全生育期增温下施氮量对小麦产量和品质形成的影响与其生理机制

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1、第一章文献综述弟一早义献三示怂摘要：本章从小麦碳氮代谢、产量及品质构成等方面综述了增温及施氮量对小麦产量和品质形成的影响，并指出增温及施氮量对产量和品质形成调控的重要意义。总结前人的研究结果，提出了本研究的目的和意义。关键词：小麦(TriticumaestivumL．)；增温；施氮量；产量；品质1增温对小麦生产的影响1．1增温对小麦生产区域的影响随着全球气候的变化，全球变暖成为越来越严峻的问题。IPCC(2007年)第4次评估报告显示，过去100年全球平均气温升高了0．56℃．0．92℃，到21世纪末全球气温还将升高1．8℃．4．0。C(IPCC，2007)。《气候变化国家评估报告》指

2、出，近100年中国年平均地表气温明显增加，升温幅度约为0．5．0．8。C，比同期全球升温幅度平均值(O．64-0．2。C)略高(丁一汇等，2006)。近50年中国增温尤其明显(秦大河等，2007)。在全球气候变暖的大背景下，粮食产量的不稳定性增加。全球气候变暖对农作物种植结构发生了较大的改变。利用APSIM作物模型，对南澳大利亚的种植地区进行模拟，随着大气中C02水平和气温的升高，作物可种植区域可能向北延伸240，000公顷(ReyengaPJ等，2001)。邓振镛等对中国西北地区农作物结构进行研究，发现气候变暖使冬小麦种植区西伸北扩，棉花面积迅速扩大，多熟制向北和高海拔地区推移；农作

3、物生长发育速度发生了明显变化，春播作物提早播种，喜温作物生育期延长，越冬作物推迟播种，生育期缩短(邓振镛等，2008)。气候变暖后大豆的种植北界也将北移，有利于提高高纬度地区大豆的种植面积(郝兴宇等，2010)。1．2增温对小麦产量的影响随着全球气候的变暖，小麦的产量会受到极大的影响。各种研究对小麦在增温下是否增产的结果不一致。研究结果表明，黄淮海平原南部地区，气温升高加速了冬小麦的生长发育，缩短了生育期，在无土壤水分亏缺的理想状态下，适度升温有利于冬小麦生长及产量的提高：但在土壤水分亏缺时，温度升高，虽改善了冬小麦越冬条件，但加大了土壤蒸发，使小麦生长中、后期水分亏缺加重，最终使产量

4、下降(周林等，全生育期增温下施氮量对小麦产量和品质形成的影响及其生理机制2003)。研究发现，20世纪80年代中期以后河南省冬小麦全生育期气温显著升高，相比增温前，单产增加量占实际增产量的15．6．20．7％(成林等，2011)。研究调查了1981．2008年间中国西北甘肃两个海拔1798、235lm的地方，结果表明随着温度的升高会显著影响冬小麦的生育期和水分利用效率，这两个海拔地区的小麦产量都有所提高，并且海拔高的地区增产更明显：并预计到2050年，随着气候的变暖和降水量的变化在中国西北海拔低的地区会有2．6％的增产空间，而海拔高的地区会有6．0％的增产空间；并且，气温升高o．6—2

5、．2℃，会提高冬小麦的水分利用率(XiaoGJ等，2007；XiaoGJ等，2008；XiaoGJ等，2010)。然而有研究发现，在中国西北半干旱地区，过去24(1981．2004)年间，由于气候的变暖，冬小麦拔节、孕穗、开花、成熟分别提前了13．2、9．8、11．0和10．8天，最低气温的升高会促进冬小麦的营养生长，但是最高气温的升高会降低冬小麦的千粒重和产量，最终导致小麦的减产(DengzY等，2008)。利用中国1979．2000作物具体数据研究发现，在小麦生育期温度增加1℃，产量将下降3．10％(YouL等，2009)。在澳大利亚主产区，小麦生育期温度升高2℃将导致小麦产量降低

6、50％(AssengS等，2011)。利用APSIM模型研究发现，在澳大利亚到2050年温度将增加2．3℃，生育期减少22天，2070年温度将增加3．8℃，生育期减少35天；最终2050年小麦增产约1％，2070年减产6％(WangJ等，2009：WangJ等，2010)。说明，在不同地区，增温幅度不同，将对小麦产量产生不同幅度的影响。不同季节增温，对作物生产也会有不一样的影响。研究发现，夏季温度升高将显著降低作物产量，春季增温对作物产量无明显影响(KristensenK等，2011)。也有研究发现，增温对冬小麦产量几乎无影响，而降低春小麦的产量(OttmanMJ等，2012)。小麦全

7、生育期进行夜间增温，可以显著缩短作物前期生育进程，使小麦始穗期提早11．5d；同时，夜间增温使小麦增产18．30％(张彬等，2010)。研究表明，对冬小麦春季夜间进行增温，小麦乳熟期提前4d，成熟期提前5d，其它物候期提前1．2d，灌浆过程缩短5d；并显著增加冬小麦无效穗数，显著降低小穗数、穗粒数和千粒重，减产达26．6％(房世波等，2010)。研究表明，全天增温、白天增温和夜间增温对小麦的影响，发现这3种处理均能提高每穗颖花数、每穗实粒数和千