夜间增温下品种混栽对水稻叶片光合特性和荧光特性的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的主要特征之一.夜间增温对水稻生产的影响备受关注,品种混栽可使水稻增产稳产,但二者耦合对水稻生产有何影响及其光合生理机制尚不清楚.采用2因素随机区组设计,通过田间模拟试验,研究夜间增温下品种混栽对水稻叶片光合特性和荧光特性的影响.夜间增温设2个水平,即夜间增温(NW)和常温对照(CK),夜间增温处理用铝箔反射膜夜间覆盖水稻冠层进行被动式增温试验(19:00-06:00);品种混栽设2水平,即混栽(M)和净栽(S),混栽处理将主栽品种(超级稻南粳9108)与次栽品种(杂交稻深两优884)以3 ∶ 1的比例种植.结果表明,相对于常温净栽处理,夜间增温净栽使水稻主要生育期(分蘖期、拔节期、灌浆期和成熟期)内叶片的叶绿素含量(SPAD值)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)下降,胞间CO2浓度(Ci)增加;叶片性能指数、推动力、最大荧光(Fm)和可变荧光(Fv)降低,比活性参数升高.混栽处理下水稻主要生育期内叶片SPAD值、Pn、Gs、Tr和Ci增加;叶片性能指数、推动力、Fm和Fv升高.夜间增温降低了水稻的叶干质量、茎干质量、穗干质量、根干质量和总干质量.品种混栽增加了水稻各部分干质量.夜间增温下品种混栽可有效缓解夜间增温对水稻叶片光合和干物质积累的抑制效应.     

不同温度处理下水稻高光谱及红边特征分析

通过田间试验,测定了3个温度处理下2个品种的水稻冠层不同生育期高光谱反射率及水稻叶片叶绿素含量等生物物理参数,对水稻叶绿素浓度与温度进行了相关分析,并对不同生育期不同温度处理下水稻冠层光谱的变化规律及红边特征进行了对比.结果表明:叶绿素浓度随温度升高而下降,水稻均在孕穗期近红外肩区的反射率达到最大,其反射率随温度胁迫的加深而下降,但晚上增温情形除外.国稻6号(杂交稻)在不同生育期不同温度处理下的光谱曲线差异比武运粳7号(粳稻)明显.国稻6号在抽穗期红边面积和红边幅值达最大值,在孕穗期红边位置达最大值;除晚上增温情形外,武运粳7号在孕穗期3个红边参数达最大值,受高温胁迫后,红边位置向短波方向移动.     

CO_2浓度升高对籼、粳稻光合生理和根系生长的影响

[目的]本文旨在通过测定CO_2浓度升高下粳稻和籼稻根系生长特性、光合特征、氮含量、生物量和产量等指标,阐明CO_2浓度升高对2个品种水稻生理特征和生长的影响,以及水稻根系特性与光合适应的关系。[方法]利用开顶式气室(OTC)组成的CO_2浓度自动调控平台,以水稻品种‘武运粳30’和‘扬稻6号’作为试验材料,以环境CO_2浓度为对照(CK),在CK基础上增加200μmol·mol~(-1)(T)为处理,测定和分析2个品种水稻生物量、产量、光合特性和根系特征。[结果]‘扬稻6号’根系生长参数对CO_2浓度响应程度高于‘武运粳30’,‘扬稻6号’高CO_2浓度处理下比CK处理根系长度和根系表面积分别增加21.8%和15.1%,而‘武运粳30’分别增加7.3%和11.1%,且‘武运粳30’后期根系生长参数增加不明显;‘扬稻6号’较早出现光合适应现象,而‘武运粳30’光合适应现象在生长后期才明显;‘武运粳30’根长及根系表面积与光合参数显著相关,而‘扬稻6号’均无相关性;T处理‘武运粳30’根系氮含量较‘扬稻6号’在生育后期明显增加;‘扬稻6号’地上部干重T处理较CK明显增加;在CK和T处理下,‘扬稻6号’根系干重均高于‘武运粳30’;CO_2浓度升高提高了水稻产量。[结论]高CO_2浓度处理2个品种水稻最大羧化速率(V_(cmax))和根系氮含量均呈下降趋势,而水稻总根长和根系表面积呈增加趋势,‘武运粳30’根长和根系表面积对光合指标的变化有积极响应。     

不同情景增温对假臭草生长竞争的影响

为探明假臭草在气候变暖条件下的生存机理及入侵性,采用模拟增温法研究了白天增温(07:00—19:00,增温2℃),夜间增温(19:00至次日07:00,增温2℃)和全天增温(增温2℃)3种增温模式及与伴生植物山莴苣混种对假臭草的株高、根长、叶对数、叶面积、生物量分配和攻击力系数等的影响。结果表明:3种增温模式均能明显促进假臭草植株的生长,与对照(常温处理)均差异显著(P0.05),其中白天增温处理对假臭草生长和形态的影响最大,株高较对照增幅为29.81%;除全天增温处理假臭草的主根长变化不明显外,其他增温处理假臭草的主根长均有显著增加(P0.05),尤以白天增温的效果最明显;白天增温处理,假臭草的叶对数和叶面积均显著高于对照,分别为对照的1.32倍和1.25倍,而夜间增温、全天增温处理与对照的差异均无统计学意义;3种增温处理均能增加假臭草的总生物量,其中地上部分的增长幅度最为明显,白天、全天、夜间增温处理的地上部分增长幅度分别为36.57%、22.39%、13.81%;3种增温处理均降低了假臭草的根重比,其中以白天增温降幅最大,为20.35%,其次为全天增温,降幅为11.04%,夜间增温影响较小;白天增温与全天增温处理均增加了假臭草的茎重比,增幅分别为18.42%,6.15%,而夜间增温增幅较小;3种增温处理均使假臭草的叶重比及根冠比有一定程度的减少,均表现为白天增温模式下减少最明显,减幅分别为16.40%,31.10%;在常温条件下,与山莴苣混种的假臭草的株高、总生物量都显著或极显著高于单种的,且随着假臭草混种比例增加,假臭草的株高和总生物量呈明显下降趋势;在增温处理条件下,假臭草的株高和总生物量随其混种比例增加呈先升高后下降的趋势;在增温和对照条件下,假臭草的相对产量(RY)随其混种比例的增加而增加;假臭草对山莴苣的攻击力系数(Aa)随其混种比例的增加而升高,在增温和常温下,低比例混种的假臭草对山莴苣的攻击力系数(Aa)均小于0,其竞争力小于山莴苣,增温处理的攻击力系数随混种比例增加而增加,表明假臭草的攻击力对混种比例有一定的依赖性。综合分析,假臭草对不同增温模式的适应能力不同,表现出极强的形态可塑性;在增温情况下,通过增加株高和总生物量,提高与其他植物的生存竞争力,从而影响其潜在入侵能力。     

高温对2个中粳水稻品种生长发育的影响及其耐热性研究

采用田间分期播种和人工气候室高温处理2种方法对武运粳21号、武育粳3号2个中粳水稻品种的耐高温性进行研究。人工气候箱高温处理试验结果表明,高温对幼穗分化发育、花粉活力、结实率均有不利影响,但是武运粳21号、武育粳3号与对照996相比对高温的适应性相当;分期播种试验结果表明,播期和温度对水稻的农艺性状有影响,随着播期推迟、日平均温度升高,试验品种有株高降低、穗型变小、结实率下降的趋势,结果同样表明武运粳21号、武育粳3号与耐热对照具有相当的高温适应性。由此说明,武运粳21号、武运粳3号是性状优良的耐热种质资源。     

水稻新品种(系)比较试验

为筛选出优质、高产、综合抗性好的水稻新品种,2015年溧阳市引进了7个水稻新品种(系)进行大区比较试验。结果表明,武运粳29、镇糯19、镇稻18、常农粳8号、武运粳30和武运粳31等品种可扩大试验示范,南粳5055可作为优质米生产的选用品种。     

夜间增温下施用生物炭和硅肥对稻田土壤养分含量的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的显著特征之一.为探明夜间增温下施用生物炭和硅肥对稻田土壤有机质、氮磷钾养分状况的影响,进行田间模拟试验.田间模拟试验于2019年在南京信息工程大学农业气象试验站进行.供试土壤为潴育型水稻土,供试水稻品种为南粳5055.田间试验采用3因素3水平正交试验设计,夜间增温设3个水平(常温对照、5 mm铝箔膜覆盖、11 mm铝箔膜覆盖),生物炭设3个水平(不施加、施7.5 t/hm2、施17.5 t/hm2),硅肥设3个水平(不施加、施200 kg/hm2钢渣粉、施200 kg/hm2矿粉).结果表明,夜间增温会降低稻田土壤平均有机质、速效钾含量及非根际土铵态氮含量,提高土壤有效磷含量;施生物炭和硅肥可整体上缓解夜间增温对土壤养分含量的不利影响,有利于保持稻田土壤养分肥力和水稻可持续生产.     

灰飞虱及条纹叶枯病对水稻产量的影响及其防治指标的制定

在灰飞虱成虫带毒率39.4%的基础上,对水稻品种武粳15和武运粳7号进行了罩笼接虫试验,结果表明：水稻条纹叶枯病发病率与灰飞虱接虫量呈显著的正相关关系;另外,灰飞虱接虫量与水稻的有效穗、结实率和产量均呈显著的负相关关系,与水稻的产量损失率呈显著的正相关关系;对于武运粳7号和武粳15,灰飞虱虫量（x）与产量损失率（y）的线性回归方程分别为：y=0.0699＋2.81x、y=0.2648＋1.84x。由此建立了这两个水稻品种上灰飞虱虫量的防治指标：对于武粳15,防治指标为16900头/667 m^2,对于武运粳7号,防治指标为11400头/667 m^2。     

水稻新品种比较试验

为加快水稻品种的更新,在曲霞镇镇西村开展了水稻新品种比较试验。结果表明,南粳52、宁粳7号、武运粳30号、盐粳13号这4个高产品种可作为2018年水稻高产示范推广品种,南粳9108、扬农稻1号可作为2018年水稻优质米示范推广品种。     

昼夜不同增温处理对小麦生长发育和产量的影响

以扬麦13号为材料,采用开放式的田间增温系统对麦田进行不同增温处理(从出苗到收获),研究不同增温处理对小麦生长发育及产量的影响,设置全天增温(AW,全天冠层平均增温1.9℃)、白天增温(DW,白天冠层平均增温2.1℃)、夜间增温(NW,夜间冠层平均增温1.7℃)3个增温处理,以不增温为对照(CK)。结果表明:与对照相比,AW、DW、NW处理下小麦各生育时期均提前,AW处理下小麦提前时间最多,其次为DW处理,最后为NW处理;小麦各生育时期中,拔节期提前时间最多。3种增温处理下小麦株高基本大于CK,AW处理下小麦株高最高,这主要由于增温导致小麦生育时期提前,越冬期缩短,有利于小麦营养生长。AW处理下小麦LAImax值出现最早,这与日平均温度高低、昼夜温差大小等密切相关。DW、AW处理下小麦增产,NW处理下小麦减产。     

中国不同气候区小麦产量及发育期持续时间对田间增温的响应

【目的】气候变暖对小麦生长发育有重要影响。然而,中国不同气候区小麦生长发育对温度升高的响应程度仍未系统量化。因此,急需阐明不同气候区增温及不同时段增温对小麦产量及发育期持续时间的影响程度,揭示小麦产量及发育期对增温的响应规律。【方法】本文搜集了1990-2017年间已发表的关于中国小麦全生育期田间持续增温条件下小麦产量变化的21篇文献,运用整合分析（Meta-analysis）量化田间不同增温幅度及不同时段增温对中国小麦产量及生育期的影响程度,系统阐明其在不同气候区的差异及规律。【结果】（1）亚热带季风区增温（0-3℃）显著增加小麦产量、千粒重和穗粒数,其平均增幅分别为8.2%、6.3%和4.7%;温带季风区增温（0-3℃）显著增加小麦产量、穗粒数和穗数,其平均增幅分别为6.8%、3.9%和5.5%,而温带大陆性气候区增温（0-3℃）显著降低小麦产量、千粒重和穗粒数,其平均降幅分别为10.2%、5.9%和8.3%。其中,亚热带季风区增温0-2℃,小麦产量显著提高了8.5%,而增温2-3℃时,小麦并未增产;温带季风气候区小麦增产愈为明显,当增温2-3℃时小麦的增产幅度达14.5%;相反,在温带大陆性气候区增温0-2℃和2-3℃时,小麦分别显著减产10.1%和15.9%。（2）亚热带季风区和温带大陆性气候区增温（0-3℃）小麦全生育期持续时间分别缩短了3.3%和7.1%,相反,在温带季风区,增温并未明显改变小麦全生育期持续时间;与此同时温带大陆性气候区和温带季风气候区的生殖期持续时间并无明显变化,而亚热带季风区小麦生殖生长持续时间却显著增加（8.7%）。（3）总体来看（季风气候区所有独立研究结果）夜间增温0-2℃和2-3℃对小麦产量有显著影响,小麦分别增产10.5%和15.0%。【结论】田间增温会显著影响中国粮食主产区小麦产量以及发育期持续时间,但不同气候区及不同时段增温对小麦生长和发育的影响不同。本研究结果可为未来气候变化新态势下中国粮食主产区种植制度优化与合理布局提供科学依据。     

花后增温对双季晚粳稻产量和稻米品质的影响

【目的】 明确花后增温对双季晚粳稻产量和稻米品质的影响,以期为未来气候变暖条件下双季晚粳稻安全生产和优质栽培提供理论依据。 【方法】 本研究于2017—2018年在江西农业大学上高科技驿站试验基地进行,该地区位于江西双季稻主产区。以籼粳杂交稻甬优1538为试验材料,设置花后增温（post-anthesis warming treatment,PAW;从抽穗期到成熟期昼夜不间断增温）和不增温对照（ambient temperature treatment,CK;安装与增温处理相同的装置,但不供电）2个处理,随机区组设计,3次重复。采用稻田开放式远红外主动增温（free-air temperature increase,FATI）系统对水稻冠层进行增温,对比分析了不增温和花后增温条件下,晚粳稻产量、产量构成、加工品质、外观品质、RVA谱特征值、直链淀粉含量、蛋白质含量和氨基酸含量的变化。【结果】 花后增温导致晚粳稻甬优1538的产量和稻米品质发生明显变化,且2年变化趋势基本一致。与不增温对照相比,花后增温2.2℃显著降低了晚粳稻产量,平均降幅为4.4%。花后增温条件下,2年晚粳稻的糙米率、精米率和整精米率均无显著变化,但2年的垩白粒率和垩白度分别平均显著提高了27.4%和24.4%。花后增温提高了米粉RVA谱特征值的峰值黏度、热浆黏度和糊化温度,降低了其消减值,而对崩解值和最终黏度无显著影响。花后增温条件下,直链淀粉含量呈下降趋势,2年平均降幅为6.4%;但精米中蛋白质相对含量和绝对含量均呈增加趋势,2年平均增幅分别为8.7%和6.6%。另外,花后增温均提高了精米中非必需氨基酸和必需氨基酸的含量,并且非必需氨基酸对增温的响应比必需氨基酸敏感,其中非必需氨基酸的总量显著提高了5.7%。从氨基酸的相对比例可以发现,花后增温对绝大多数氨基酸的相对比例无显著影响,而酪氨酸和甲硫氨酸的相对比例显著提高。【结论】 花后增温降低了晚粳稻产量,对稻米加工品质无显著影响,使稻米外观品质品和蒸煮品质变差,而有利于改善其营养品质和食味品质。     

南平市近58年冬季气候变化及特征分析

利用南平市3个代表站1951-2009年气象资料,统计分析冬季降水和气温变化特征。结果显示,58年来南平市冬季平均气温呈上升趋势,平均最低气温上升明显,降水呈波动性,近10年呈相对少雨年。通过相关分析,用逐步回归方程建立冬季气温趋势预报。     

土壤微生物对增温响应的Meta分析

通过对35例2009-2015年初发表的增温控制试验的96组数据进行Meta分析,研究了土壤微生物对增温的响应模式,结果表明:增温提高了土壤微生物碳(1.4%)、土壤微生物氮(1.7%)和土壤真菌量(3.7%),降低了土壤细菌量(-1.9%);土壤微生物碳的增温响应与试验地年平均降水量和增温幅度显著相关;土壤微生物氮的变化受试验地年均温、年均降水量及增温幅度的影响.     

全球变暖对森林生态系统的影响

全球变暖对森林生态系统产生了深远影响,影响着森林植被物候、物种组成、群落结构、生物多样性等,进而对人类的生存和社会经济发展带来了严重威胁。该研究从森林类型和物种分布、植被物候、森林结构组成和生物多样性、森林生产力、森林灾害5方面综述了全球变暖对森林生态系统的影响,并展望需要加强的研究重点。     

全球气候变暖对动物疫病的影响

分析了全球气候变暖对动物病原生物学特性、疫病传播、公共卫生以及对畜禽生存环境的影响,同时就如何减小全球气候变暖对动物疫病的影响提出了科学的应对措施。     

辽河三角洲地区植物物候对气候变暖的响应

在分析辽河三角洲地区1989～2009年小叶杨春秋两季的物候变化特征的基础上,建立了物候期差异与温度变化之间的关系模式,分析了当前气候变化背景下,物候期对温度变化和界限温度通过日期变化的响应关系。结果表明,近21年辽河三角洲地区春季物候期略有提早,但趋势特征不明显,春季物候期的变化主要受气温波动的制约,且两者之间的关系是非线性的;秋季物候期呈明显推迟趋势,秋季物候期的早晚主要是由气温降到一定指标的时间决定的。     

基于生态足迹的南宁市生态安全演变对气候变暖的响应

近50多年来南宁市气候变化总趋势是逐渐变暖,20世纪80年代中期开始变暖明显,增幅加大。对气候变暖明显的近20年,根据生态足迹理论方法测算了南宁市历年的生态足迹,对南宁市生态安全的现状和发展趋势做出了评价。结果表明,南宁市生态安全处于不可持续发展状态,而且随着气候变暖引起的旱涝灾害日趋分布不均,人均耕地和人均化石能源地的生态承载力将越来越小,环境压力不断加大,如果不引起足够重视,势必给城市的社会经济发展及生态环境改善带来不利影响。     

新疆近年来气候变暖特征及其农业生产的影响分析

新疆位于我国的大西北地区,气候干旱降水较少、交通不便,与东部沿海工业发达地区的联系较少,主要靠大面积的农业生产维持其生产生活。所以农业生产对新疆的生产发展和新疆人民的生活的意义重大。气候变暖对新疆的农业生产有利有弊,它在扩张了一些喜温作物的生长范围,一定程度上增加了粮食的产量的同时,也加速了土壤中的水分的蒸发,影响了农产品的整体质量,提高了病虫害的发生率。     

加热保温技术对冬季草坪草生长影响的研究

 冬季对北方运动场草坪进行了加热保温技术处理。结果表明,在严寒的冬季（12月至翌年2月）各处理可以使草坪地表温度提高6～9 ℃,草坪草光合速率可以保持在14 CO₂ mg／(dm²·h)以上,增温保绿效果极其显著(P<0.01),各处理的色泽均达到3级以上,草坪不结冻,保持青绿,可以满足每月进行1～2次足球比赛的要求。单一覆膜处理经济有效,简单易行,投资后的使用成本仅为4.90元/m²,应是北方运动场草坪冬季加热保温技术中的首选方法。水加热（太阳能）+覆膜技术处理虽增温保绿效果好,但投资后的使用成本较高,为14.69元/m²;电加热+覆膜处理投资后的使用成本为8.97元/m².