1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
在根温的多种效应中,最主要的是其对水分吸收的影响,且越接近冰点,这种效应就越明显。早在上一世纪,Sachs就做了这方面的研究。1935年ooring研究了生于各种生境的50种欧洲植物,发现来自温暖干燥土壤条件的植物吸水受根温的影响大于来自北部平原沼地和高原的植物。PaulJ.Kramer于1942年提出当降低土温时,来自温带的植物比来自比寒带的植物受更大的影响。Kramer讨论了低根温减少水分吸收的原因,认为低根温阻止根伸长,根的不断伸长才能使吸收部位与土壤水分接触;降低了水从土到根的运动速度;降低了细胞的透性;增加了原生质和细胞壁的胶体粘性;增加了水的粘性;降低了根代谢活性,从而影响质膜透性及主动吸收机制。1973年Amdi发现,在快速蒸腾时,棉花在土温为17-20℃时萎蔫,但水培时在10-17℃根温时才萎蔫。这一结果可以说明Kramer(1940)提出的前两个原因确实在起作用(土培时)。水培时因根的吸收部位恒定与水培液接触,可以排除这两个原因,所以,水培时植物萎蔫时的根温低于土培时的根温。水培时植物的萎蔫也说明了其它影响吸水因素的存在。
有关根温对离子吸收、运输的影响的报道很多,研究范围涉及了根温对多种植物利用N、p、K、Mg、Ca、Na等离子的影响,NH/NO子比与根温的关系及根温对离子平衡的影响。根温是影响离子吸收的重要因素。人们已得到了离子在贮存组织、根中积累的高Q值。zhurbitsky和Sherausberg发现根温对燕麦和黄瓜吸收32p、45Ca的影响要大于气温。在一定范围内,矿质吸收的速率随土壤温度升高而增加,达到最大速率后,随土温升高而降低。高根温时有关酶被钝化,从而削弱了与矿质主动吸收有关的代谢活动,使矿质吸收减慢。此外,高根温使细胞原生质的透性增高,已经积累的离子外漏,使离子的净吸收减少。低根温时代谢受抑制,根原生质粘滞性增大,透性降低,因此,离子吸收减少。水稻生育期最适水温是28-32℃,超过或低于这个范围,都将妨碍水稻对无机盐的吸收,其中对钾和硅酸的吸收影响最大。早稻秧苗在早春遇到低温,根系吸肥力差,叶色转淡。Gur等1976年研究了根系温度对苹果树的影响。他们认为高根温主要是降低了根的生长,同时也改变了根的形态和生理过程,这就导致了离子如K 吸收和运输的下降。土壤或叶片施用KNO3,可以减小高根温对生长的抑制,证明高根温通过对离子吸收转运的影响而影响植物生长。
根温的效应很多,除上面讨论的外、根温还可影响土壤微生物的活动、固氮、植物开花,同时与春化作用也有密切关系。但人们对根温的生理效应及其机制的认识还很不够,有很多问题有待于进一步研究。
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2. 研究的基本内容和问题
研究目的和意义
在全世界的粮食作物中,水稻和小麦、玉米位列三甲。种植面积中,水稻在世界占五分之一,在中国占四分之一。在粮食产量中,水稻在世界占总产量的四分之一,在中国占三分之一。水稻对人类粮食供给的价值自不待言。而水稻是所有主要粮食作物中,唯一只有在稻田也就是湿地里才能种植生长的。换句话说,湿地供给了世界四分之一、中国的三分之一的粮食。水稻被称作亚洲的粮食,亚洲有20亿居民以水稻为主食。而水稻种植也主要在亚洲,种植面积占世界的90%以上。其中中国占到36%左右,第二是印度,占21%左右。而亚洲作为世界人口数量和密度最大的洲,显然与水稻的粮食供给密不可分。是水稻,养育了亚洲人。
土壤温度对水稻育苗有很大的影响,能直接决定育苗的品质,从而影响水稻的产量。实验旨在找到水稻育苗的适宜土壤温度既根系温度,为水稻育苗的生产实践提供理论指导。
3. 研究的方法与方案
实验设计
试验品种:宁粳7号,由南京农业大学农学院水稻栽培实验室提供。
试验在南京农业大学农学院agri-led植物培育系统中进行,试验设置4个土壤温度处理,用专用土壤加热丝加热土壤,使土壤温度分别达到2℃,4℃,6℃,8℃;以led红蓝复合光照射水稻幼苗,调节led与育秧盘的垂直距离,使光密度达到280mol/m2s,光周期为12h,适时浇水,使土壤湿度达到705%,水稻幼苗生长35天后进行取样,测定相关指标。
4. 研究创新点
1.目前关于土壤温度对工厂化水稻育苗的相关研究较少,本实验采用国内先进的LED植物培育系统进行试验,试验可靠性高,可保障试验顺利进行。
2.试验使用土壤温湿度专用测定仪,实时监测和发送温湿度数据,可保证各土壤温度处理的准确性。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
(1)12月1日-12月3日选种,浸种
(2)12月4日浸种
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