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。     

长江下游地区不同播期玉米光合特性研究

为研究长江下游地区不同播期对玉米光合作用的影响,2015年在江苏南京进行2个播期(S1:05月16日;S2:06月06日)试验,测定玉米开花期、灌浆期和乳熟期穗位叶的光响应曲线,分析3个时期光合特性的差异及形成原因。结果表明,光饱和点(light saturation point,简称LSP)、最大净光合速率(P_(max))、表观量子效率(the apparent quantum efficiency,简称AQE)整体上表现为S1S2,说明S2播期处理玉米的光合能力高于S1。S2播期的开花期—灌浆期日平均净辐射(R_n)和平均气温(T)高于S1,这种气象条件有利于S2播期处理玉米气孔导度和蒸腾速率(T_r)的增加,提高净光合速率(P_n),最终提高玉米产量。长江下游地区的梅雨和随后的高温天气影响玉米叶片的光合特性,适时晚播可使玉米在开花期避开多雨的天气,在灌浆期避开高温,增大光合作用速率,从而提高玉米产量。     

散射辐射比例与冬小麦光能利用率和总初级生产力的关系

利用冬小麦拔节乳熟期（2004-04-01—05-20和2005-04-10—05-31）在田间观测的每30min涡度相关和小气候数据,计算散射辐射比例（DF）与光能利用率（LUE）和总初级生产力（GPP）之间的数量关系,以期为提高LUE模型和作物模型的模拟准确度提供依据。结果表明：冬小麦拔节-乳熟期DF与LUE间呈极显著的线性正相关关系（P＜0.001）,DF与GPP间为极显著的抛物线关系（P＜0.001）,即随着DF的增加,LUE呈线性增长,而GPP呈先增加后降低的变化趋势。2004年和2005年观测实验表明,中等太阳辐射条件下,即DF和光合有效辐射（PAR）的均值分别为0.57和27.7molm?2d?1时,冬小麦GPP达到最高。2004年与2005年相比较,DF与LUE、DF与GPP关系均存在较大差异,这主要归因于两年间冬小麦拔节?乳熟期PAR水平和DF分布频率的差异。     

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。     

春小麦冠层氮素垂直分布与转运特征

以春小麦品种“吉春34”为材料，2016−2017年在南京进行了3期分期播种试验（S1，2016年12月16日播种；S2，2017年1月13日播种；S3，2017年2月19日播种），研究不同播期春小麦开花后不同空间层次叶片和茎鞘的氮素含量、氮素积累量、氮素垂直梯度变化以及植株氮素转运量、籽粒蛋白质含量和产量变化，以期明确江苏春小麦植株冠层氮素积累、分配与转运特征，并确定最适播期。结果表明：春小麦冠层氮素含量垂直分布特征明显，开花后春小麦植株含氮量随冠层高度的降低而降低，播期显著影响春小麦植株冠层氮素的积累、分布与转运。与早播春小麦（S1）相比，晚播春小麦（S2、S3）冠层40−80cm层次含氮量和氮积累量显著降低，叶片和茎鞘氮素垂直梯度的峰值出现时间提前至开花−灌浆期，峰值出现的空间位置降至冠层中下层，植株氮素转运量显著降低6.61%～29.12%。早播春小麦冠层中上部营养器官在生育后期可维持较大的氮素垂直梯度，促进氮素的运转。同时，晚播春小麦生育期内接受的太阳总辐射量、降水量减少，平均气温升高，开花后高温热害程度增加，生育期持续时间减少，降低了植株对氮素的吸收和转运。晚播春小麦比早播春小麦籽粒蛋白质含量降低8.46%～9.82%，蛋白质产量减少40.78～71.47g·m−2。综合春小麦冠层氮素分布与转运特征认为，在本试验条件下，S1播期（12月16日）为江苏春小麦的最佳播期。