摘 要:低溫是影響雙季稻產(chǎn)量、生長(zhǎng)性能的關(guān)鍵因素。為了解低溫對(duì)不同品種早稻生長(zhǎng)特性以及產(chǎn)量的影響,本文應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法,選取5個(gè)早稻品種,觀察低溫環(huán)境下,不同早稻品種的生理特征變化以及產(chǎn)量。研究結(jié)果表明,低溫會(huì)影響早稻凈光合速率、莖蘗動(dòng)態(tài)、干物質(zhì)含量,低溫條件下種植豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、耐冷性能較好的早稻品種,生理特征較好,產(chǎn)量較高。
關(guān)鍵詞:低溫條件;早稻品種;生理特性;早稻產(chǎn)量
水稻在苗期、生長(zhǎng)期易受低溫影響,當(dāng)溫度低于15℃,水稻生理特性會(huì)發(fā)生改變。除溫度外,品種同樣會(huì)影響水稻生理特性。低溫冷害發(fā)生后,水稻產(chǎn)量會(huì)嚴(yán)重下降,尤其是東北、華北等地區(qū),經(jīng)常遭受低溫冷害,出現(xiàn)爛秧、死苗的情況。為了解低溫對(duì)不同品種早稻產(chǎn)生的影響,需分析溫度對(duì)不同早稻品種的影響,從而選擇抗低溫能力較強(qiáng)的品種,提高早稻性能及產(chǎn)量。
1播期不同早稻幼苗生長(zhǎng)及產(chǎn)量影響
1.1品種選擇
試驗(yàn)選擇5類早稻品種,分別為常規(guī)早秈稻、兩秈雜交水稻、三系水稻。常規(guī)早秈稻中選擇品種為金早47號(hào)(A)、江早361號(hào)(B),兩秈雜交水稻為柒兩優(yōu)268(C)、株兩優(yōu)819(D),秈型三系水稻為淦鑫203(E)。按照早稻的生長(zhǎng)周期,測(cè)定早稻生長(zhǎng)過(guò)程中的死苗率、出苗率,并在出苗第28d測(cè)量早稻秧苗的生長(zhǎng)情況,包括分蘗數(shù)、鮮重、干重等。產(chǎn)量測(cè)量則在收割、曬干去除雜質(zhì)之后,將水稻樣本脫粒處理,計(jì)算每穗稻苗的總粒數(shù)和千粒重,判斷早稻生長(zhǎng)的結(jié)實(shí)率[1]。
1.2影響分析
1.2.1死苗率及出苗率
按照早稻的生長(zhǎng)階段及生長(zhǎng)情況,將早稻生長(zhǎng)周期分為播種期、3葉1心期、分化期、始穗期、成熟期。在早稻苗木生長(zhǎng)期間,4月份3日至6日氣溫低于11℃,出現(xiàn)低溫倒寒情況。分析播期內(nèi)苗木的出苗率、死亡率,在兩葉期,A品種的出苗率最高達(dá)到92%左右,C品種的出苗率最低為48%左右。死苗率較高的為D品種,死苗率達(dá)到13%左右,A死苗率最低為4%左右。早稻在生長(zhǎng)期內(nèi)遭受低溫后,平均出苗率為90.6%,出苗率最低的品種為C品種,死苗率最高的品種為D品種,在早稻生長(zhǎng)達(dá)到二葉一心期時(shí),死苗率最高,A品種和B品種均表現(xiàn)出了較強(qiáng)的耐寒性能。
1.2.2秧苗素質(zhì)變化
分析播期內(nèi)秧苗的素質(zhì)變化,在生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)低溫情況后,不同品種的秧苗生長(zhǎng)情況存在明顯的差異。其中,A品種的葉片數(shù)為3.7,苗高為16.4cm,分蘗數(shù)為0.25,苗基寬為4.35cm,鮮重為5.6g,干重為1.1g。B品種的葉片數(shù)為3.5,苗高為17.4cm,分蘗數(shù)為0.05,苗基寬為4.65cm,鮮重為6.3g,干重為1.03g。C品種的葉片數(shù)為4.03,苗高為20.14cm,分蘗數(shù)為0.45,苗基寬為5.15cm,鮮重為7.18g,干重為1.28g。在遇到低溫情況時(shí),播期內(nèi)A的評(píng)價(jià)產(chǎn)量為7.25t/hm2,且隨著低溫的不斷延續(xù),各品種產(chǎn)量呈現(xiàn)出持續(xù)下降的情況。其中產(chǎn)量最高的品種為A品種,最低的品種為E品種。
1.2.3影響分析
低溫會(huì)延緩早稻的生長(zhǎng)速度,導(dǎo)致播期后的生育期延長(zhǎng),同時(shí)導(dǎo)致早稻的整個(gè)生長(zhǎng)周期被拉長(zhǎng),從而延遲開(kāi)花和抽穗的時(shí)間。低溫條件下,早稻的根系活動(dòng)減弱,營(yíng)養(yǎng)吸收能力降低。這可能導(dǎo)致植株的養(yǎng)分?jǐn)z取不足,影響其生長(zhǎng)和發(fā)育。但由于早稻的品種不同,低溫對(duì)早稻的影響程度也存在明顯的差異。播期的不同、分蘗特性、耐冷性等均會(huì)影響到早稻的生長(zhǎng)狀態(tài)。相比較而言,A品種和B品種均具有良好的耐冷性,且播期時(shí)間較短,受低溫的影響程度最低[2]。
2早稻品種選擇及耐冷性評(píng)價(jià)
2.1試驗(yàn)過(guò)程
將5個(gè)早稻品種作為研究對(duì)象,開(kāi)展耐冷性評(píng)價(jià)研究。評(píng)價(jià)主要觀察苗期水稻生長(zhǎng)過(guò)程中的個(gè)體形態(tài)變化及生化指標(biāo),通過(guò)對(duì)可溶性蛋白量、電導(dǎo)率、抗氧化性酶活狀態(tài)的評(píng)價(jià),確定早稻品種的耐冷性情況。本文試驗(yàn)主要應(yīng)用個(gè)體形態(tài)變化方法,基于死苗率、鮮重、株高及冷害程度,判斷早稻品種的耐冷性。早稻種子經(jīng)過(guò)消毒后催芽處理,均勻播種在培養(yǎng)盒內(nèi),每盒的種子數(shù)量為60粒,在常溫下平陽(yáng),并在二葉生長(zhǎng)期內(nèi)10℃低溫處理,持續(xù)時(shí)間為7d,隨后恢復(fù)溫度后繼續(xù)培養(yǎng)。完成后重復(fù)3次以上測(cè)定早稻品種的耐冷性。測(cè)定計(jì)算內(nèi)容包括早稻的死苗率、鮮重?fù)p失情況、株高損失情況、葉片的卷曲情況。
2.2耐冷性評(píng)價(jià)
2.2.1死苗率比較
不同水稻品種的死苗率變化范圍在1.08%至69.8%以內(nèi),且不同早稻品種之間的死苗率呈現(xiàn)出明顯的差異變化。C品種和D品種的死苗率明顯高于其他三個(gè)品種,死苗率分別為55.8%和67.4%,B品種和A品種的死苗率分別為5.28%和6.94%,死苗率水平比較低。
2.2.2葉片鮮重比較
經(jīng)過(guò)低溫處理后,達(dá)到恢復(fù)期后早稻生長(zhǎng)葉片鮮重的變化程度較大,低溫導(dǎo)致了早稻在生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)失水問(wèn)題,其中B品種的葉片鮮重差異比較大,受損程度達(dá)到69.8%左右,B品種及A品種的受損程度較低,受損情況為15.8%,E品種受損程度為22.6%。在低溫脅迫情況下,不同品種早稻的葉片鮮重變化影響較大。
2.2.3株高比較
在低溫條件下到恢復(fù)期內(nèi),比較不同品種的株高變化。各品種在生長(zhǎng)過(guò)程中同時(shí)出現(xiàn)了株高生長(zhǎng)抑制的情況,主要表現(xiàn)為生長(zhǎng)的高度有所降低。受影響較大的品種為B品種,受損程度達(dá)到21.5%左右,D品種影響比較小,受損程度達(dá)到4.5%左右。
2.2.4損害程度比較
觀察不同品種早稻在生長(zhǎng)過(guò)程中苗期葉片的外觀狀態(tài),通過(guò)對(duì)苗期葉片枯萎程度的分析,確定冷害耐冷性程度等級(jí)。其中A品種耐冷等級(jí)較高,B品種耐冷等級(jí)較低,C品種耐冷等級(jí)次之,D品種的耐冷等級(jí)最低[3]。
3低溫對(duì)不同早稻品種生理特性的影響分析
3.1POD酶含量影響
低溫對(duì)不同早稻品種POD酶含量的影響可能會(huì)有所不同。POD酶是一種過(guò)氧化物酶,參與植物體內(nèi)的抗氧化反應(yīng),對(duì)植物的生長(zhǎng)和逆境適應(yīng)性具有重要作用。一般來(lái)說(shuō),低溫條件下,早稻的POD酶含量可能會(huì)增加。這是因?yàn)榈蜏丨h(huán)境會(huì)引起植物的氧化應(yīng)激反應(yīng),促使POD酶的合成和活性增加,以應(yīng)對(duì)氧化損傷。這種增加可能有助于提高早稻對(duì)低溫逆境的耐受性。然而,不同早稻品種對(duì)低溫的響應(yīng)可能存在差異。一些早稻品種可能具有更高的POD酶活性和含量,能更好地適應(yīng)低溫環(huán)境。而另一些品種可能在低溫下表現(xiàn)出較低的POD酶活性和含量,對(duì)低溫逆境的適應(yīng)性較差。此外,低溫對(duì)POD酶含量的影響還可能與低溫的程度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。較短時(shí)間的輕度低溫可能僅引起暫時(shí)性的POD酶活性增加,而較長(zhǎng)時(shí)間的嚴(yán)重低溫可能導(dǎo)致POD酶活性的持續(xù)上升。因此,不同早稻品種在低溫條件下的POD酶含量變化可能存在差異,需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和研究來(lái)具體評(píng)估不同品種的適應(yīng)性和抗寒能力。在本試驗(yàn)中,低溫處理后的C品種SOD酶活性明顯增強(qiáng),A品種及B品種的SOD酶活性下降,但在恢復(fù)常溫生長(zhǎng)之后,C品種及D品種酶活性水平有所下降,且較低,但A品種和B品種的酶活性增強(qiáng)[4]。
3.2葉片可溶性糖含量影響
低溫對(duì)不同早稻品種葉片可溶性糖含量的影響可能會(huì)有所不同??扇苄蕴鞘侵参矬w內(nèi)的重要碳源,對(duì)植物的生長(zhǎng)和逆境適應(yīng)性具有重要作用。一般來(lái)說(shuō),低溫條件下,早稻的葉片可溶性糖含量可能會(huì)增加。這是因?yàn)榈蜏丨h(huán)境會(huì)引起植物的代謝變化,促使糖分解和合成代謝的調(diào)節(jié)。在低溫逆境下,植物會(huì)增加糖的合成和積累,以提供能量和碳源,維持正常生理代謝和抵御低溫引起的傷害。然而,不同早稻品種對(duì)低溫的響應(yīng)可能存在差異。一些早稻品種可能具有更高的可溶性糖含量,能更好地適應(yīng)低溫環(huán)境。而另一些品種可能在低溫下表現(xiàn)出較低的可溶性糖含量,對(duì)低溫逆境的適應(yīng)性較差。此外,低溫對(duì)可溶性糖含量的影響還可能與低溫的程度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。較短時(shí)間的輕度低溫可能僅引起暫時(shí)性的可溶性糖積累,而較長(zhǎng)時(shí)間的嚴(yán)重低溫可能導(dǎo)致可溶性糖含量的持續(xù)上升。因此,不同早稻品種在低溫條件下的葉片可溶性糖含量變化可能存在差異,需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和研究來(lái)具體評(píng)估不同品種的適應(yīng)性和抗寒能力。試驗(yàn)結(jié)果表明,各品種的可溶性糖含量呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì),A、B、C品種上升比例較高,分別為215%、412%、518%,時(shí)間達(dá)到第6d后,C品種的可溶性糖含量下降,D品種持續(xù)上升,在溫度恢復(fù)期內(nèi),各品種的可溶性糖含量下降。
3.3根系SOD酶含量影響
低溫對(duì)不同早稻品種根系SOD(超氧化物歧化酶)酶含量的影響可能會(huì)有所不同。SOD是一種重要的抗氧化酶,在植物體內(nèi)起著清除超氧自由基的作用,對(duì)植物的抗逆性和生長(zhǎng)發(fā)育具有重要影響。低溫條件下,早稻的根系SOD酶含量可能會(huì)增加。這是因?yàn)榈蜏丨h(huán)境會(huì)引起植物的氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致超氧自由基的產(chǎn)生增加。為了應(yīng)對(duì)氧化損傷,植物會(huì)增加SOD酶的合成和活性,以提高抗氧化能力。然而,不同早稻品種對(duì)低溫的響應(yīng)可能存在差異。一些早稻品種可能具有更高的根系SOD酶活性和含量,能更好地適應(yīng)低溫環(huán)境,而另一些品種可能在低溫下表現(xiàn)出較低的SOD酶活性和含量,對(duì)低溫逆境的適應(yīng)性較差。此外,低溫對(duì)根系SOD酶含量的影響還可能與低溫的程度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。較短時(shí)間的輕度低溫可能僅引起暫時(shí)性的SOD酶活性增加,而較長(zhǎng)時(shí)間的嚴(yán)重低溫可能導(dǎo)致SOD酶活性的持續(xù)上升。比較而言,各品種在低溫處理階段根系的SOD酶活性水平呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì),且在恢復(fù)到生長(zhǎng)期后,酶活性呈現(xiàn)出小幅度上升的趨勢(shì),在第6d后,酶活性有所下降。總體而言,A、B、D品種的根系酶活性水平較低溫處理前,總體下降比例達(dá)到40%至53%左右[5]。
3.4根系丙二醛含量影響
低溫對(duì)不同早稻品種根系丙二醛(MDA)含量的影響可能會(huì)有所不同。丙二醛是一種氧化損傷產(chǎn)物,其含量常被用作衡量細(xì)胞氧化損傷程度的指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō),低溫條件下,早稻的根系丙二醛含量可能會(huì)增加。這是因?yàn)榈蜏丨h(huán)境會(huì)引起植物的氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞膜的氧化損傷和脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)增加,從而產(chǎn)生更多的丙二醛。高丙二醛含量可能會(huì)對(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成損害,影響植物的正常生理功能。然而,不同早稻品種對(duì)低溫的響應(yīng)可能存在差異。一些早稻品種可能具有較低的根系丙二醛含量,表明其具有較好的抗氧化能力和低溫適應(yīng)性。而另一些品種可能在低溫下表現(xiàn)出較高的丙二醛含量,說(shuō)明其對(duì)低溫逆境的適應(yīng)性較差。此外,低溫對(duì)丙二醛含量的影響還可能與低溫的程度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。較短時(shí)間的輕度低溫可能引起暫時(shí)性的丙二醛積累,而較長(zhǎng)時(shí)間的嚴(yán)重低溫可能導(dǎo)致丙二醛含量持續(xù)上升。試驗(yàn)結(jié)果表明,各品種的根系丙二醛含量較低溫處理前增加比例達(dá)到58%至96.8%內(nèi),丙二醛呈現(xiàn)出先下降后提升的趨勢(shì),其中B品種的丙二醛含量最低,D品種的丙二醛含量次之。
3.5低溫對(duì)不同早稻品種生理特性的影響
氣溫對(duì)耐冷性較差和較好早稻品種的生理特性會(huì)有不同的影響。對(duì)于耐冷性較差的早稻品種,低溫條件下可能會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)受限,抑制植物的生長(zhǎng)速度,導(dǎo)致植株高度和莖粗度的減小。此外,低溫環(huán)境下,植物葉片中的葉綠素可能會(huì)降解,導(dǎo)致葉片變黃,影響光合作用效率。同時(shí),低溫會(huì)抑制蛋白質(zhì)的合成,導(dǎo)致植物體內(nèi)的可溶性蛋白含量降低。低溫條件下,C品種、D品種等植物細(xì)胞內(nèi)外離子平衡失調(diào),影響植物的正常代謝和功能。
而對(duì)于耐冷性較好的早稻品種,耐冷性較好的品種會(huì)增加抗氧化酶活性,如SOD、CAT等,以應(yīng)對(duì)低溫引起的氧化損傷。耐冷性較好的品種可能會(huì)積累更多的可溶性糖,作為抗寒物質(zhì)提供能量和保護(hù)細(xì)胞。此外,耐冷性較好的品種可能會(huì)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝,以維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和功能。并在恢復(fù)期內(nèi)會(huì)調(diào)節(jié)水分平衡,以減少低溫引起的水分影響。
耐冷性較差和較好的早稻品種在低溫條件下會(huì)表現(xiàn)出不同的生理特性變化。耐冷性較好的品種通常具備更強(qiáng)的抗寒能力和適應(yīng)性,能夠更好地應(yīng)對(duì)低溫逆境。在本試驗(yàn)中,A品種及B品種的耐冷性較好,在恢復(fù)期內(nèi)低溫的影響較小,酶活性、可溶性蛋白及丙二醛的含量較高。
4低溫對(duì)不同早稻品種產(chǎn)量的影響分析
低溫對(duì)耐冷性較差和較好早稻品種的凈光合速率、莖蘗動(dòng)態(tài)和產(chǎn)量會(huì)有不同的影響。對(duì)于耐冷性較差的早稻品種,低溫條件下會(huì)導(dǎo)致以下影響:
第一,凈光合速率下降。低溫會(huì)抑制光合作用的進(jìn)行,降低植物的凈光合速率,影響植物的生長(zhǎng)和養(yǎng)分積累。第二,莖蘗生長(zhǎng)受限。低溫會(huì)抑制莖蘗生長(zhǎng),導(dǎo)致莖粗度減小,影響植株的產(chǎn)量和結(jié)實(shí)性。第三,產(chǎn)量減少。由于光合作用和莖蘗生長(zhǎng)受限,耐冷性較差的品種在低溫條件下可能會(huì)產(chǎn)量減少。
而對(duì)于耐冷性較好的早稻品種,低溫條件下可能會(huì)表現(xiàn)出以下影響:
第一,凈光合速率相對(duì)穩(wěn)定。耐冷性較好的品種通常具有較高的抗寒能力,能夠在低溫環(huán)境下維持相對(duì)穩(wěn)定的凈光合速率。第二,莖蘗狀態(tài)較好。耐冷性較好的品種在低溫條件下能夠保持較好的莖蘗生長(zhǎng),維持莖粗度和分蘗能力,從而有利于產(chǎn)量的提高。第三,產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定。由于凈光合速率和莖蘗動(dòng)態(tài)較好,耐冷性較好的品種在低溫條件下能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)量水平。
因此,為了保持早稻生長(zhǎng)過(guò)程中的苗木成活率、水稻生長(zhǎng)性能以及水稻產(chǎn)量。應(yīng)選擇耐寒性較強(qiáng)的水稻品種。在本試驗(yàn)中,A品種的產(chǎn)量最高,且農(nóng)藝性狀比較好,產(chǎn)量較其他品種高出平均值32.6%左右,C品種以及D品種的耐冷性比較差,產(chǎn)品低于平均值的26.8%和34.2%,且農(nóng)藝性狀比較差,部分葉片在生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)枯萎的情況。
綜上所述,低溫對(duì)早稻品種的影響主要表現(xiàn)在生理特性及產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)方面。本文選擇應(yīng)用5個(gè)早稻品種作為試驗(yàn)對(duì)象,觀察早稻生長(zhǎng)過(guò)程中的外觀形態(tài)、生理特性等,并對(duì)比不同早稻品種的產(chǎn)量。結(jié)果表明,耐冷性早稻品種的凈光合速率變化較大,農(nóng)藝性狀之間呈現(xiàn)出明顯差異,干物質(zhì)含量、凈光合速率、莖蘗動(dòng)態(tài)與水稻產(chǎn)量息息相關(guān)。
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