气候变化对黑龙江省水稻生产可能带来的影响

通过对全球及黑龙江省气候趋势的分析,说明黑龙江省气候至少在未来的几十年内仍处于持续增温的时期。气温升高对黑龙江省水稻生产是有利的,使水稻的北界继续向北扩展,水稻适宜区扩大,同时,原水稻种植区积温增加,可以种植更晚熟品种,单产提高。积温增加、CO2浓度提高和育苗条件的改善,实际生产可用品种熟期可比原积温划分区的可用品种晚1~2个熟级。     

大气CO_2浓度对水稻食味品质的影响

本试验以稻花香2号为试验材料,采用CCG(二氧化碳浓度梯度)系统,对不同CO_2浓度处理下蒸煮米的香气、味道和口感等数据进行分析。结果表明,随CO_2浓度增高,香气、味道等指标有所提高,CO_2浓度增高有助于稻米的食味品质的提高。     

电白县水稻气候生产潜力对气候变化的响应

根据电白县1960-2009年的气象历史资料,分析了光、温、水的年际变化特征.利用农业自然生产潜力阶乘修正模型,计算电白县的农作物自然生产潜力,探讨光、温、水等变化对生产潜力的影响,并预测了电白县的白然生产潜力在未来10年的变化趋势.结果表明,电白县年平均气温不断上升,年降水量的变化趋势不明显,日照时数有逐渐减小的趋势...     

气候变化对我国主要C3作物影响的研究进展

针对当前全球气候变暖的事实,未来大气CO_2浓度升高、气温增加对我国主要粮食作物的生长发育和产量品质等产生影响。从大气CO_2浓度升高、增温2个方面综述了气候变化对C3作物水稻、小麦和大豆的影响研究,并提出了未来的研究方向,为了解未来我国主要粮食作物C3作物的生产状况及保障我国粮食安全提供依据。     

不同采摘期的春茶品质对气候变化的响应

基于1961～2019年江西省修水县逐日气象观测资料,运用气候倾向率方法分析了近59 a不同采摘期春茶的春霜日数和气候品质的变化趋势。结果表明:在气候变暖背景下,近59 a修水县春霜日数呈减少的变化趋势,春霜冻灾害发生概率依次为早春茶>明前茶>雨前茶,晚春茶期间没有发生过春霜冻灾害;近59 a来春茶气候品质平均特优率依次为雨前茶>晚春茶>明前茶>早春茶,早春茶、明前茶和雨前茶特优率呈增加趋势,明前茶增加趋势最为明显,而晚春茶特优率则显著减少。因此,修水县春茶采摘期间出现霜冻的可能性在降低,气候变暖有利于提高早春茶、明前茶和雨前茶的品质,但不利于晚春茶品质的形成。     

不同采摘期的春茶品质对气候变化的响应

基于1961～2019年江西省修水县逐日气象观测资料,运用气候倾向率方法分析了近59 a不同采摘期春茶的春霜日数和气候品质的变化趋势.结果表明:在气候变暖背景下,近59 a修水县春霜日数呈减少的变化趋势,春霜冻灾害发生概率依次为早春茶>明前茶>雨前茶,晚春茶期间没有发生过春霜冻灾害;近59 a来春茶气候品质平均特优率依...     

环境因子对宁夏水稻品质性状的影响——水稻主要品质性状对环境因子的逐步回归分析

水稻生育期的环境因子是影响稻米品质的一个极为重要的因素，特别是抽穗期－－成熟期的环境因子。施氮肥量和抽穗期－成熟期间的日平均气温差对糙米率和垩白率具有负向作用；日平均最低气温对精米率和胶稠率具有正向作用，日平均气温差对精米率和胶稠度具有负向作用；施磷肥量对整精米率具有负向作用，日平均最低气温对整精米率具有正向作用；降雨量和日平均气温差对垩白面积具有正向作用；降雨量和日平均最高气温对透明度具有正向作用；日平均最低气温差对比和直链淀粉含量具有负向作用，日照时数对比和直链淀粉含量具有正向作用；日平均气温对糊化温度具有正向作用，日照时数对蛋白质具有负向作用。     

气候变化对江苏省水稻主要虫害影响初探

利用全球气候渐变模型Transient B在江苏省2010年、2030年和2050年的输出值,结合南京等6个样点近40年(1955～1994年)的逐日气候资料(BASELINE),生成各地未来不同时段的气候渐变情景；针对江苏省水稻生产上常见的纵卷叶螟和稻飞虱,选用自主研制的水稻栽培模拟优化决策系统(RCSODS)分别在上述气候渐变情景和BASELINE下运行,并将2个模拟结果进行比较,再结合有关害虫发生的气候指标,评价了未来50年纵卷叶螟和稻飞虱在江苏省主要稻区蔓延和加剧的趋势。     

气候变化对东北水稻生产的影响分析

全球气候变暖对农作物的生产造成了多方面的影响。水稻是我国三大粮食作物之一,东北水稻是我国粳稻的主产区,研究分析气候变化对东北水稻生产的影响,对保证我国粮食安全具有重要的意义。文章首先分析了东北地区气候变化的特点,从气候变化对东北水稻物候期、生育期、种植界限的影响分析气候变化对水稻生产的影响,并提出应对气候变化的对策建议。     

华南年度间气候变化对水稻食味品质的影响初探

采用<2005～2006年早造广东省常规水稻品种试验总结>两年两季一点的有关试验数据,分析了12个水稻品种年度间食味品质的变化.结果表明,由于主要受年度间气候变化所导致一切外部环境差异的影响.致使年度间水稻食味品质发生较大变化,变幅在0～20.00%之间,但不同品种间食味品质的稳定性存在较大差异,显示食昧的稳定性跟不同的基因型有关.通过筛选出的食味稳定性高或具优良食味的品种材料,可作为培育具有食味品质性状稳定性高且食味优良的水稻新品种的亲本资源.可促进水稻食味育种的发展.     

大气CO2浓度和温度升高对水稻体内微量元素累积的影响

为明确水稻体内微量元素对未来气候变化的响应,应用T-FACE(Temperature and CO_2Free Air Controlled Enrichment)试验平台,以常规粳稻武运粳23为试材,研究大气CO_2浓度升高(对照+200μL·L~(-1))和增温(对照+1℃)对收获期水稻体内微量元素累积的影响。结果显示,高浓度CO_2促进了稻穗中微量元素的累积,2013年穗中Fe和2014年穗中Zn的累积量分别显著增加16.7%和30.8%;增温降低了水稻器官中元素的累积量,2013年穗中Fe以及叶中Mn和Zn的累积量显著下降,降幅分别为30.2%、40.2%和57.3%;CO_2+温度整体降低了营养器官中Fe、Mn和Zn的累积量,2013年叶中Zn累积量显著减少40.0%。另外,高浓度CO_2降低了籽粒中Fe的累积量,2013年Fe累积量显著下降47.5%,同时提高了Mn与Zn的累积量,2014年Zn累积量显著增加43.4%;增温明显降低了籽粒中Fe、Mn和Zn的累积量;CO_2+温度有降低籽粒中元素累积量的趋势,其中2013年降幅大于2014年。以上结果表明未来CO_2浓度升高可在一定程度上缓解增温导致的水稻体内微量元素累积下降的状况。     

大气环境变化导致水稻品质总体变劣

气候变化将改变作物的生长环境,进而影响作物产量和品质。气候变化对重要粮食作物水稻产量形成的影响已有很多报道,但对同样重要的品质研究较少。在简要介绍实验平台基础上,本文总结了气候变化对水稻品质影响的研究进展。品质性状分为加工、外观、蒸煮/食味、营养和饲用品质,气候变化包括大气CO₂浓度升高、近地层O₃浓度增高和气温升高等,本文重点聚焦大气组分变化及其与高温的互作。已有文献表明,气候变化对水稻品质的影响尚存在诸多不确定性,但本文也发现了一些重要趋势,这些趋势多为不利的变化。高CO₂浓度、高O₃浓度或高温环境下生长的水稻表现出垩白增加、碎米增多的趋势;高CO₂浓度导致稻米蛋白质和多种元素浓度下降,但食味品质可能变优;臭氧胁迫水稻的食用和饲用品质均有变劣趋势。目前这方面认知多来自于单一气候因子的影响研究,但已有少量研究观察到CO₂与温度或O₃之间的交互作用;另外,水稻品质性状对气候变化的响应可能还受熏蒸方式、基因型和施肥量等影响。未来这一领域需继续利用不同尺度的试验平台验证已有趋势并拓展研究内容,在这基础上评估气候变化因子之间以及与其他因子的交互作用,重点揭示这些交互作用的内在机制,以便开发出真正适应未来气候变化的稻作生产技术。     

大气CO2浓度和温度升高对水稻籽粒充实度的影响

为了明确水稻籽粒充实度对未来大气CO_2浓度([CO_2])和温度相伴升高的响应,应用T-FACE(Temperature and Free Air CO_2 Enrichment)试验平台,以优质粳稻南粳9108为试材,研究[CO_2]升高(对照+200μmol·mol-1)和增温(对照+1℃)对水稻灌浆期和收获期不同粒位籽粒充实度和产量的影响。结果表明,与对照(Ambient)相比,高[CO_2]增加了水稻产量和有效穗数,高温的结果与之相反。[CO_2]和温度升高下,2015年和2016年水稻分别减产4.0%和14.0%,有效穗数相应减少3.5%和5.4%。强势粒千粒质量最大,比饱粒、中势粒和弱势粒千粒质量分别提高了8.0%～11.7%、10.5%～15.0%和38.8%～63.9%。与Ambient相比,[CO_2]和温度升高对饱粒、强势粒、弱势粒千粒质量无显著影响,但[CO_2]升高显著提高中势粒千粒质量(P0.05),增温极显著降低了中势粒千粒质量(P0.01)。收获期,[CO_2]升高增加了强、弱势粒穗粒质量,减少了单穗粒质量和中势粒穗粒质量;增温降低了强、中势粒穗粒质量;[CO_2]和温度升高降低了水稻单穗粒质量和中势粒穗粒质量。进一步分析,[CO_2]或温度升高水稻强、弱势粒占穗质量比例增加,中势粒占穗质量比例减少。[CO_2]和温度升高两年弱势粒占穗质量比例平均增加了33.1%,远高于强势粒占穗质量比例的增幅(12.4%),中势粒占穗质量比例平均减少了4.5%。收获期,强、中、弱势粒占穗质量比例分别为9.9%～15.9%、73.2%～84.8%、5.2%～10.6%。因此,中势粒穗粒质量及其比例的减少对产量的影响大于强势粒、弱势粒。2016年单穗粒质量和中势粒穗质量比2015年明显减少,导致2016年产量下降了17.3%～28.6%,增温加剧了产量的降幅,应与2016年水稻开花期高温、灌浆期多雨有关。综上所述,[CO_2]和温度升高下弱势粒占穗质量比例的增加及中势粒千粒质量、穗粒质量及其占穗质量比例的减少,导致[CO_2]升高不能弥补增温对产量的负效应。     

大气臭氧胁迫对稻季土壤Cd生物有效性的影响

为明确大气O_3浓度升高对稻季土壤Cd生物有效性的影响,利用开顶式气室(OTCs)设置正常大气和臭氧浓度升高(比周围大气高40 nmol·mol-1)处理,土壤设置外源加入0、5、50 mg·kg~(-1)Cd处理,研究水稻生长期间不同深度土壤Cd含量的动态变化以及成熟期植株生物量和体内Cd含量的变化情况。在水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期分别采集耕层0~5、5~10、10~15 cm深度土样,同时利用BCR连续提取法和DTPA提取法评价盆栽水稻土壤Cd生物有效性。结果表明,臭氧熏蒸显著降低了无污染土壤处理水稻籽粒生物量,降幅达2.92%,但却有增加植株各器官Cd含量的趋势,中度和重度污染土壤处理水稻的籽粒Cd含量较对照分别增加了20.20%和6.67%,差异不显著;臭氧熏蒸加剧了水稻生长对残渣态Cd的活化,营养生长时期更加明显,臭氧熏蒸不利于水稻的生长,在Cd污染土壤上会加剧Cd对作物的毒害,可能增加其通过生物富集进入食物链的风险。     

中国水稻生产对历史气候变化的敏感性和脆弱性

有效的适应措施需要了解两类基础信息,一是农业生产所面临的各种气候变异风险,二是作物产量对潜在气候变异风险的反应及其机制.评价作物生产对历史气候变化的敏感性和脆弱性,可以在时间上和空间上揭示气候变化的趋势及作物产量对其的反应,从而为适应行动的全面开展提供基础信息.通过分析1981-2007年水稻生育期3个气候因子(平均温度、日较差、辐射)的变化对水稻产量的影响,评估我国水稻生产对这3个气候因子变化的敏感性和脆弱性及其区域分布状况.结果表明,1981-2007年间我国大部分水稻产区生育期内3个气候因子均发生了明显变化,存在着气候变异风险,其中以最高温的变化最普遍和明显,导致水稻生产中高温热害风险增加.部分区域水稻产量变化与单一气象因子的变化存在着显著的线性相关,这些地区气候因子的变化可以一定程度地解释水稻产量变化趋势,其中产量变化对辐射变化最敏感.当水稻生育期内平均温度上升1℃、日较差升高1℃、辐射下降10％时,我国部分地区水稻产量随之发生了相应的变化,其中辐射降低导致我国水稻生产的脆弱面积最大,其次为日较差.受3种气象因子变化趋势的综合影响,约有30％的水稻产区对1981-2007年的气候变化趋势敏感,少部分地区表现为脆弱,但水稻主产区受到的影响不大,且在东北地区还集中表现出产量增加的趋势,为我国水稻发展提供了契机.     

CO_2浓度与温度增高对水稻品质的影响

作物品质的形成是品种遗传特性和环境条件综合作用的结果。大气中CO2浓度增高必然影响作物的生理代谢,并因此可能影响作物品质;CO2浓度增高也会引起大气温度同步增高。本试验旨在明确不同CO2浓度和温度水平对水稻品质的影响程度。结果显示,随CO2浓度和温度增高,稻米的加工品质和外观品质各指标均有下降趋势;蒸煮品质指标先上升,在CO2浓度为500mg·kg-1时达到最大值,然后下降;营养品质指标变化比较复杂,糖含量上升,脂肪含量下降,蛋白质含量先上升后下降,在CO2浓度为500mg·kg-1时达到最大值。总体上,CO2浓度和温度增高对稻米品质的负面影响更大,特别表现在加工品质和外观品质方面。但在450～650mg·kg-1的处理区间,影响结果并没有达到显著水平。表明CO2浓度和温度增高改变了水稻C、N代谢过程和籽粒的物理成分与化学组分;依据CO2与温度对稻米品质影响机理,采取相应的适应措施,可以提高和改进稻米品质。     

大气CO2和O3浓度升高对淡水环境水化学条件的影响

在开顶式气室OTC(Opentopchamber)平台下,构建微宇宙水环境模拟系统,初步研究了当大气CO2浓度升高200μL·L-1、O3浓度升高50 nL·L-1及其复合作用下,水体理化参数(pH、Eh、可溶态Zn、Mg、Fe以及可溶态总氮、总磷)、沉积物理化性质(pH、Eh、Zn、Mg和Fe的形态)的变化。经5个月的持续观察发现,与正常大气条件相比,CO2升高(600±10)μL·L-1,水体pH下降,可溶态Zn、Mg浓度升高,可溶态总磷浓度无明显变化;O3升高(125±20)nL·L-1,水体pH无明显变化,可溶态Zn、Mg、总磷浓度无明显变化;CO2和O3复合升高[(600±10)μL·L-1CO2,(125±20)nL·L-1O3],水体pH下降,可溶态Zn浓度无明显变化,可溶态Mg、总磷浓度升高。结果表明:CO2单独升高可降低水体pH,促进沉积物对金属元素的释放;O3单独升高对水体pH、沉积物释放元素无明显影响;而CO2+O3复合升高可降低水体pH,促进沉积物对Mg和磷的释放。     

[CO2]升高对粮食作物影响的研究进展

自工业革命以来,由人类活动引起的大气CO_2浓度([CO_2])不断攀升,正驱动着全球气候变化,对全球农业产生重大影响。本文归纳总结了目前作物对高[CO_2]响应的主要研究技术手段,以及作物对高[CO_2]响应的机理研究,并进一步梳理了当前全球关于[CO_2]升高对作物产量和营养品质影响的研究。结果表明:相比封闭式或半封闭式环境控制试验系统,开放式试验系统(如开放式CO_2控制系统FACE)由于其能更加真实地模拟自然条件下作物对未来高[CO_2]的响应和适应情况,被公认为是目前研究作物对高[CO_2]响应的最理想手段。[CO_2]增高会增加C3作物光合速率、生物量和产量,在一定程度上缓解气候变化对农作物产生的负面影响,但是作物对大气[CO_2]的升高存在光合适应现象,当作物长期暴露在高[CO_2]条件下时,高[CO_2]对作物的促进作用会逐渐减缓。近10年的FACE试验发现,对高[CO_2]出现高应答的水稻品种,其光合速率和产量在高[CO_2]下的增加幅度比早期的主要粮食作物FACE试验结果平均高出两倍。此外,高[CO_2]会明显降低大部分非豆科C3作物中蛋白质和矿物质(如锌、铁)以及部分维生素的含量,加剧目前全球约2亿人由于维生素和矿物质元素等营养缺乏导致的健康问题。如何充分利用未来高[CO_2]实现高增产的同时,减缓粮食养分下降的负面影响,是迫切需要解决的科学问题。     

气候变化对江西省双季稻生产的影响

利用1961—2011年江西省81个常规气象观测站资料,双季稻产量资料和全球气候模式ECHAM5/MPIOM在SRES A1B排放情景下2015—2100年逐日气温和降水资料,定量研究了气候变化对江西省双季稻生产的影响,结果表明:1)双季稻生长期光、温和水基本能满足水稻生长的需求,21世纪以来,生育期≥10℃积温以正距平为主,晚稻生长期日照时数自20世纪90年代以来呈明显下降趋势;2)分析极端气候事件对水稻生产的影响发现,随着气候变暖,高温逼熟的次数呈明显上升状态,寒露风出现的几率越来越小;3)建立了气候产量预测模式,并利用气候模式的预测结果模拟2015—2100年的气候产量,发现2060年以前,早稻气候产量基本以正值为主,2060年后气候产量呈正负波动状态,晚稻气候产量整体变化幅度较早稻气候产量小。     

大气CO2浓度升高对不同品种类型水稻钾素吸收利用的影响

以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE(大气CO_2浓度增加200μmol·mol~(-1))对不同品种类型水稻产量、钾素吸收、钾素利用的影响。结果表明:FACE处理使水稻产量显著提高,平均增加24.17%,常规籼稻增幅最大;FACE处理促进成熟期植株吸钾量和钾素籽粒生产效率的提高,比对照分别增加17.88%和11.80%,前者以杂交籼稻增幅最大,后者以常规籼稻增幅最大,提高吸钾量有利于提高水稻产量;FACE处理使水稻成熟期茎鞘、叶片和植株的含钾率均低于对照,植株含钾率平均降低8.43%,以常规籼稻降幅最大。提高植株含钾率有利于成熟期植株吸钾量的增加;FACE处理使水稻成熟期茎鞘吸钾量和穗吸钾量明显增加,叶片吸钾量略有下降,提高各器官吸钾量均有利于植株吸钾量的增加,茎鞘吸钾量相关程度最大;FACE处理使水稻移栽-分蘖、分蘖-抽穗、抽穗-成熟阶段吸钾量均有所提高,增加移栽-分蘖阶段吸钾量有利于成熟期植株吸钾量的提高;FACE处理有利于钾素向穗和茎鞘中分配,但叶片分配比例明显降低;FACE处理使结实期茎鞘叶钾素运转量降低44.04%,结实期穗部钾素增加量显著增加55.43%,常规籼稻增幅最大。提高结实期茎鞘叶钾素转运量和转运率均利于钾素籽粒生产效率的增加;FACE处理提高了成熟期钾素干物质生产效率、钾素收获指数,但每吨籽粒需钾量有所下降。综上,FACE处理提高了产量、成熟期植株吸钾量、钾素籽粒生产效率、钾素干物质生产效率、茎鞘叶钾素转运量和转运率、收获指数,降低了成熟期植株含钾率、每吨籽粒需钾量,籼稻品种钾素吸收对大气CO_2浓度升高的响应高于粳稻品种。