花前夜间增温对冬小麦产量及籽粒品质的影响
【目的】模拟未来全球气候变暖非对称增温的情景，对冬小麦进行花前夜间增温，研究其生长发育及产量的变化，从而预估未来气候变暖下的江淮地区冬小麦生产。【处理】供试品种为扬麦13，采取开放式主动增温装置，设置未增温对照（CK)及花前夜间增温处理（T，从播种到开花每天1800-6:00不间断增温）。【结果】1.试验区花前夜间增温比对照冠层、冠层中部、土壤表层及土壤5 cm的平均温度全部有所有增加；夜间增温的同时土壤含水量下降2.因夜间增温作用，导致了有效穗数、穗粒数及千粒重三指标都减少，所以冬小麦出现了减产；3.因夜间增温处理，试验品种岀粉率降低；4.在夜间增温处理下，冬小麦干湿面筋含量及面筋略有减低。5.总淀粉含量以及支链淀粉含量因，夜间增温提高了。【结论】全球气候变暖的模拟试验下，冬小麦所需积温因夜间增温得以满足。小麦产量的减少，其它生育进程维持不变的前提下，是由花前时期的夜间温度增加导致的，但是这时期的增温对小麦的籽粒品质影响并不显著。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1试验区概况 3
1.2处理与材料 3
1.2.1试验处理方法3
1.2.2试验材料4
1.3测定项目及方法4
1.3.1土壤温度的测定4
1.3.2产量测定4
1.3.3小麦籽粒品质的测定4
1.4数据处理分析2 结果与分析4
2.1试验区土壤增温对比4
2.2土壤含水量对比4
2.3产量及构成 5
2.4夜间增温对籽粒品质的影响 5
2.4.1花前夜间增温对冬小麦出粉率的影响 6
2.4.2干、湿面筋含量受增温的影响 6
2.4.3花前夜间增温朵冬小麦籽粒淀粉含量及籽粒组份的影响 6
3讨论 7
3.1开放式增温系统下呈现的增温果 7
3.2增温对产量构成的影响 7
3.3增温对籽粒品质的影响 7
4结论 8
致谢8
参考文献8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
花前夜间增温对冬小麦产量及籽粒品质的影响
引言
引言
全球变暖已成不争的事实,IPCC(2013)(Intergovernmental Panel on Climate Change)第五次评估报告[1]指出，在18802012年期间，全球气候上升了0.651.06°C。在气候变暖背景下，秦大河[2]研究表明,在过去100年间,我国地面气温也递增了0.40.5℃,并预计在20202030年间平均气温将升高1.7℃,到2050年将升温2,2℃,2100年将达到3.96℃。尤其是近50年我国地表平均气温上升了1.1℃,显著高于全球同期平均水平。
在气温上升同时，全球变暖还存在明显的昼夜增温不对称性,即夜间增温高于白天,最低温增幅高于最高温的增幅,日较差逐步降低[3]。国内相关研究也明：日最低温升幅是日最高温升幅的23 倍。[4]
温度是大多数植物生长发育的重要因子,气候变暖加速了植物的生育进程，显著地减少光合作用时长。我国学者邓振铺研究[5]也表明,气候变暖对我国农作物生长发育速度发生了明显的改变,春播作物提早播种,喜温作物生育期延长,小麦等越冬作物推迟播种,生育期缩短。
小麦作为我国最重要粮食作物之一播种面积占全国总耕地面积的20%30%，产量约占我国粮食总产量的23%。其生长对气候变暖的响应成为了关注的焦点。冬小麦是低温长日照作物，即需要较低的温度和较长的日照时间才能通过春化阶段[6]。温度综合影响冬小麦生长发育，它既影响着光合、呼吸等生理代谢过程，也影响着干物质的合成和运输等代谢过程，还能够直接影响土壤温度、气温来影响水肥的吸收和输导。
全球变暖研究的试验手段主要分为四大类[7]:1)温室和开顶箱;2)土壤加热管道和电缆;3)红外线反射器;4)红外线辐射器。但是,温室和开顶式气室白天增温幅度高于其夜间增温幅度，与当前气候变暖的增温特征不吻合。目前公认的最普遍使用和最能真实反映气候变暖的方法是(远)红外加热灯管,红外线辐射器能够同时影响显热、潜热和土壤热通量,而且可以增加空气温度[8]。
研究方法由模型分析与试验研究相互独立走向模型与试验研究相结合。模型研究可以扩大试验结论的适用范围,试验研究为模型研究提供技术参数和验证资料,提高模型精度[7]。增温时间由以往的关键生育期发展到全生育期、全年增温、多年持续增温,以监测增温对陆地生态系统的长期影响。
有研究发现，江苏省近几十年气候已发生了显著变化，尤其是作物生育期气候变化，对本区域粮食生产造成了一定影响[9]。19902009年苏南地区（昆山）冬小麦全生育期、营养生长期夜温较白天温度上升明显，降水量变化不显著[10]。
冬小麦开放式增温试验研究表明，全生育期增温使冬小麦返青期显著提前，冬后生育阶段整体前移10天以上，全生育期天数减少。灌浆中后期遭受高温危害，千粒重显著降低，产量下降，增温致使冬小麦生产耗水量增加。就华北冬小麦而言，冬季及早春一定幅度的升温有利于小麦生产，但增幅过大可能会导致不利结果，而春末夏初升温对小麦生产是不利的[11]。由于全球变暖还存在明显的昼夜增温不对称性，即夜间气温的增幅明显高于白天，最低温增幅高于最高温的增幅[12]。田云录等[13]研究发现，全天增温和夜间增温对小麦生育期的缩短主要发生在花前，花后生育期基本保持不变，甚至延长。夜间增温可以使冬小麦增产18.30%[14]，但花后不同增温处理的小麦产量、穗粒数和千粒重均呈现下降趋势，并随增温幅度提高下降的幅度增大。在其它生育进程不变的情况下，花后增温将会导致小麦减产，同时小麦籽粒物质组成也将发生复杂的变化，从而影响到小麦的品质[15]。昼夜不同增温引起了冬小麦籽粒中淀粉组分、蛋白质含量及蛋白质组分的明显变化。增温处理使籽粒中总蛋白质含量显著降低[13]。
小麦籽粒的灌浆过程，主要是淀粉的合成和积累过程。胚乳中的淀粉是光合同化物以蔗糖形式在一系列酶的催化作用下转化为淀粉。籽粒灌浆不仅决定于品种的遗传特性，还受到外界环境因素的影响。SS，AGPase和SBE在籽粒淀粉的合成过程中起重要作用，是影响籽粒淀粉合成的关键酶[1619]。田云录[13]认为在夜间增温处理条件下，强势粒中SS活性较对照条件提高幅度在11.1%20.3%。Keeling等[2021]和Jenner等[22]研究发现，小麦淀粉合成相关的酶活性最适范围在2025℃之间，当温度超过25℃时，酶活性会降低，但在2040℃之间降低幅度不显著。
全球气候变暖中，冬、春季较其他季节气候变暖更明显[2324]，冬小麦的生长阶段正处于冬春季，所受的影响较大；而且一天之中增温幅度并非一致，夜间最低温度的增温幅度比白天最高温度的增温幅度高出一倍，日温差降低[25]。人工气候室条件封闭，与大田开放条件下的增温特征不相吻合，所得的结论具有较大的不确定性。开放式红外增温作为一种新兴的技术已经逐渐被认证为模拟气候变暖的有效工具，它可以更真实表现未来气候变化气温升高的特征。本试验借助农田开放式主动增温系统，设置冬小麦花前夜间增温处理，以研究花前夜间增温（18:006:00）对冬小麦各产量及籽粒品质的影响。1 材料与方法
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摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1试验区概况 3
1.2处理与材料 3
1.2.1试验处理方法3
1.2.2试验材料4
1.3测定项目及方法4
1.3.1土壤温度的测定4
1.3.2产量测定4
1.3.3小麦籽粒品质的测定4
1.4数据处理分析2 结果与分析4
2.1试验区土壤增温对比4
2.2土壤含水量对比4
2.3产量及构成 5
2.4夜间增温对籽粒品质的影响 5
2.4.1花前夜间增温对冬小麦出粉率的影响 6
2.4.2干、湿面筋含量受增温的影响 6
2.4.3花前夜间增温朵冬小麦籽粒淀粉含量及籽粒组份的影响 6
3讨论 7
3.1开放式增温系统下呈现的增温果 7
3.2增温对产量构成的影响 7
3.3增温对籽粒品质的影响 7
4结论 8
致谢8
参考文献8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
花前夜间增温对冬小麦产量及籽粒品质的影响
引言
引言
全球变暖已成不争的事实,IPCC(2013)(Intergovernmental Panel on Climate Change)第五次评估报告[1]指出，在18802012年期间，全球气候上升了0.651.06°C。在气候变暖背景下，秦大河[2]研究表明,在过去100年间,我国地面气温也递增了0.40.5℃,并预计在20202030年间平均气温将升高1.7℃,到2050年将升温2,2℃,2100年将达到3.96℃。尤其是近50年我国地表平均气温上升了1.1℃,显著高于全球同期平均水平。
在气温上升同时，全球变暖还存在明显的昼夜增温不对称性,即夜间增温高于白天,最低温增幅高于最高温的增幅,日较差逐步降低[3]。国内相关研究也明：日最低温升幅是日最高温升幅的23 倍。[4]
温度是大多数植物生长发育的重要因子,气候变暖加速了植物的生育进程，显著地减少光合作用时长。我国学者邓振铺研究[5]也表明,气候变暖对我国农作物生长发育速度发生了明显的改变,春播作物提早播种,喜温作物生育期延长,小麦等越冬作物推迟播种,生育期缩短。
小麦作为我国最重要粮食作物之一播种面积占全国总耕地面积的20%30%，产量约占我国粮食总产量的23%。其生长对气候变暖的响应成为了关注的焦点。冬小麦是低温长日照作物，即需要较低的温度和较长的日照时间才能通过春化阶段[6]。温度综合影响冬小麦生长发育，它既影响着光合、呼吸等生理代谢过程，也影响着干物质的合成和运输等代谢过程，还能够直接影响土壤温度、气温来影响水肥的吸收和输导。
全球变暖研究的试验手段主要分为四大类[7]:1)温室和开顶箱;2)土壤加热管道和电缆;3)红外线反射器;4)红外线辐射器。但是,温室和开顶式气室白天增温幅度高于其夜间增温幅度，与当前气候变暖的增温特征不吻合。目前公认的最普遍使用和最能真实反映气候变暖的方法是(远)红外加热灯管,红外线辐射器能够同时影响显热、潜热和土壤热通量,而且可以增加空气温度[8]。
研究方法由模型分析与试验研究相互独立走向模型与试验研究相结合。模型研究可以扩大试验结论的适用范围,试验研究为模型研究提供技术参数和验证资料,提高模型精度[7]。增温时间由以往的关键生育期发展到全生育期、全年增温、多年持续增温,以监测增温对陆地生态系统的长期影响。
有研究发现，江苏省近几十年气候已发生了显著变化，尤其是作物生育期气候变化，对本区域粮食生产造成了一定影响[9]。19902009年苏南地区（昆山）冬小麦全生育期、营养生长期夜温较白天温度上升明显，降水量变化不显著[10]。
冬小麦开放式增温试验研究表明，全生育期增温使冬小麦返青期显著提前，冬后生育阶段整体前移10天以上，全生育期天数减少。灌浆中后期遭受高温危害，千粒重显著降低，产量下降，增温致使冬小麦生产耗水量增加。就华北冬小麦而言，冬季及早春一定幅度的升温有利于小麦生产，但增幅过大可能会导致不利结果，而春末夏初升温对小麦生产是不利的[11]。由于全球变暖还存在明显的昼夜增温不对称性，即夜间气温的增幅明显高于白天，最低温增幅高于最高温的增幅[12]。田云录等[13]研究发现，全天增温和夜间增温对小麦生育期的缩短主要发生在花前，花后生育期基本保持不变，甚至延长。夜间增温可以使冬小麦增产18.30%[14]，但花后不同增温处理的小麦产量、穗粒数和千粒重均呈现下降趋势，并随增温幅度提高下降的幅度增大。在其它生育进程不变的情况下，花后增温将会导致小麦减产，同时小麦籽粒物质组成也将发生复杂的变化，从而影响到小麦的品质[15]。昼夜不同增温引起了冬小麦籽粒中淀粉组分、蛋白质含量及蛋白质组分的明显变化。增温处理使籽粒中总蛋白质含量显著降低[13]。
小麦籽粒的灌浆过程，主要是淀粉的合成和积累过程。胚乳中的淀粉是光合同化物以蔗糖形式在一系列酶的催化作用下转化为淀粉。籽粒灌浆不仅决定于品种的遗传特性，还受到外界环境因素的影响。SS，AGPase和SBE在籽粒淀粉的合成过程中起重要作用，是影响籽粒淀粉合成的关键酶[1619]。田云录[13]认为在夜间增温处理条件下，强势粒中SS活性较对照条件提高幅度在11.1%20.3%。Keeling等[2021]和Jenner等[22]研究发现，小麦淀粉合成相关的酶活性最适范围在2025℃之间，当温度超过25℃时，酶活性会降低，但在2040℃之间降低幅度不显著。
全球气候变暖中，冬、春季较其他季节气候变暖更明显[2324]，冬小麦的生长阶段正处于冬春季，所受的影响较大；而且一天之中增温幅度并非一致，夜间最低温度的增温幅度比白天最高温度的增温幅度高出一倍，日温差降低[25]。人工气候室条件封闭，与大田开放条件下的增温特征不相吻合，所得的结论具有较大的不确定性。开放式红外增温作为一种新兴的技术已经逐渐被认证为模拟气候变暖的有效工具，它可以更真实表现未来气候变化气温升高的特征。本试验借助农田开放式主动增温系统，设置冬小麦花前夜间增温处理，以研究花前夜间增温（18:006:00）对冬小麦各产量及籽粒品质的影响。1 材料与方法
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