灌浆期高温胁迫对水稻籽粒中铁锌积累及生理特性的影响(2)
铁、锌元素是植物体内两种重要的矿质元素，锌是优尔大类功能酶的组成成分及辅助因子作为碳酸酐酶的组成成分，植物严重缺锌时会导致碳酸酐酶随之急剧下降导致植株生产发育过程受到抑制[9-12、13]。铁属于过渡态的金属离子，在电子传递链中通过Fe2+与Fe3+的转换参与电子传递链中的氧化还原反应：同时铁也是许多酶的辅助因子，参与植物的光合作用、呼吸作用、DNA的合成、植物激素的合成、叶绿素的合成及植物固氮等过程[14]。研究表明，低铁和高铁均会提高过氧化氢和活性氧的含量，增加铁含量也会促进SOD、POD、过氧化氢酶CAT等酶 的活性，说明铁胁迫时引起抗氧化系统的改变，进而对植物形成保护机制[15]。
国际水稻研究所早在1992年便开展了环境对谷粒中铁元素含量的影响,以及稻种资源铁、锌矿质元素含量的基因型差异和遗传效应的研究,探讨提高稻米矿质元素含量的育种技术路线[12-13]。尽管前人就灌浆期高温对水稻生长发育的影响及其机制展开了大量研究，但还普遍存在以下问题：试验基本都在人工控温的封闭半封闭设施中进行，增温幅度过高，且多集中在日均温对水稻籽粒灌浆的影响，不能反映气候变暖的非对称性的特点，另外已有研究多采用盆栽的方式培育水稻，增温场景与气候变暖的实际场景存在较大差异，且前人在肥料对矿质元素含量的变化及积累方面的研究很多，但是在灌浆期高温对矿质铁锌积累的研究却很少，本研究以江苏省常规粳稻品种为研究材料，在水稻灌浆期进行高温处理，研究高温胁迫对水稻籽粒中矿质的积累动态，为提高稻米的营养品质的改善提供依据
1 材料与方法
1.1供试材料
以宁粳3号和武运粳24号两个长江下游地区的主栽粳稻品种为试验材料
宁粳3号：南京农业大学农学院以宁粳1号和宁粳2号杂交选育而成的早熟晚粳优秀新品种，其株型紧凑，长势较旺，分蘖力较强，后期熟相较好，抗倒性较强，落粒性中等。每亩有效穗20.2万左右，每穗实粒数127.5粒左右(生产试验141.9粒)，结实率91.2%左右，千粒重26克左右。
武运粳24号：由常州市武进区农业科学研究所选育，该品种株型集散适中，长势较旺，穗型中等，分蘖力较强，着粒密度中等，轻度二次灌浆，省区试平均结果：每亩有效穗20.5万, 每穗实粒数125粒，结实率86.9%，千粒重25.4克，株高100厘米，全生育期156天
1.2实验地点
实验于2016年在南京农业大学丹阳试验站（东经119°10′，北纬34°36′）进行。该地土壤类型为黄泥土，耕作层土壤全氮 1.85 g•kg-1，有效磷13.23 mg•kg-1、速效钾98.83mg•kg-1。试验于5月28日进行播种，6月18日进行移栽。栽插密度为 30 cm×13.3 cm。氮素使用尿素，磷、钾肥（过磷酸钙 140 kg/ha，氯化钾 186 kg/ha）一次性做基肥施用
1.3实验处理
由于受到田间用电总功率上限和设备覆盖区域的约束，本研究的增温小区数量有限，我们以每个三角形小区的中线为区分线，在每个增温小区中线两侧分别种植两个水稻品种，以充分利用FATE增温小区。为了避免造成相邻的两个品种相互遮挡，并考虑到生育期长度和抽穗时间接近有利于同一时间开始增温处理，选择了宁粳3号和武运粳24号两个株高、生育期长度和抽穗时间接近的主栽粳稻品种。在水稻进行处理前按照优尔边形增温设计（3-m-diameter infrared heater array）将稻田开放式增温系统安装在稻田中，使用FATE（Free-air Temperature Enhancement）进行增温处理，每小区使用12个FTE-1000-240-0-L10-Y 1000W 240V 陶瓷加热器从水稻开花之后到成熟进行增温处理，加热装置安装在距离水稻冠层1.2m处进行增温处理，三角形的每条边安装4个加热器，这4个加热器两两一组，固定在支架上，相邻的两个加热器的中间点距离三角形的顶点1.5m，加热器水平方向夹角为45°，垂直方向夹角30°，小区面积约7㎡，Rehmani等人 [14]还提到了该增温系统的其他信息，可供查询。采用美国HOBO公司制造的U23-001温湿度传感器记录冠层温湿度数据。