随着全球气候变暖和极端天气的增多,水稻关键生长期持续高温天气频发,长江中下游地区的高温热害已经成为限制水稻产量潜力发挥的主要农业气象灾害之一。为探究高温热害对水稻生长发育过程及产量的影响,建立水稻高温预警系统,本试验选用江苏省中部地区主栽品种苏两优295和南粳9108为试验材料,采用盆栽种植,分别于拔节后期、减数分裂期、开花期和灌浆期利用人工气候箱控温,设置不同温度水平(32℃、35℃、38℃、41℃)和持续天数(3天、5天、7天),以自然环境下生长的水稻为对照(CK),分析了不同处理下水稻生长过程中光合生产的变化、地上部各器官干物质分配及其动态变化、氮素浓度、产量及产量构成因素的变化,并建立了基于发育期模型和高温败育模型的水稻高温热害预警系统。本试验结果将为未来气候变化过程中,水稻生产者与管理者提供更多的科学种植与管理方法,避免或降低因高温带来的灾害损失。本文主要结果如下:(1)不同生育期高温胁迫下,两品种水稻的SPAD值均出现一定程度的下降,温度越高、持续时间越长,叶绿素含量下降越明显,且品种间存在差异;拔节后期和减数分裂期叶绿素含量受高温影响的下降幅度,总体上较开花期和灌浆期要大;且两品种水稻各生育期经不同温度处理5天后,叶片的实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm)随着温度的升高均呈现出下降的趋势,当温度过高达到41℃时,4个生育期的ΦPSII和Fv/Fm均显著低于CK;此外,ΦPSII和Fv/Fm整体上均表现为苏两优295低于南粳9108。(2)两品种水稻减数分裂期在同一持续天数的处理下,温度与水稻成熟时穗长之间存在较强的负相关关系,其中高温持续5天和7天时,两品种的穗长与温度之间均达到了极显著负相关。同一高温持续天数下,温度越高,相对穗长越短;且高温持续时间越长,对穗长的影响越大。苏两优295的相对穗长受温度影响程度要小于南粳9108。(3)不同生育期高温对水稻地上部各器官干物质分配的影响表现为,同一持续时间下,随着温度的升高,成熟收获时茎分配指数增大,穗分配指数减小,叶分配指数变化不明显。其中减数分裂期高温对分配指数影响最大,拔节后期和开花期受影响程度次之,对灌浆期影响最小。经高温处理后,部分处理的水稻生长后期较高节位上出现了新的分枝。而在灾后恢复过程中,经历过减数分裂期和开花期高温处理的植株,在一定温度范围内,茎的分配指数逐渐下降。但是41℃高温处理后的茎分配指数会随着生育进程的推进而出现逐渐增大的趋势。38℃高温处理后的茎分配指数变化相对较平稳,而灌浆期高温胁迫后,茎分配指数变化表现为,先下降较快而后维持一个相对稳定的水平,穗分配指数的变化则表现为先增加较快而后维持一个相对稳定的水平,且温度越高、持续时间越长,穗分配指数增幅越小。(4)水稻苏两优295减数分裂期和开花期分别受到高温胁迫之后,地上部茎、叶、穗各器官干物质的氮素浓度均有不同程度的增大,且当温度达到38℃时,氮素浓度均表现为显著高于CK。(5)高温对水稻产量和产量构成因素的影响表现为,减数分裂期高温对水稻产量的影响最为严重,开花期高温对产量的影响次之,拔节后期受影响较小,灌浆期受影响最小,且灌浆期适度高温有利于产量的形成。本试验中,拔节后期和减数分裂期高温对产量的影响主要是由于每穗总粒数和结实率的下降,开花期和灌浆期高温对每穗总粒数无显著影响,而对结实率有一定影响,且开花期高温对结实率的影响要明显大于灌浆期。(6)开展了播期试验确立了两水稻品种参数,并分析了稻田冠层与气象站温湿度的差异,通过二次曲线拟合得到了减数分裂期与开花期高温下的相对穗粒数与相对结实率的影响参数,在此基础上建立了基于模型的水稻高温热害预警系统。