干旱是影響水稻生長(zhǎng)發(fā)育最重要的非生物脅迫之一。在中國(guó)的長(zhǎng)江中下游地區(qū)和南方地區(qū),季節(jié)性干旱頻繁發(fā)生,嚴(yán)重阻礙了水稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。水稻在不同生育階段對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)存在顯著的差異,但其機(jī)理尚不明確。因此,本研究于2013-2014和2018年,在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地開(kāi)展了不同類(lèi)型水稻的干旱脅迫處理(傳統(tǒng)淹灌-F、孕穗期干旱脅迫-BS、抽穗揚(yáng)花期干旱脅迫-HS、灌漿乳熟期干旱脅迫-MS)的大田試驗(yàn),試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),其中水分處理為主區(qū),品種(揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)-YLY6和旱優(yōu)113-HY113)為副區(qū),揭示了在水稻孕穗期、抽穗揚(yáng)花期和灌漿乳熟期,干旱脅迫及旱后復(fù)水對(duì)水稻生理特性、產(chǎn)量品質(zhì)和水分利用效率的影響。主要結(jié)果如下:1.孕穗期、抽穗揚(yáng)花期和灌漿乳熟期干旱脅迫顯著降低了水稻葉片水勢(shì)(LWP)27.83%-67.59%,氣葉溫差(ALTG)32.04%-44.11%。旱后復(fù)水第2 d,LWP、ALTG均能夠恢復(fù)到對(duì)照水平;旱后復(fù)水第15-30 d,在孕穗期和抽穗揚(yáng)花期經(jīng)歷干旱的水稻葉片LWP、ALTG和SPAD值均顯著低于對(duì)照水平,灌漿乳熟期與對(duì)照沒(méi)有顯著差異。2.孕穗期、抽穗揚(yáng)花期和灌漿乳熟期干旱脅迫顯著降低了水稻葉片的氣孔導(dǎo)度(Gs)29.76%-52.95%、凈光合速率(Pn)20.67%-47.06%、蒸騰速率(Tr)7.72%-79.21%,葉片的光合生產(chǎn)能力顯著下降;旱后復(fù)水第2 d,葉片Pn恢復(fù)到正常水平,在孕穗期和抽穗揚(yáng)花期旱后復(fù)水的補(bǔ)償效果更顯著;干旱復(fù)水后15-30 d,在孕穗期和抽穗揚(yáng)花期經(jīng)歷干旱脅迫的水稻Pn均顯著低于對(duì)照水平,灌漿乳熟期與對(duì)照沒(méi)有顯著差異。3.與傳統(tǒng)淹灌相比,孕穗期和抽穗揚(yáng)花期干旱脅迫顯著增加了水稻葉片的瞬時(shí)水分利用效率(IWUE)167%和133%,灌漿乳熟期IWUE顯著降低12.99%。旱后復(fù)水第2 d,在孕穗期和抽穗揚(yáng)花期經(jīng)歷干旱的水稻葉片IWUE恢復(fù)到對(duì)照水平,灌漿乳熟期IWUE則顯著增加54.38%。說(shuō)明在生殖生長(zhǎng)的后期階段旱后復(fù)水對(duì)光合速率的補(bǔ)償效應(yīng)大于對(duì)蒸騰速率的補(bǔ)償。孕穗期和灌漿乳熟期干旱脅迫后,葉片碳同位素分辨率(Δ13C)顯著增加,籽粒Δ13C顯著下降;抽穗揚(yáng)花期葉片Δ13C顯著下降。Δ13C對(duì)WUE的指示存在器官和生育期上的差異。4.孕穗期和抽穗揚(yáng)花期干旱脅迫顯著降低了水稻產(chǎn)量23.81%-28.84%和17.52%-20.32%,灌漿乳熟期干旱脅迫有降低產(chǎn)量的趨勢(shì),但是未達(dá)到顯著水平。孕穗期干旱導(dǎo)致產(chǎn)量下降的主要原因是有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的降低;抽穗揚(yáng)花期干旱導(dǎo)致產(chǎn)量下降的主要原因是每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的降低;灌漿乳熟期干旱引起千粒重的降低,但是結(jié)實(shí)率的增加彌補(bǔ)了千粒重降低帶來(lái)的產(chǎn)量損失。5.孕穗期干旱脅迫顯著降低了堊白粒率52.41%-62.28%、堊白度55.28%-57.06%,抽穗揚(yáng)花期和灌漿乳熟期干旱脅迫顯著增加了堊白粒率26.86%-64.03%,堊白度25.51%-34.50%。干旱脅迫顯著增加了稻米蛋白質(zhì)含量13.10%-20.69%,對(duì)加工品質(zhì)沒(méi)有顯著的影響。6.孕穗期、抽穗揚(yáng)花期和灌漿乳熟期干旱脅迫顯著增加了脫落酸(ABA)含量30.04%-65.83%,脯氨酸(Pro)含量46.96%-181%,過(guò)氧化物酶(POD)含量28.41%-61.69%,過(guò)氧化氫酶(CAT)16.53%-77.23%,說(shuō)明細(xì)胞的滲透勢(shì)和活性氧顯著增加。干旱復(fù)水后15-30 d,在孕穗期和抽穗揚(yáng)花期經(jīng)歷干旱的水稻細(xì)胞分裂素(CTK)和生長(zhǎng)素(IAA)含量中顯著低于對(duì)照水平,灌漿乳熟期與對(duì)照沒(méi)有顯著差異,在生殖生長(zhǎng)階段的前期干旱脅迫會(huì)造成葉片的早衰。綜上所述,在生殖生長(zhǎng)階段干旱脅迫顯著降低了水稻的各項(xiàng)生理功能,特別是光合生產(chǎn)能力不足,雖然水稻在旱后具有一定的補(bǔ)償作用,但是干旱脅迫引發(fā)水稻葉片的早衰,造成后期干物質(zhì)積累不足,同時(shí)加速了灌漿速率、縮短灌漿時(shí)間,從而引起產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S511;S423
【部分圖文】：

技術(shù)路線

保持在抽穗揚(yáng)花期內(nèi)土壤水勢(shì)維持在-30kPa±5kPa，齊穗期后 5 天開(kāi)收獲前一個(gè)星期排水；（4）MS 水分控制方法：抽穗后停止灌水并采的方式，保持乳熟期土壤水勢(shì)維持在-30kPa±5kPa，之后復(fù)水，收獲排水。試驗(yàn)田防雨棚下進(jìn)行，見(jiàn)圖 2-1。

圖 3-1 2013 年和 2018 年水稻生長(zhǎng)季內(nèi)溫度和降雨情況Fig. 3-1 Temperature and precipitation during the growth season in 2013, 2018由圖 3-2 可知，在水稻移栽后的第 51 天左右，小區(qū)停止灌水并以自式排水，經(jīng)過(guò) 7-8 天的時(shí)間，土壤水勢(shì)可降至-30 kpa。由于在孕穗期
【參考文獻(xiàn)】

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1 李鵬程;董合林;;葉綠素儀在棉花氮肥推薦中的研究進(jìn)展[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2015年21期

2 楊曉龍;汪本福;陳亮;曹湊貴;李萍;;抽穗期干旱對(duì)水稻生理性狀和產(chǎn)量的影響[J];中國(guó)稻米;2015年04期

3 江學(xué)海;李剛?cè)A;王紹華;羅德強(qiáng);周維佳;劉正輝;李敏;丁艷鋒;;不同生育階段干旱脅迫對(duì)雜交稻產(chǎn)量的影響[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

4 高陽(yáng);楊婷婷;鮑廣穩(wěn);段素梅;楊安中;;孕穗期干旱脅迫對(duì)水稻部分性狀及產(chǎn)量的影響[J];安徽科技學(xué)院學(xué)報(bào);2015年01期

5 從夕漢;施伏芝;阮新民;羅志祥;;抽穗期高溫與干旱對(duì)不同秈型水稻品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J];河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

6 朱偉文;周文新;易鎮(zhèn)邪;;水稻節(jié)水栽培研究進(jìn)展[J];作物研究;2014年06期

7 郭貴華;劉海艷;李剛?cè)A;劉明;李巖;王紹華;劉正輝;唐設(shè);丁艷鋒;;ABA緩解水稻孕穗期干旱脅迫生理特性的分析[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年22期

8 耿艷秋;金峰;朱明霞;高顯穎;王帥;華霜;邵璽文;張連學(xué);;灌漿乳熟期土壤水勢(shì)對(duì)蘇打鹽漬土水稻產(chǎn)量及生理性狀的影響[J];中國(guó)水稻科學(xué);2014年05期

9 段素梅;楊安中;黃義德;吳文革;許有尊;陳剛;;干旱脅迫對(duì)水稻生長(zhǎng)、生理特性和產(chǎn)量的影響[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2014年06期

10 汪妮娜;黃敏;陳德威;徐世宏;韋善清;江立庚;;不同生育期水分脅迫對(duì)水稻根系生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J];熱帶作物學(xué)報(bào);2013年09期

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1 王海波;干旱條件下蘋(píng)果水分利用效率相關(guān)性狀的QTL定位和候選基因的篩選與鑒定[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

2 李森;覆膜水稻生理節(jié)水機(jī)制及水分利用效率評(píng)估[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

3 吳超;生殖生長(zhǎng)期高溫對(duì)水稻產(chǎn)量形成的影響及其激素調(diào)控機(jī)理研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

4 熊棟梁;水稻葉片結(jié)構(gòu)對(duì)水力導(dǎo)度與光合作用的影響及其機(jī)理[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 郝衛(wèi)平;干旱復(fù)水對(duì)玉米水分利用效率及補(bǔ)償效應(yīng)影響研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

6 劉楊;水稻分蘗芽萌發(fā)與休眠相互轉(zhuǎn)換的激素學(xué)機(jī)制[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2854670