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水稻是我国最主要的粮食作物,全球气候变暖不仅升高水稻生长季内的平均气温,同时也会增加水稻生长季内发生极端高温天气的频率,这都会对水稻生产带来较大的影响。研究温度升高时水稻氮素积累、利用效率的变化特征,可为面对全球气候变暖条件下制定合理的氮肥管理措施、提高水稻氮素吸收利用效率等提供一定的借鉴和参考。本研究通过盆栽土培的方式种植耐热性不同的水稻品种(N22、汕优63(SY63)、IR64和两优培九(LYP9)),在水稻分蘖期至成熟期进行白天增温和夜间增温处理,通过塑料薄膜覆盖、电热鼓风机加热来达到白天和夜间平均温度升高3℃左右的增温效果。与自然温度下生长的水稻相比,研究白天增温和夜间增温对水稻产量、地上部生物量积累与分配、氮素积累及利用效率、水稻地上部氨挥发速率的影响。本研究的主要目的为：探明在白天增温和夜间增温下水稻产量、地上部生物量、氮素积累及利用效率等的变化特征,比较对高温抗性不同的水稻品种在增温条件下氮素积累和利用效率等方面的差异,研究氮素供应水平是否会影响水稻对增温处理的响应。本研究取得的主要结果如下：1.本研究采取的增温处理方式导致增温处理期内的白天和夜间平均温度比自然温度高出2-3℃左右。在增温处理期内极端高温发生的天数明显增多,与自然温度相比,在2012和2013年白天增温处理下日最高温度大于38℃C的天数明显增多,分别占增温处理总天数的58.8%和46.3%；在夜间增温处理下日最低温度大于30℃C的天数明显增多,分别占增温处理总天数的37.5%和56.1%。2.白天增温和夜间增温都显著降低了水稻产量。增温处理通过降低水稻单株颖花数、千粒重和结实率来降低水稻产量,其中水稻结实率的降低是水稻在增温处理下产量降低的主要原因。水稻结实率对增温危害的抗性存在明显的基因型差异,与自然对照相比,在不同增温处理、不同氮素供应水平下,N22结实率降低幅度的变化范围为14-70%,SY63为25-89%,LYP9为51-98%,表明N22对增温危害的抗性最强、SY63次之、LYP9最弱。氮素供应水平影响了水稻结实率,在增温处理下结实率降低幅度的变化范围在不施氮时为27-86%,在中氮供应时为20-56%,在高氮供应时为24-65%,表明氮素供应不足及过量都会加重增温处理对水稻结实率的危害。3.在抽穗期,与自然对照相比,2012年在不同品种、不同氮素供应水平下增温处理导致水稻抽穗期地上部生物量降低了4-22%,在2013年增温处理并没有导致水稻抽穗期地上部生物量明显降低。2012和2013年不同氮素供应、不同品种叶片干重占地上部总干重的比例在自然条件下分别为14.7-21.5%和22.2-24.9%,在增温处理下则分别为15.8-26.4%和22.4-29.1%,这表明在增温处理下水稻抽穗期地上部干物质在叶片中的分配比例升高。在成熟期,与自然对照相比,水稻地上部生物量在增温处理下变化较小,表明增温处理对水稻整个生育期内地上部干物质积累能力的影响很小。2012和2013年不同氮素供应、不同品种籽粒干重占地上部总干重的比例在自然条件下分别为36.1-47.7%和7.7-36.8%,在增温处理下则分别为0.7-32.9%和1.6-23.6%。这说明在增温处理下水稻成熟期地上部生物量在籽粒中的分配比例明显降低,这主要是因为增温处理显著降低了水稻结实率,在水稻灌浆成熟期间物质由茎叶向穗部的转运过程受阻,所以在增温处理下水稻成熟期分配在穗部的干物质比例明显降低,而分配在茎叶中的干物质比例明显升高。4.与自然对照相比,水稻抽穗期和成熟期地上部氮素积累量受增温处理的影响较小,整体而言在成熟期略有降低的趋势,表明增温处理对水稻地上部氮素积累能力的影响很小。在抽穗期,2012和2013年不同氮素供应、不同品种水稻叶片氮素积累量占地上部氮素总量的比例在自然条件下分别为38.9-48.3%和45.4-49.7%,在增温处理下则分别为40.6-52.4%和46.5-54.2%。这表明在增温处理下水稻抽穗期地上部氮素积累量在叶片中的分配比例升高。在成熟期,2012和2013年不同氮素供应、不同品种水稻籽粒氮素积累量占地上部氮素总量的比例在自然条件下分别为59.2-73.7%和19.1-58.3%,在增温处理下则分别为2.3-59.9%和4.4-44.0%。说明在增温处理下水稻成熟期地上部氮素积累量在籽粒中的分配比例明显降低。这主要也是因为增温处理显著降低了水稻结实率,阻碍了水稻灌浆成熟期间氮素由茎叶向穗部籽粒的转运过程,氮素大量积存于茎叶中,所以在增温处理下水稻成熟期氮素分配在穗部的比例明显降低,而分配在茎叶中的比例明显升高。5.由于增温处理对水稻成熟期地上部生物量和氮素积累量的影响都很小,所以水稻成熟期的氮素干物质生产效率(NUEb)在增温处理下变化较小。而由于增温处理显著降低了水稻的结实率,导致水稻产量显著降低,因此在增温处理下水稻的氮素籽粒生产效率(NUEg)、氮素收获指数(NHI)、氮肥偏生产力(PFP)都显著降低。6.本研究试验结果表明,增温处理对水稻地上部的氮素积累影响很小。在增温处理下,水稻结实率成为影响水稻氮素利用效率的关键。改善水稻品种的耐热性、在水稻生产中适量施用氮肥避免氮肥施用不足及过量,都可以降低今后气温升高对水稻生产的不利影响,并提高在气温升高条件下水稻氮素的利用效率。