1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1. 课题的意义
全球气候变化的背景下，极端低温发生的频率、强度和持续时间都不断加强[1-2]。我国长江流域易遭受“寒露风”的危害，影响晚稻的抽穗结实；东北地区易发生严重的低温冷害。我国因低温每年要损失稻谷50～100亿kg[3-4]。全球气候变化下粮食生产的风险问题已成为农业可持续发展研究的热门前沿[5]。水稻是世界上仅次于小麦的第二大粮食作物，为世界超过一半的人口提供了35%-65%的能量来源[6]。中国是重要的水稻生产国，水稻种植面积约占粮食总种植面积的30%，产量约占粮食总产量的40%。稻米的品质的优劣与国民经济的发展和人民的生活水平息息相关。而大部分地区水稻的生育后期遇到低温冷害的几率很大，特别是晚熟品种在灌浆后期极易发生低温冷害，造成大面积减产和降质[7]。水稻属于喜温植物，但当其遭遇20℃以下的低温时，将会发生低温冷害。在水稻整个生育期中，孕穗、抽穗扬花期和灌浆期是最容易遭受低温胁迫影响的时期[8]，此时最适日平均温度为25～30℃，在幼穗分化期若遇日均温低于20℃、持续时间超过2天，颖花与枝梗的发育受阻，颖花数明显减少，并将延迟抽穗，孕穗期低温使花粉在淀粉合成过程中的抑制酶活性，抑制花粉内淀粉的合成积累，阻碍花粉发育，而导致花粉不育[9]；开花期持续低温影响花药开裂，使花粉活力下降，阻碍花粉管伸长，导致不能授粉受精而形成空粒，造成产量损失，不同的水稻品种对低温胁迫的反应存在显著差异。已有大量的研究表明低温冷害会对水稻的产量[9]和品质带来不利影响[10]。
随着全球经济的发展和人民生活质量的提高，人们对稻米品质的追求也越来越高。对于以水稻为主食的国家，稻米品质的优劣直接决定着稻米的市场价格。通常情况下，水稻品质性状包括：碾米品质，外观品质，蒸煮食味品质，营养品质等[11]。稻米的品质是由遗传因素与环境因素共同作用决定的，环境因素通过影响籽粒胚乳细胞发育时的生理生化过程而发挥作用，而极端低温则会严重影响了水稻的品质。灌浆结实期的低温降低了水稻的糙米率和整粳米率，增加了垩白粒率[12]、碎米率[13]。开花期水稻遇低温会通过影响花药开裂，花粉管萌发的活性等导致小花不育，降低水稻的结实率。因此，水稻开花期是影响水稻产量和品质形成的最重要的时期。灌浆期低温处理期间降低了籽粒的灌浆速率，使正常灌浆的时间缩短，从而导致淀粉粒紧实度降低，整精米率降低，垩白度增加[14]。孕穗期是水稻稻穗形成和减数分裂的重要时期[15]，此时期不利的环境将降低小花的育性。本研究以不同品种类型、不同低温水平和不同低温持续时间的试验资料为基础，系统研究水稻开花期与灌浆期低温胁迫对水稻外观品质和加工品质的影响。本研究有助于深入认识不同时期低温作用对水稻品质的影响，为水稻抗低温栽培技术和耐低温品种选育提供参考，并对生长模型品质模块的改进以适用于极端低温下水稻品质的模拟具有重要意义。
2. 研究的基本内容和问题
4.研究目标
本研究通过人工控制环境下设计系统的人工气候室水稻不同品种的低温处理试验，研究开花期和灌浆期不同低温强度及持续时间的低温对籽粒外观品质、碾米品质的影响，为未来气候变化下水稻生产管理调控、生产力预测预警等提供技术支持。
5.研究内容
3. 研究的方法与方案
7.研究方法
根据每年采集的样品测试各项指标，整理分析低温处理下的水稻品质试验数据（主要包括当地气象资料、土壤资料、栽培管理措施；成熟期稻米外观品质，碾米品质）利用SPSS21.0对数据进行显著性分析和相关性分析。
8.技术路线
9.实验方案：
每年5月中下旬播种于育秧盘，至6月中旬移栽到直径30cm，高35cm的塑料桶里，每桶3穴，每穴2株。至于大田自然环境下生长。分别于开花期和灌浆期移入人工气候室进行低温处理。处理期间人工气候室的湿度控制在70%，温度波动按照自然环境中气温的日变化进行模拟控制，温度波动保持在1℃以内。处理结束后移到大田环境下继续生长。整个生育期内水稻桶内保持3cm左右的水层，以防干旱胁迫。
具体处理方案如下：
（1）开花初期低温处理：分别对水稻开花期（30%植株开花，定义为花后0天）、开花盛期（约花后4天）和灌浆期（约花后10-12天）的植株进行处理，设置4个温度水平，Tmax/Tmin分别为27℃/21℃(T1)，23℃/17℃(T2)，19℃/13℃(T3)和15℃/9℃(T4)，T1、T2、T3、T4，设置3个持续时间，分别是3d(D1)、6d(D2)、9d(D3)；
（2）开花盛期低温处理：将花后4天的水稻植株在开花期进行处理，设置4个温度水平，分别是Tmax/Tmin分别为27℃/21℃(T1)，23℃/17℃(T2)，19℃/13℃(T3)和15℃/9℃(T4)，T1、T2、T3、T4，设置3个持续时间，分别是3d(D1)、6d(D2)；
（3）灌浆期低温处理：将花后10天的水稻植株在灌浆初期期进行处理，设置4个温度水平，分别是Tmax/Tmin分别为27℃/21℃(T1)，23℃/17℃(T2)，19℃/13℃(T3)和15℃/9℃(T4)，T1、T2、T3、T4，设置3个持续时间，分别是3d(D1)、6d(D2)、9d(D3)；具体处理方法见下表。
|
| 处理持续3天（D1） | 处理持续6天（D2） | 处理持续9天（D3） |
| 开花初期处理 （S1：花后0天） | S1D1 | S1D2 | S1D3 |
| 开花盛期处理 （S2：花后4天） | S2D1 | S2D2 |
|
| 灌浆中期处理 （S3：花后12天） | S3D1 | S3D2 | S3D3 |
10.可行性分析：
1)本试验的立题、 方法和具体实验方法是经过长时间的准备完成的并且查阅了大量的文献资料。
2）农学院实验室现有的仪器设备，能做到各项实验数据的精确测定，客观、准确地完成各种指标的测定。
3）在实验过程中，有导师和师兄的精心指导，使得本试验具备了在研究基础、试验条件、人员等方面的相关条件，实验的进行是完全顺利的
4. 研究创新点
11.创新之处
研究内容重点突出，思路清晰，方案可行。所测定的生长特征指标参照实验室多年经验积累，且实验室有自己的水稻生长模型RiceGrow，并在非极端低温环境的水稻品质模拟方面积累了一些研究成果，可为本研究提供借鉴。
5. 研究计划与进展
12.研究计划：
主要分田间试验和室内分析，田间试验又分为田间试验和人工气候室试验。田间试验持续时间比较长，大概5个月，包括水稻苗期到灌浆成熟期的整个过程。室内分析从抽穗开花期开始和田间试验并列进行，将人工气候室内低温处理过的处理中抽取一部分拿到室内作为分析对象，会一直持续到收获。收完获之后，抽取一部分作为室内分析样品。
13.预期进展：
（1）2018.06-2018.08 确定研究课题，了解相关信息资料
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
