粮食作物对高温干旱胁迫的响应及其阈值研究进展与展望.pdf

第３４卷　第１期 干　旱　气　象 Ｖｏｌ．３４　Ｎｏ．１ ２０１６年２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ Ｆｅｂ，２０１６ 赵　鸿，王润元，尚　艳，等．粮食作物对高温干旱胁迫的响应及其阈值研究进展与展望［Ｊ］．干旱气象，２０１６，３４（１）：１－１２，［ＺＨＡＯＨｏｎｇ， ＷＡＮＧＲｕｎｙｕａｎ，ＳＨＡＮＧＹａｎ，ｅｔａｌ．ＰｒｏｇｒｅｓｓａｎｄＰｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓｉｎＳｔｕｄｉｅｓｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄｓｏｆＭａｊｏｒＦｏｏｄＣｒｏｐｓｔｏＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ ＤｒｏｕｇｈｔＳｔｒｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２０１６，３４（１）：１－１２］，ｄｏｉ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１６）－０１－０００１ 粮食作物对高温干旱胁迫的响应 及其阈值研究进展与展望 １ １ ２ １ 赵　鸿 ，王润元 ，尚　艳 ，王鹤龄 ， １ １ １ １ 张　凯 ，赵福年 ，齐　月 ，陈　斐 （１．中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局干旱气候变化 与减灾重点实验室，甘肃　兰州　７３００２０；２．甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃　兰州　７３００７０） 摘　要：以大气温度升高和降水波动为主要标志的气候变暖对农业生产产生了重要影响，农作物生长 发育、形态建成、生理生化过程等对气温、水分变化的响应特征、机理与后果等的研究，对揭示气候变 化对农作物的影响及其机制具有重要作用，是制定适应对策的重要前提之一。本文分别回顾了国内 外水稻、小麦、玉米等主要粮食作物生长、发育、生理生态因子、产量、水分利用效率等对高温、水分亏 缺的反应以及对二者的协同响应，评述了高温和干旱缺水影响过程中作物的阈值反应及其临界值，讨 论了当前高温干旱对作物影响研究中存在的问题。在此基础上，提出了今后应着重加强研究的关键 科学问题：（１）干旱／湿润条件下的温度、水分阈值，以及多因子协同胁迫下作物的忍耐极限；（２）胁迫 程度、时期、历时与作物自身生理生化过程的关系，以及细胞和分子水平上的响应机制；（３）作物对适 度干旱的补偿效应在高温下是被削减还是增加，需要进一步研究和探索。 关键词：粮食作物；高温；水分亏缺；生长发育；生理生态；产量；阈值 文章编号：１００６－７６３９（２０１６）－０１－０００１－１２　ｄｏｉ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１６）－０１－０００１ 中图分类号：Ｓ５１　　　　　　　文献标识码：Ａ 引　言 尽早采取适应对策具有非常重要的战略意义。 农业生态系统中的阈值（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ），又叫临界 最新的观测事实证明，全球变暖毋庸置疑。近 值，是指某一（些）生态参数达到某一临界点的值， １３０ａ（１８８０～２０１２年）来，全球平均地表温度升 当低于或高于这个值时将引起某些性状或过程的突 ０．８５℃；２０世纪中叶以来，全球平均地表温度的升 ［８－９］ 变 。根据生态学限制因子法则，不同的生物过 温速率 （０．１２℃ ／１０ａ）几乎是 １８８０年以来的２ 程、生态因子等都