高溫脅迫下水稻生理及光譜特性的研究.pdf

1、近年來，隨著全球氣候暖化，我國南方地區(qū)尤其是長江中下游稻作區(qū)夏季經(jīng)常出現(xiàn)極端高溫和持續(xù)高溫的現(xiàn)象，對水稻生產(chǎn)造成一定影響。因此，對高溫熱害的動態(tài)監(jiān)測、預警、評估和防御，成為水稻高溫熱害研究的重點。隨著衛(wèi)星探測儀器和遙感信息提取技術(shù)的日趨發(fā)展和成熟，通過衛(wèi)星遙感技術(shù)快速無損實時監(jiān)測水稻的生長狀況以及進行災害評估的研究受到重視。本文根據(jù)2007年和2008年在江蘇南京、興化和宿遷等地的試驗，研究了水稻生理特性和冠層光譜特性在高溫脅迫下的響應

2、，探討了高溫脅迫下水稻的抗熱避逆機制；結(jié)合PROSAIL葉片和冠層耦合模型，進行了PROSAIL模型的可行性和敏感性分析，建立了冠層水分含量(EWT)和水分光譜指數(shù)(SRWI)的統(tǒng)計模型，結(jié)合冠層溫度與EWT的統(tǒng)計模型，得到冠層溫度與SRWI之間的關(guān)系模型。利用揚稻6號處于孕穗期和抽穗期時同步獲取覆蓋江蘇省的兩期MODIS影像進行冠層溫度的反演。主要結(jié)論如下： 1)35℃高溫脅迫1d和3d以及39℃高溫脅迫1d時，稻株體內(nèi)MDA

3、含量，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以及內(nèi)源抗氧化劑和抗氧化系統(tǒng)的變化均不大。隨著高溫脅迫程度的加深，水稻葉片中MDA含量和電解質(zhì)滲透量急劇增加；劍葉中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白這三種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量降低；稻株體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)關(guān)鍵酶SOD活性以及內(nèi)源抗氧化劑如抗壞血酸(AsA)含量和還原型谷胱甘肽(GSH)含量大幅降低。此外，高溫脅迫致使水稻花粉活力和萌發(fā)率降低，結(jié)實率急劇下降。高溫破壞了細胞的膜結(jié)構(gòu)，影響了稻株體內(nèi)正常的生理活動。同一脅迫條件下，揚

4、稻6號生理參數(shù)變化的差異較南粳43明顯。南粳43對高溫的耐受性強于揚稻6號。 2)不同生育期和溫度脅迫處理下，水稻冠層反射率有著不同的光譜響應。水稻近紅外肩區(qū)的反射率以及紅邊位置、紅邊幅值和紅邊面積等紅邊參數(shù)均在孕穗期達到最大，這些參數(shù)隨溫度處理程度的加深而下降。高溫脅迫下，揚稻6號冠層光譜特性的響應程度較南粳43明顯。 3)結(jié)合PROSAIL模型，利用2007年揚稻6號孕穗期和抽穗期實測的各項參數(shù)，模擬水稻冠層反射率。