中国北部冬麦区小麦生育期对生育阶段积温变化的响应

利用1993-2013年中国北部冬麦区19个农业气象观测站的冬小麦生育期及气象资料,研究了冬小麦各生育阶段积温和生育期的时空变异特征。通过皮尔逊相关性分析等方法,探究冬小麦各生育阶段积温变化对生育期的影响。结果表明：（1）播种-出苗、返青-拔节阶段≥0℃积温和越冬期负积温的值呈东高西低的空间分布,拔节-抽穗、抽穗-乳熟、乳熟-成熟和播种-成熟阶段≥0℃积温为东南低西北高,而出苗-越冬开始阶段≥0℃积温则呈东南高西北低的分布;拔节-抽穗和乳熟-成熟阶段≥0℃积温均在21%的站点上显著减少,返青-拔节、抽穗-乳熟和播种-成熟阶段≥0℃积温及越冬期负积温分别在26%、37%、21%和42%的站点上显著增加,而播种-出苗和出苗-越冬开始阶段≥0℃积温的变化较小;（2）播种和出苗期呈东部晚西部早的空间分布,抽穗、乳熟和成熟期则相反;越冬开始期呈东南晚西北早的分布,返青期则相反;拔节早的站点主要位于麦区东部。播种、出苗、返青、拔节、乳熟和成熟期分别在21%、16%、37%、26%、42%和21%站点显著推迟且多位于麦区东部,而越冬开始期和抽穗期仅在5%站点变化显著;（3）相关分析表明,各生育阶段≥0℃积温（或越冬期负积温）与多个生育期的相关性显著,生育阶段积温的变化可能直接或间接影响了冬小麦的生长发育。越冬期负积温与返青、拔节、抽穗、乳熟和成熟期相关性最大,且与冬后多个生育期呈现一致的时空变异特征,其时空变异性可能是造成冬小麦冬后生育期在时空上存在差异的原因。     

早稻乳熟初期高温热害气象指标试验研究

以杂交稻品种淦鑫203为试验材料,于乳熟初期在人工气候箱中进行日最高气温34~39℃高温控制试验,以同期自然温度为对照,采用主成分分析和聚类分析法,对各组材料结实率、秕谷率、千粒重和单株产量4个与早稻乳熟初期高温热害密切相关的因子进行分析,以探讨早稻乳熟初期高温热害气象等级指标。结果表明,早稻乳熟初期高温热害气象指标可分为轻、中、重3个等级,日最高气温达35℃持续5d或36℃持续4d或37℃持续3~4d或≥38℃持续3d,为轻度高温热害;日最高气温达35℃持续6~8d或36~37℃持续5d或≥38℃持续4~5d,为中度高温热害;日最高气温达35℃持续8d以上或≥36℃持续6d及以上,为重度高温热害。本文建立的高温热害指标不仅考虑了高温强度和持续时间,且综合考虑了它们之间的相互配置,每个灾害等级均有各自的临界日最高气温和对应的持续时间,对高温热害的识别性更敏感。研究结果可为早稻高温热害监测预警、风险评估及区划等提供科学依据。     

15℃以上平均气温显著影响温敏雄性不育小麦BNS的育性转换

BNS是一个对温度敏感的小麦雄性不育系,敏感期低温表现不育,高温恢复可育。2014/2015年度小麦生育期间温度相对较高,但BNS的自交结实率比温度相对较低的2011/2012年度低50%以上。为探讨该现象产生的原因,对近4a（2012-2015年）小麦生育期的温度走向,以及温度与BNS自交结实率的关系进行分析。温度走向结果分析表明,不同冬、春温度变化显著影响BNS结实率,暖冬和寒春易降低结实率,寒冬和暖春可提高结实率。这些结果对BNS的影响可能是,暖冬穗发育加快,进入感温期早,再遇正常年份或暖春,育性转换完成快,结实率高,反之结实率低。2014/2015年度属典型暖冬和寒春气候特点,故BNS结实率严重下降。相关分析结果表明,BNS的自交结实率与播种-抽穗的各积温因子均呈负相关,而与翌年3月1日-抽穗的平均温度≥15℃有效积温和平均温度≥15℃的累积日数呈显著正相关;BNS育性转换的温度阈值为12℃,15℃以上温度对自交结实率影响显著;用两个正相关显著的温度参数建立的回归方程可预测BNS自交结实率。研究结果表明,15℃以上平均气温显著影响温敏雄性不育小麦BNS的育性转换,平均温度≥15℃有效积温和平均温度≥15℃的累积日数是两个重要的BNS育性转换温度因子参数。     

浙江省高温热害发生规律及其对早稻产量的影响

在前人研究基础上,提出浙江省早稻高温热害的气象指标是日平均气温≥30℃和日最高气温≥35℃连续出现3d及以上。根据该指标和全省68个气象站高温数据,分析了浙江省早稻高温热害发生规律及其对产量的影响。结果表明：除东部沿海和浙南部分山区外,其余大部地区高温热害均有发生,高温中心出现在金华地区;1988年之后高温热害呈现加重趋势;高温热害持续天数与空壳率、秕谷率之间呈显著的正相关关系,与结实率、千粒重以及早稻产量之间呈显著的负相关关系,并建立了模拟方程。此结果可为水稻高温热害监测预警和影响评估提供参考。     

重庆市优质稻产量形成的气候生态条件分析

利用重庆市优质稻——籼型杂交水稻新品种宜香9303的地理分期播种试验,通过多元相关分析和逐步回归建立优质稻产量与产量构成因素间的回归模型、产量构成因素的气候生态模型。结果表明：每穗粒数、结实率、单位面积穗数与千粒重对优质稻产量形成贡献较大,尤其是每穗粒数、结实率;每穗粒数与拔节-孕穗期的平均气温呈负相关,而与孕穗-齐穗期的平均气温呈“抛物线”关系;结实率与孕穗-齐穗、齐穗-乳熟期间的平均气温均呈“抛物线”关系,其最适宜气温分别为27．2℃和26．7℃;影响单位面积穗数的主要气象因子为出苗-返青期的平均降雨量与平均日照时数、返青-拔节期的平均气温与平均日照时数;孕穗-齐穗期、齐穗-乳熟期的平均最高气温、齐穗-乳熟期、乳熟-成熟期平均日较差为决定优质稻千粒重的关键因子。     

孕穗期气象条件对水稻每穗总粒数和结实率的影响

通过分期播种试验，研究了气象条件变化对超级稻协优9308及常规稻绍糯119每穗总粒数和结实率的影响。结果表明：气温是影响每穗总粒数和结实率的主要气象因子，在抽穗前25—21d，每穗总粒数与气温呈“倒抛物线”关系，结实率与气温呈“抛物线”关系，每穗总粒数和结实率随气温变化表现出相反的变化趋势，是二者形成过程中对外界气象条件要求不同造成的。幼穗分化期处在气温为28．5～32℃的晴好天气下，可获得大穗和高结实率。     

贵州山区超级稻不同秧龄移栽的影响效果分析

利用贵州省黔东南州天柱县高酿镇超级杂交水稻准两优527、陆两优106和黔优88的大田试验资料，分析了不同秧龄移栽方式对水稻生长和产量的影响。结果表明：准两优527品种全生育期所需的最佳积温3400℃·d左右、光照750h左右；陆两优106品种全生育期所需的最佳积温3200℃·d左右、光照700h左右；黔优88品种全生育期所需的最佳积温3700℃·d左右、光照800h左右。三个超级杂交水稻品种平均单产均超过800kg／667m^2，准两优527的产量最高，陆两优106次之，黔优88最小，均达到高产要求；超级稻采用小苗移栽方法，使其生育期长（较中苗移栽长6～10d），增加有效积温、光照的累积，有利于超级稻生长发育，所以，采用小苗移栽的产量比中苗移栽的高123．0～339．3kg／hm^2，尤以陆两优106品种增产显著。研究结果可为超级稻品种在贵州山区的合理布局和种植推广提供参考。     

花期短时高温对不同品种水稻颖花开放动态及产量的影响

以耐热型水稻品种N22和热敏型水稻品种YR343为材料,进行盆栽试验。从抽穗扬花当天开始,利用人工气候室进行高温处理,以32℃/25℃（昼/夜）为对照,设置38℃/30℃为高温处理,连续处理7d。分别于处理第1、3、5、7天取样,研究花期不同天数高温胁迫对水稻颖花开放动态、颖花生理特性及产量的影响。结果表明：（1）高温胁迫后水稻产量和结实率均呈降低趋势,其降幅与高温持续时间有关。高温处理7d时,品种N22的产量与结实率分别降低49.1%和37.4%,YR343分别降低85.1%和65.3%。（2）高温胁迫后,水稻的花药开裂率和花粉活性均出现不同程度降低,且高温持续时间越长,降幅越大。（3）高温胁迫后水稻的总颖花开放量显著降低,其中,N22与YR343分别降低33.3%和65.5%。花期高温还改变了水稻开花峰值和峰值出现时间,与常温相比,高温下N22的开花高峰提前1h出现,峰值比例下降0.5%,YR343峰值出现时间无变化,但峰值比例降低2.8%,高温胁迫下YR343出现了花期缩短的现象。（4）高温胁迫下,水稻颖花可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸含量总体呈下降趋势;丙二醛及过氧化氢含量呈上升...     

高温对抽穗开花期至灌浆结实期水稻源库特性的影响

以超级杂交稻组合天优998为材料,通过人工气候箱模拟高温胁迫,于抽穗开花期至灌浆结实期的不同生育阶段(抽穗期、乳熟期、蜡熟期和黄熟期)分别对其进行不同程度(日最高气温分别为32、35、38、40和42℃,日较差为6℃)的高温处理,以研究高温对超级杂交稻源库特性的影响.结果表明,高温胁迫下,剑叶SOD酶和POD酶活性逐渐下降,MDA含量逐渐上升,光合活性降低,蜡熟期和黄熟期尤为严重.另外,高温胁迫导致水稻结实率下降,籽粒可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,其中以抽穗期籽粒以及乳熟期中下部籽粒的变幅最大.抽穗期和乳熟期剑叶显著受损的日最高温度为38℃,籽粒则为35℃;而35℃以上处理主要使蜡熟期和黄熟期剑叶光合能力显著降低,对籽粒影响不大.这表明抽穗期和乳熟期日最高温度38℃以上对水稻的源和库影响均较大,但在蜡熟期和黄熟期主要影响剑叶光合活性.     

黑龙江省积温时空变化及积温带的重新划分

根据黑龙江省1981-2012年78个气象站点的逐日平均气温资料,运用5日滑动平均法计算≥10℃积温,并对其进行Kiring空间插值分析,研究气候变暖后黑龙江省≥10℃积温的时空变化,选取80％保证率计算黑龙江省各地区积温并对全省积温带进行重新划分.结果表明：（1）黑龙江省1981-2012年年平均气温为3.18℃,呈显著上升趋势（P＜0.05）,气候倾向率为0.21℃/10a;（2）时间分布上,20世纪80年代以来,黑龙江省≥10℃积温呈增加趋势,线性拟合增长率为83.95℃·d/10a（P ＜0.05）,1981-2012年积温均值为2645.39℃·d;（3）空间上,黑龙江省≥10℃积温年代际变化呈显著增加趋势,各积温带北移东扩现象显著;1981-2012年全省大部地区80％保证率下≥10℃积温高于2300℃·d,各积温带大致向北移、东扩了一个积温带.研究结果对黑龙江省农作物的种植区划具有指导作用.     

光温条件对浙中晚稻抽穗期和结实率的影响

2002—2003年。以协优9308和绍糯119为材料。通过分期播种试验，研究了光、温条件对晚稻抽穗期和结实率的影响。结果表明。两品种感光性较强。播种-抽穗期日数可由播种期的可照时数和积温拟合。温度是影响结实率的主要气象因子，从孕穗期到抽穗期高结实率形成需要一定的适宜温度。结合1995—2004年的大田调查资料分析表明，在浙江中部造成晚稻结实率下降的低温冷害包括孕穗期冷害和开花期冷害。因此生产上安排晚稻品种和播期必须考虑可照时数和孕穗期到抽穗期的温度条件。协优9308在孕穗期和抽穗期比常规品种更易遭受低温冷害，不适宜作为双季稻的晚稻种植。     

利用杂交水稻开花比例鉴定耐高温性的方法

选用水稻开花期耐高温能力强的品种,是缓解极端自然高温导致大幅减产的有效途径之一。为改进水稻品种耐高温性的鉴定技术,2013年和2014年以4个杂交水稻品种为材料,用钵栽方法,分别在开花前后不同时间将钵栽水稻移至人工气候室38.0℃高温下处理5 h,以室外常温(穗层日最高气温31.2~32.8℃)处理为对照,研究极端高温时段对结实率的影响。2015年和2016年以40个杂交中稻组合为材料进行5个分期播种试验,于水稻穗层温度达35℃以上时期,从5个播种期中选择20个同期开始抽穗、生长整齐的稻穗挂牌标记,观察不同时段开花比例,以研究品种间开花期耐高温能力与不同时间开花比例关系。结果表明,杂交水稻开花期高温下11:30前的开花比例、常温下12:00前开花比例分别与耐高温指数呈极显著正相关关系,耐高温品种主要通过提高高温下的结实率而间接增强其耐高温指数,而高温下的结实率则直接影响耐高温指数。高温下开花早的品种在常温下开花也早,杂交水稻开花时间主要集中在9:30—12:30,品种间在不同时刻开花的比例各异。开花后2 h遇高温对结实率影响不明显;穗层气温34℃、35℃且频率达80%以上的最早出现时间分别在13:30和15:30,选择日最高温度≥34℃或35℃出现前2 h开花比例高的品种,能有效地避开高温伤害。基于以上分析分别建立了利用开花期高温下11:30前开花比例、常温下12:00前开花比例和高温下结实率3个指标预测鉴定耐高温指数回归模型,准确率(预测值/实测值)高达92.29%~102.73%。为水稻品种开花期耐高温性鉴定提供了科学适用的新方法。     

抽穗期高温对水稻叶片光合特性和干物质积累的影响

以不同温度胁迫下(35℃/3d、35℃/5d、38℃/3d和38℃/5d)的水稻田间试验为基础,研究抽穗期高温胁迫对两个水稻品种扬稻6号和南粳43的干物质积累和分配、叶片绿色度值(Soil and plant analyzer development,SPAD)和净光合速率的影响.结果表明,与常温对照(CK)相比,高温胁迫下,两个水稻品种干物质积累量、SPAD值和净光合速率显著下降(P＜0.05),茎鞘物质输出率和转运率显著增加(P＜0.05).随着胁迫温度的升高和胁迫时间的延长,两个水稻品种各指标的变化幅度逐渐增加.不同水稻品种对高温胁迫的反应不同,扬稻6号受高温影响要小于南粳43.     

花期夜温升高对水稻颖花开放及籽粒结实的影响

利用盆栽常规籼稻黄华占（HHZ）和黄丝占（HSZ）,将人工气候箱设置3种昼/夜温度处理,以36℃/25℃（T1）、36℃/29℃（T2）和36℃/33℃（T3）,分别代表日最高温升高4℃情况下夜温升高4℃和8℃的情景,以32℃/25℃（CK）为对照。从抽穗扬花当天开始,连续处理7d,每日9：00?11：00逐小时观测开花数、花粉活力以及花药开裂率,处理结束后移至室外,成熟后观测结实率。结果表明：（1）在日温升高条件下,花期夜温升高使水稻每日的开花高峰期提前1h,两个品种表现一致;（2）在日温升高条件下,花期夜温升高导致水稻花粉活力逐渐下降。夜温升高4℃（T2）和8℃（T3）时,黄华占的花粉活力分别下降 13.6和17.6个百分点,黄丝占的花粉活力分别下降1.1和4.5个百分点,说明黄华占花粉活力对夜温升高较黄丝占更敏感;（3）在日温升高条件下,花期夜温升高使水稻花药开裂率显著降低（P<0.05）,处理时间越长影响越大,在T3处理下,黄华占平均花药开裂率为73.2%,黄丝占为79.0%;（4）夜温升高导致水稻结实率下降,黄华占与黄丝占表现趋势一致,黄华占对夜温升高更为敏感。结实率下降的主要原因为花药开裂率与花粉活力的降低。     

抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素和品质的影响

以扬稻6号与南粳43为试验材料,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素及稻米品质的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理。研究表明:水稻抽穗期高温降低了水稻的每穗总粒数、结实率和千粒重,同时稻米的糙米率、精米率、整精米率、可溶性糖和蛋白质含量也呈下降趋势,而稻米的垩白率、垩白度和直链淀粉含量增加明显,随胁迫温度的提高和胁迫时间的延长,2个水稻品种的产量构成要素和稻米品质急剧下降。相同温度胁迫下,扬稻6号的热害指数(Index of heat sensitivity,HIS)稍低于南粳43,其中扬稻6号的产量构成要素和品质受高温的影响也稍低于南粳43,说明扬稻6号耐高温能力高于南粳43。研究结果为进一步了解高温对水稻结实和稻米品质的伤害机理,筛选耐热性强的水稻品种提供重要的理论依据。     

黑龙江省活动积温时空变化特征及其对水稻单产的影响

利用Berkeley Earth提供的高精度陆地表面日平均气温格点资料,计算1951-2012年黑龙江省≥10℃年活动积温,用自然正交分解（EOF）法对积温年代际和年际变化的时空特征,以及积温变化对全省水稻单产的影响进行分析。结果表明：研究期积温年代际变化可分成平稳期Ⅰ（1951-1993年）,转换期（1993-2000年）和平稳期Ⅱ（2000-2012年）,3个阶段的平均气温均呈递增趋势。平稳期Ⅱ与平稳期Ⅰ相比,平均积温全省大部普遍升高200℃·d以上,升高幅度最大的区域在该省西南部,达240～320℃·d。在平稳期Ⅱ,2100℃·d积温线已北移通过黑河地区到达大兴安岭,说明水稻种植北界可以达到北部较寒冷的黑河地区。黑龙江省水稻生长季年活动积温和水稻单产均存在准2a周期为主的短期年际变化。相关分析表明,在哈尔滨、齐齐哈尔、大庆、绥化、伊春以及佳木斯市,积温的短期年际变化对水稻产量的影响较大,而在南部的尚志、牡丹江和鸡西,其影响则不大。     

播期对机插晚稻甬优2640生长特性的影响

以籼粳杂交晚稻品种甬优2640为研究对象,于2012、2013年在金华市进行分播期机插晚稻试验,并结合气象资料,分析播期对晚稻生长特性及产量的影响,探讨该品种在机插栽培方式下在研究区的最迟适宜播期.结果表明：（1）随着播期推迟晚稻全生育期呈先缩短后延长的变化趋势,播种-齐穗天数在秋季冷空气影响早的年份表现为先缩短后延长,冷空气影响晚则表现为全生育期缩短;（2）甬优2640表现出杂种优势,最大产量达9964.5kg/hm2,最大群体颖花量达44512.5×104/hm2;（3）晚稻产量随着播期的推迟而降低,播期对结实率影响最大,结实率为产量变化的主要影响因素,播期对群体颖花量影响较小,对千粒重基本无影响;（4）晚稻孕穗抽穗期遇低温其育性降低,但具有一定的低温耐受能力,齐穗前25d内23℃负积温是结实率最敏感的低温因子,齐穗前23℃负积温≤16.6℃·d能够保障晚稻稳产;（5）以80％保证率下的23℃负积温≤16.6℃·d的终日日期作为安全齐穗期,机插晚稻甬优2640最迟适宜播种期为6月29日-7月2日.     

花期低温对晚稻干物质积累及分配的影响

以“广两优香66”为试材, 于2014年8-10月在南京信息工程大学农业气象站进行人工控制实验, 研究花期低温对晚稻光合作用和后期灌浆过程的影响, 并分析低温胁迫下晚稻后期干物质积累和分配的变化。低温胁迫温度设定为22℃/17℃（昼/夜）, 处理时间分别为2、4、6和8d, 分别依次记为T2d、T4d、T6d和T8d, 以外界环境条件32℃/25℃(昼/夜)为对照（CK）。结果表明：（1）低温处理后, T2d处理最大光合速率（Pmax）变化较小, T4d和T6d分别比CK下降11.66%和21.47%, T8d的Pmax仅为17.25μmol·m^-2·s^-1, 比CK减少28.54%。低温处理后叶片光饱和点（LSP）降低, 而光补偿点（LCP）明显升高, 与CK相比, T2d、T4d、T6d、T8d的LSP分别降低6.68%、8.08%、8.63%、10.87%, LCP升高2、3、4、6倍。说明低温处理降低晚稻叶片的光合能力;（2）对不同处理的灌浆过程的拟合表明, 低温处理时间越长, 达到最大灌浆速率所需时间（T-GRmax）越长, 晚稻最大千粒重（A）越小, 灌浆活跃期的时间（T90）也越短, 导致整体平均灌浆速率（GR）呈不同程度下降, 说明低温会减缓晚稻的灌浆过程;（3）低温处理时间越长, 晚稻结实率越低, 不超过2d低温对结实率无显著影响, 但4d及以上低温处理能显著降低晚稻结实率, T8d处理的结实率比CK降低34.39%;（4）晚稻总干物质与花期低温处理时间呈负相关, 且低温处理6d后总干物质显著减少, T8d处理总干物质比CK减少28.05%, 其中叶片和穗部减少较明显, 低温处理4d后两者干物质均明显下降, 处理8d后比CK分别减少42.57%和38.70%。研究表明花期低温处理抑制晚稻光合作用, 4d及以上低温处理显著降低结实率, 减缓籽粒灌浆过程, 对产量形成不利。