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第一章　东北水稻与气候资源概述1

第一节　东北地区水稻生产历史、发展与现状1

一、东北水稻生产历史1

二、东北地区水稻的发展现状2

三、东北水稻发展面临的问题和挑战4

第二节　东北地区气候资源与气候变化5

一、东北地区气候与水稻生产6

二、东北地区气候变化8

第三节　水稻生产与气候资源利用12

一、气候资源对农业的重要性12

二、水稻生产与气候的关系12

三、气候变化对水稻生产的影响14

主要参考文献17

第二章　水稻产量形成的光学基础19

第一节　光合有效辐射19

一、光合有效辐射（PAR）的理论计算20

二、光合有效辐射的气候学估算21

三、我国光合有效辐射的时空分布22

第二节　光合有效辐射与水稻产量形成23

一、水稻产量形成机理23

二、光能的利用与损失23

第三节　水稻光能利用率24

一、最大光能利用率的计算25

二、光能利用率低的原因25

三、提高光能利用率的途径25

第四节　水稻光合特性的研究进展26

一、水稻光合特性研究的简要回顾26

二、光合速率与水稻产量形成27

三、叶片厚度和叶绿素含量与水稻产量形成27

四、气孔与水稻产量形成28

第五节　水稻株型研究与光合生产潜力28

一、理想株型理论29

二、水稻根、茎、叶型的研究与应用29

三、水稻穗型的研究与应用32

主要参考文献35

第三章　水稻产量潜力的计算与分析37

第一节　水稻光合生产潜力的估算方法38

一、作物光合生产潜力的估算方法38

二、水稻光合生产潜力的估算方法40

三、50年来东北地区水稻产量变化分析43

第二节　水稻光合生产潜力的估算45

一、水稻光合生产潜力的估算46

二、全生育期太阳辐射计算水稻光合生产潜力47

三、产量形成期太阳辐射计算水稻光合生产潜力50

四、水稻气候生产潜力51

主要参考文献53

第四章　CO2浓度增高对水稻产量与生理的影响55

第一节　CO2浓度增高对水稻产量的影响55

一、试验系统原理及改进56

二、试验材料与方法58

三、结果与分析59

四、结论与讨论61

第二节　CO2浓度增高对水稻生理的影响62

一、试验材料与方法62

二、结果与分析63

三、结论与讨论66

第三节　CO2对水稻灌浆速率的影响68

一、试验材料与方法68

二、结果与分析68

三、结论与讨论70

主要参考文献70

第五章　CO2浓度增高对水稻品质的影响72

第一节　CO2与作物品质形成72

一、CO2对蛋白质及氮含量的影响73

二、CO2对稻米蒸煮品质与微量元素的影响75

三、CO2对其他品质性状的影响76

第二节　CO2浓度增高对水稻品质的影响77

一、试验材料与方法77

二、结果与分析78

三、结论与讨论86

第三节　CO2与作物品质研究展望86

一、国际关注的研究焦点86

二、CO2作用研究展望87

第四节　CO2浓度增高的适应能力建设88

一、CO2的肥效作用与作物的响应与适应88

二、品种选育适应潜力89

三、耕作制度适应潜力90

四、栽培措施适应潜力91

五、结论与讨论93

主要参考文献94

第六章　有序无序配置方式对水稻生理生态特性的影响96

第一节 田间配置方式对水稻群体器官建成和物质分配的影响96

一、茎蘖形态的比较99

二、不同分布方式水稻群体叶片性状比较103

三、穗部性状的比较106

四、产量结构及稻谷品质比较108

五、不同分布方式群体干重动态比较110

第二节 田间配置方式对水稻有序群体和无序群体的影响111

一、叶绿素变化的比较111

二、可溶性糖含量和伤流速度的比较112

第三节　田间配置方式对水稻群体小气候的影响113

一、光环境的比较114

二、叶温比较124

三、不同群体内气温日变化比较125

四、不同分布方式群体湿度比较125

五、不同分布方式群体内风速比较126

六、结论127

主要参考文献128

第七章　行向行距对水稻不同穗型群体的影响130

第一节　行向行距对不同穗型水稻群体物质生产和分配的影响130

一、行向、行距对分蘖发生进程及茎鞘干重分布的影响131

二、行向行距对水稻群体叶重的影响139

三、不同群体穗部性状比较145

四、干重动态比较146

五、穗粒结构及产量构成因素比较148

第二节　行向行距对不同穗型水稻群体生理特性的影响152

一、叶绿素含量比较152

二、可溶性糖含量比较153

三、伤流速度比较155

四、群体光合速率比较155

第三节　行向行距对不同穗型水稻群体光环境的影响156

一、拔节期群体对散射光合有效辐射的影响157

二、拔节期行向行距对总光合有效辐射的影响159

三、灌浆前期行向行距对总光合有效辐射的影响162

四、灌浆后期不同群体对总光合有效辐射的影响164

五、结论167

主要参考文献169

第八章　不同穗型水稻群体对光能的截获与利用171

第一节　不同水稻群体对太阳辐射的吸收和利用171

一、太阳高度角、太阳方位角对入射光的影响172

二、行向对群体内太阳直接辐射影响的理论分析174

三、行向对日照叶面积指数影响177

第二节　不同水稻群体的光分布180

一、行向对冠层内光分布的影响181

二、行向对弯曲穗型群体冠层内光分布的影响184

三、行向对直立穗型水稻群体冠层内光分布的影响190

四、行向对水稻群体漏射率及反射率的影响195

第三节　不同水稻群体的光合速率195

一、行向对水稻群体光合速率的影响195

二、到达地面的光合有效辐射与太阳高度角的关系196

三、群体光合速率与冠层中部光合有效辐射强度的关系197

四、群体光合速率的模拟198

五、结论199

主要参考文献201

第九章　穗型对水稻群体光环境的模拟202

第一节　水稻穗型与产量性状202

一、改型后群体穗部性状比较202

二、改型后产量结构比较203

第二节　水稻穗型与生理性状205

一、穗型与叶绿素含量变化的关系205

二、穗型与可溶性糖含量的关系205

三、穗型与伤流速度的关系206

第三节　水稻穗型与光分布207

一、穗型对漏射率、反射率的影响207

二、穗型对冠层中部光水平分布的影响207

三、穗型对光垂直分布的影响208

四、穗层下部相对照度比较210

五、结论210

主要参考文献211

第十章　综合讨论与展望212

第一节　东北地区未来气候变化趋势与水稻生产212

一、未来东北地区气候变化趋势212

二、未来东北地区水稻生产的利弊条件213

三、未来东北水稻生产适应气候变化的发展方向215

第二节　适应未来气候变化，充分利用气候资源216

一、关于温度与积温利用216

二、关于水稻株型与光能利用217

三、关于CO2和肥力218

四、关于水资源利用220

主要参考文献221