增温系统(free air temperature increase,FATI)模拟气候变暖趋势,分析了FATI的增温效果及全生育期增温对冬小麦物候期、茎秆发育、产量及水分利用效率的影响。结果表明,与自然条件(CK)相比,增温后冬小麦穗分化进程加快,整个生育期缩短4~6 d,主要表现为越冬—拔节期的生育进程缩短,而灌浆期的持续时间延长;增温导致冬小麦茎秆基部变细薄,降低节间横截面维管束数目及木质化程度,增加倒伏风险;增温降低了冬小麦产量和水分利用效率(WUE),两个生长季分别减产10.4%和5.3%,WUE分别下降16.1%和12.7%。因此,气候变暖不利于该区域小麦产量和WUE的提高,可通过栽培管理措施或品种改良来使冬小麦生产系统适应增温趋势,实现稳产提效。

增温对青藏高原冬小麦干物质积累转运及氮吸收利用的影响

青藏高原是气候变化的敏感区,该区域作物生产受气候变暖的影响较大,但至今仍缺乏相关的田间实证研究。探讨青藏高原作物生长发育对气候变暖的响应特征,对该区域作物生产技术的创新具有重要意义。该研究以高产优质冬小麦(Triticum aestivum)品种‘山冬6号’为试验材料,在拉萨市农业科学研究所科研基地进行田间远红外增温试验,研究了日平均气温升高1.1℃对冬小麦物质分配和转运的影响。研究表明:增温处理下,播种至开花阶段群体水平的干物质积累速率、籽粒干物质分配比例和开花前贮藏同化物转运量对籽粒产量的贡献率分别比对照提高了27.5%、5.6%和68.6%,但是开花至成熟期群体水平的干物质积累速率和籽粒干物质分配量无显著差异;增温提高了冬小麦的氮积累能力,成熟期氮向籽粒的分配比例及开花期营养器官中贮存的氮向籽粒的转运率均高于对照处理,分别高6.0%和5.5%;与对照相比,增温处理的收获指数无显著差异,但籽粒产量、氮吸收效率、氮肥偏生产力和氮收获指数均显著高于对照。该试验预期升温1.1℃将促进高海拔地区冬小麦干物质向籽粒分配和转运,有利于冬小麦高产和氮高效利用。