喷施钾钙硅制剂改善高温胁迫水稻叶片光合性能提高产量

为探明喷施钾、钙和硅制剂对高温热害下水稻光合作用及产量的调控效应,以水稻品种陵两优268为研究对象,持续3 d对叶片分别喷施22.04 mmol/L KH2PO4溶液(T1)、20.0 mmol/L CaCl2溶液(T2)和2.5 mmol/L Na2Si O3·9H 2O溶液(T3),以喷施蒸馏水为对照(CK),测定了3种制剂预处理后对高温胁迫(日均气温35℃)下水稻剑叶光合、荧光参数和产量的影响,并用隶属函数法综合评价了钾、钙和硅制剂处理的水稻剑叶光合作用抗高温能力。结果表明:喷施钾、钙、硅制剂均能提高高温胁迫下水稻的产量,T1、T2和T3分别比CK增产42.67%、29.70%和20.01%(P0.05)。与CK相比,在高温胁迫处理第5 d和高温结束后的第5 d,喷施钾、钙、硅制剂皆可提高水稻剑叶光饱和点、最大净光合速率(Pmax)(P0.05)、光适应下光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv?/Fm?)(P0.05)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),降低非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching coefficient, NPQ)(P0.05),叶片光合活性高;钾、钙、硅制剂对提高水稻剑叶光合性能抗高温的能力大小依次为T1T2T3,以喷施22.04mmol/LKH2PO4溶液效果最好,喷施20.0 mmol/L CaCl2溶液次之。     

不同水源灌溉对水稻高温热害影响的微气象学分析

高温热害是长江中下游地区水稻常见的农业气象灾害,井水和池塘水灌溉是水稻高温热害过程中常用的农业措施。为研究高温热害下不同灌溉水源对稻田微气象的影响,以两优培九为研究对象,在高温热害期间（2016年8月12-18日）开展田间试验。试验分3个处理,T1：用池塘水每日8：00灌溉,田间水层达10cm后停止,18：00排干,灌溉水温平均30.5℃;T2：用井水每日8：00灌溉,田间水层达10cm后停止,18：00排干,灌溉水温平均18.2℃;CK：试验开始当天用池塘水灌溉至田间水深达10cm后停止,夜晚不排放,当田间水深低于5cm时补充灌溉至10cm,试验期间每日8：00田间平均水温27.2℃。对稻田不同层次的土温和水温、水稻冠层不同层次温湿度、冠层顶部（120cm）叶温、冠层上方太阳辐射等指标进行测定,用Penman-Monteith分层模式计算稻田能量平衡各分量的日变化。结果表明：白天（8：00-18：00）,所有处理各层次冠层内气温和地温均为T1>CK>T2,随着冠层高度增加,处理间气温差异逐渐减小;随着土壤深度增加各处理间地温差异逐渐减小。夜间（18：00-次日8：00）,各处理间5cm地温差异最大,其次为冠层40cm处。不同灌溉水温改变了各处理的能量平衡分量,水体含热量的变化（Q）表现为T2>CK>T1,土壤热通量（G）、显热通量（H）和潜热通量（LE）均表现为T1>CK>T2。说明较高温度的池塘水灌溉加重了水稻的高温热害,而较低温度的井水灌溉对抵御高温热害有良好效果。     

喷施不同化学制剂对高温胁迫水稻干物质积累与碳氮代谢的影响

以陵两优268为研究对象,采用盆栽试验,在水稻拔节末期连续3 d对叶片分别喷施22.04 mmol/L磷酸二氢钾(KH_2PO_4)溶液和20.0 mmol/L的氯化钙(CaCl_2)溶液,以喷施蒸馏水为对照,然后利用人工气候箱进行5 d高温处理(6∶00—18∶00,40℃±0.5℃/18∶00—次日6∶00,30℃±0.5℃,日平均气温为35℃),在高温处理5 d期间和高温处理结束5 d后分别测定水稻剑叶光合速率、叶片和茎秆的干物质量、含氮量和可溶性糖含量,成熟时测定产量,以探讨不同化学制剂对高温胁迫水稻干物质积累与碳氮代谢的影响。结果表明,在高温胁迫下和高温结束后的恢复过程,喷施2种化学制剂皆可提高水稻剑叶的光合速率和蒸腾速率,提高水稻叶片和茎秆的干物质量、含氮量和可溶性糖含量;喷施2种化学制剂均能提高水稻的穗粒数和结实率,每穗粒数分别比对照多21.00粒和18.66粒,结实率分别高10.83%和5.90%,穗粒重分别高0.44 g和0.36 g。喷施22.04 mmol/L KH_2PO_4溶液的处理提高水稻抗高温胁迫能力效果要好于喷施20.0 mmol/L CaCl_2溶液的处理。     

喷施不同化学制剂对水稻叶片抗高温胁迫的效果分析

以杂交早籼稻陵两优268为研究对象,采用盆栽实验,在水稻拔节期连续3d对叶片喷施4种不同浓度的抗高温化学制剂,分别为1.5mmol·L-1和2.5mmol·L-1的次硅酸钠（Na2SiO3·9H2O溶液）,0.5mmol·L-1和1.5mmol·L-1水杨酸（SA）溶液,10.0mmol·L-1和20.0mmol·L-1的氯化钙溶液（CaCl2·5H2O）溶液和22.04mmol·L-1和36.74mmol·L-1的磷酸二氢钾（KH2PO4）溶液,以叶面喷施蒸馏水为对照（CK）。利用人工气候箱进行5d高温处理（6：00-18：00,40±0.5℃;18：00-次日6：00,30±0.5℃,日平均气温为35℃）,在高温处理72h、120h和高温处理结束后自然条件下室外恢复120h,分别测定水稻叶片叶绿素含量、SOD、POD、CAT活性、MDA和可溶性蛋白质含量,研究不同化学制剂对水稻高温胁迫的缓解作用。结果表明：高温胁迫条件下,与CK相比,喷施4种化学制剂皆可显著提高水稻叶片叶绿素含量,提高SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量,减少MDA含量;其中以喷施20.0mmol·L-1CaCl2·5H2O溶液和22.04mmol·L-1KH2PO4溶液作用效果最显著,喷施KH2PO4溶液在整个高温处理过程及高温结束后恢复120h、喷施CaCl2·5H2O溶液在高温处理120h和高温结束后恢复120h水稻叶片的抗衰老能力最强。     

抽穗期灌溉缓解水稻高温热害的微气象学分析

为研究灌溉对水稻高温热害的防御效果,在南京以“两优培九”为研究对象,在抽穗期高温热害发生期间采用2种灌溉处理(T1,田间无水层覆盖;T2,田间保持10 cm水层)进行了田间试验,测定了稻田土壤和冠层温度,计算了稻田能量平衡各分量日变化。结果表明:在白天,T2处理可以降低水稻冠层的日最高气温、平均气温和稻田土壤温度,延后土温最大值出现时间1 h。灌溉主要影响了稻田的显热通量(H)和潜热通量(LE)交换,从而使冠层气温出现差异。T2处理 LE/Rn 比T1高9.71%, H/Rn 比T1低31.87%,表明水层覆盖下稻田潜热交换增加,显热交换降低,有利于田间蒸散散热,使冠层气温和土壤温度上升较T1缓慢。田间水层覆盖缓解了水稻抽穗期高温热害的危害。