段骅[1]2013年在《高温与干旱对水稻产量和品质的影响及其生理机制》文中研究指明温度和水分是影响水稻生长和发育最重要的生态因子。随着全球温室效应的增加,高温和干旱已成为危害水稻生产的主要逆境。研究水稻高温与干旱危害的机理与对策对稳定和促进粮食生产有重要意义。本研究分析了高温、干旱及高温干旱双重胁迫对水稻产量和品质的影响及其生理机制,探讨了减轻水稻高温危害的栽培技术。主要结果如下：1.抽穗灌浆期高温对水稻产量和品质的影响及其生理原因以常规中熟籼稻品种双桂1号(热敏感品种)和黄华占(耐热品种)为材料,分别于抽穗灌浆早期(始穗后0-10d)和灌浆中期(始穗后11-20d)进行高温(白天平均温度>33℃)处理,以同期自然温度(白天温度<30℃)为对照,研究高温对水稻产量和品质的影响。结果表明,与对照相比,高温处理显着降低两品种的结实率和粒重,导致产量下降；降低了精米率、整精米率、胶稠度及崩解值,增大垩白米率、垩白度和消减值,热敏感品种产量和品质降低的幅度大于耐热品种,且抽穗灌浆早期高温处理影响大于灌浆中期处理。高温胁迫显着增加了灌浆早期籽粒中淀粉合酶(StS)含量、乙烯释放速率和脱落酸(ABA)含量,明显降低了淀粉分支酶(SBE)、玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)和吲哚乙酸(IAA)含量,耐热品种增降的幅度小于热敏感品种。在高温胁迫下,StS和SBE活性、内源Z+ZR.IAA及ABA含量较高,乙烯释放速率较小是耐热型品种在高温胁迫下保持较高产量和较好品质的重要生理原因。2.土壤水分对水稻产量和品质的影响及其生理机制(1)减数分裂期土壤干旱对颖花结实的影响以旱A-3(HA-3,抗旱性品种)和武运粳7号(WY-7,干旱敏感品种)为材料,在减数分裂期(抽穗前15-2d)进行充分灌溉(WW)和土壤水分胁迫(WS)处理。结果表明,WS处理显着降低叶片水势,但穗水势无显着差异。WS处理的颖花不孕率,WY-7较WW增加58.5%-50.9%,HA-3仅较WW增加126%-12.8%。颖花中的玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)、吲哚乙酸(IAA)和赤霉素(GA1+GA4)浓度在WW与WS处理间以及在两品种间无显着差异。WS显着增加颖花中脱落酸(ABA)、乙烯和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)浓度。WY-7乙烯的增加大于ABA的增加,而HA-3乙烯的增加等于ABA增加。在减数分裂早期对WS稻穗施用氨基-乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG,乙烯合成抑制剂)和ABA,颖花的不孕率显着降低；施用乙烯利(乙烯释放促进物质)和氟草酮(ABA合成抑制物质),结果则相反。上述结果说明,在减数分裂期遭受水分胁迫,内源ABA和乙烯的相互拮抗作用调控颖花的育性,较高ABA与乙烯的比值是水稻适应水分逆境的一个生理特征。(2)水稻抽穗灌浆期土壤水分对产量和品质的影响以扬稻6号(籼稻)和武运粳7号(粳稻)为材料,研究了结实期土壤水分对产量、米质和籽粒中淀粉合成关键酶活性的影响及它们之间的关系。结果表明,与WW(保持水层,well-watered)相比,土壤轻度落干(MD,moderate soil-drying,土壤水势保持在-10～-30kPa)显着提高了千粒重、稻米的最高黏度和崩解值,显着降低了垩白度和消减值，土壤重度落干(SD, severe soil-drying,土壤水势保持在-40～-60kPa)则使稻米品质变劣。MD处理显着增加了灌浆中后期籽粒中蔗糖合酶(SuS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)和淀粉合酶(StS)活性,SD处理则降低了上述各酶的活性。说明结实期土壤轻度落干通过增强籽粒SuS、AGP和StS活性,促进籽粒充实和提高稻米品质。3.高温与干旱胁迫对水稻产量和品质的影响及其生理基础以黄华占(籼稻,耐热型)、双桂1号(籼稻,热敏感型)、沪早15(籼稻,节水抗旱型)、扬稻6号(籼稻)、两优培九(两系杂交籼稻)、扬辐粳8号(粳稻)和扬粳4038(粳稻)为材料种植于盆钵,分别于减数分裂期(抽穗前15～2d)和抽穗和灌浆早期(始穗后0～10d)设置高温(日最高温度为37.5℃)、干旱(土壤水势保持在-30±10kPa)、高温+干旱3种处理,以同期自然温度且正常供水为对照。结果表明,与对照相比,减数分裂期高温、干旱和高温+干旱3种处理均显着降低了各品种的花粉可育率、受精率、开裂率、每穗粒数、结实率和产量；抽穗灌浆期高温、干旱和高温+干旱3种处理均显着降低了各品种的花粉可育率、受精率、结实率和产量：减数分裂期和抽穗灌浆期高温或干旱处理均降低了精米率、整精米率、胶稠度、崩解值和支链淀粉短链部分,增加了垩白米率、垩白度、消减值和支链淀粉中长链部分。无论是在减数分裂期还是在抽穗灌浆期,耐热品种和节水抗旱品种产量和品质下降的幅度均小于其他品种。在高温或干旱胁迫下,耐热品种和节水抗旱品种具有较高的叶片光合速率、抗氧化保护酶活性,根系氧化力、籽粒蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性及其基因表达量,使其保持了较高产量和较好品质。4.灌溉方式对减轻水稻高温危害的作用以常规中熟籼稻品种双桂1号(热敏感品种)和黄华占(耐热品种)为材料,在抽穗灌浆期进行高温(白天/夜间平均温度为351℃/20.8℃)和正常温度(白天/夜间平均温度为29.0℃/20.8℃)处理并设置轻干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-15kPa时复水)、重干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-30kPa时复水)和水层灌溉(对照)3种灌溉方式,观测产量和品质形成的特点。结果表明,在相同温度尤其是在高温胁迫下,与水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉显着增加结实率、千粒重和产量,增加出糙率、精米率和整精米率,降低垩白米率和垩白度,增大崩解值,减小消减值,重干湿交替灌溉的结果则相反。两品种结果趋势基本一致。说明抽穗结实期遭受高温胁迫,采用轻干湿交替灌溉方式可以获得较高的产量和较好的稻米品质。轻干湿交替灌溉方式减轻水稻高温危害的重要生理机制是该灌溉方式可以降低冠层相对湿度、减小叶片活性氧生成速率、增加抗氧化物质抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量、提高内源细胞分裂素及亚精胺和精胺浓度。5.氮肥对减轻水稻高温危害的作用以中籼品种沪旱15和中粳品种扬粳4038为材料,于穗分化期进行低氮(每盆0.5g尿素)、中氮(每盆1.0g尿素)和高氮(每盆2.0g尿素)3种施氮量处理,在抽穗灌浆期进行高温(白天/夜间平均温度为35.1℃/20.8℃)和正常温度(白天/夜间平均温度为290℃/208℃)处理,观测产量和品质形成的特点。结果表明,在相同温度尤其是在高温胁迫下,与低氮相比,中氮和高氮显着增加每穗粒数、结实率、千粒重和产量,增加整精米率、崩解值和支链淀粉短B链,降低垩白米率,消减值和支链淀粉中长链,其中以中氮效果最明显。两品种结果趋势基本一致。说明抽穗结实期遭受高温胁迫,在穗分化期适当施用氮肥,可以获得较高的产量和较好的稻米品质。适量施用氮肥可以减轻高温危害与施氮后叶片光合速率、根系氧化力、籽粒蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性的提高有密切关系。
董明辉[2]2006年在《水稻穗上不同粒位籽粒品质的差异及其影响因素的研究》文中进行了进一步梳理以代表性籼、粳稻品种为材料,研究了穗部不同粒位籽粒品质的差异及其分布特点,从籽粒灌浆、酶和激素等方面分析了不同粒位间籽粒品质差异的成因及机理,研究了温、光、水、肥等生态和栽培条件对不同粒位籽粒品质的影响,主要结果如下:1.稻米品质在穗上不同粒位间分布(1)一般早开花的籽粒粒重高,迟开花的籽粒粒重低。但粒重的高低并非严格按照开花顺序。(2)碾米品质各性状指标值:总体上穗上、中部>穗下部,一次枝梗籽粒>二次枝梗籽粒,一次枝梗不同粒位籽粒的出糙率和整精米率与开花顺序无关。就全穗而言,穗上各部位籽粒碾米品质的优劣状况与籽粒胚乳细胞的发育和籽粒充实程度相一致。(3)粒型:一般一次枝梗籽粒粒长大于二次枝梗籽粒,同一枝梗上较早开花的籽粒大于迟开花的籽粒;长宽比穗下部>穗上、中部。(4)外观品质:垩白粒率一般穗下部籽粒>穗中部>穗上部;垩白度为穗中、下部>穗上部。稻穗的同一部位二次枝梗籽粒的垩白度和垩白粒率高于一次枝梗籽粒;在同一枝梗上,一次枝梗上第1粒位籽粒的垩白度较低;二次枝梗上第1粒位籽粒的垩白度较低,第2、4粒位籽粒的垩白度较高。(5)蒸煮营养品质:胶稠度表现为穗上、中部>穗下部,直链淀粉含量与之相反,二次枝梗的第1粒胶稠度较高,穗子上、中部一次枝梗第2粒的直链淀粉含量较高。粗蛋白含量为穗下部籽粒>穗上、中部。(6)淀粉粘滞特性:穗上不同部位籽粒崩解值为穗上部籽粒>穗中部>穗下部;一次枝梗籽粒>二次枝梗籽粒,一、二次枝梗上一般第1粒的崩解值较高,二次枝梗上第2粒的较低;消碱值则因品种和部位的不同而异。淀粉粘滞特性与籽粒开花迟早有一定的关系,但不完
蔡一霞[3]2001年在《土壤水分对稻米品质形成的影响》文中研究说明通过严格控制土壤水分的盆栽以及大田试验，研究了常规粳稻武香粳9号和叁系杂交籼稻汕优63结实期不同低限土水势对稻米品质主要性状整精米率、垩白及直链淀粉含量等指标的影响及其生理特性；并观察了严重水分胁迫下不同品种稻米品质性状的变化，结果表明： （1）水稻籽粒整个灌浆结实期间，当低限土水势为—15kPa时，稻米品质有所改善；而当低限土壤水势低于—15kPa时，整精米率显着降低，垩白粒率、垩白度显着提高，对胶稠度的影响表现出二次曲线的关系，而对粒形、直链淀粉含量和粗蛋白影响较小，处理间差异不显着。 （2）在籽粒灌浆期，不同土壤水分处理稻株的颖花绿叶量、叶绿素含量、籽粒含水量等生理指标明显变化，低限上水势≤-30kPa，灌浆中后期（花后25～35天）的颖花绿叶量和叶绿素含量的相对增量表现出明显的负效应，籽粒失水较快，从而影响米质形成期光合生产和籽粒中淀粉的积累，最终导致米质变劣，整精米率显着下降，垩白粒率和垩白度显着增加。 （3）严重水分胁迫对稻米加工、外观及蒸煮和营养品质均有不同程度的影响，不同基因型品种表现不同。整精米率在严重水分胁迫下有提高的趋势，部分品种显着提高；垩白粒率和垩白度的变化因品种类型而异，籼稻品种的垩白粒率和垩白度有降低的趋势，而粳稻品种却有升高的趋势；品种的粒长、粒宽呈减小趋势，部分品种显着减小，对粒形的影响是建立在粒长和粒宽共同变化的基础上；胶调度的变化比较复杂，品种间无规律可寻；而对出糙率、精米率、糊化温度（碱消值）、直链淀粉含量和蛋白质含量无显着影响。2 蔡一霞 土壤水分对稻米品质形成的影响 O）严重水分胁迫显着影响每穗粒数、受精率、干粒重和结实率等穗粒性状，不同品种在严重水分胁迫下穗粒性状的变化差异显着，主要表现在每穗粒数、饱粒千粒重和受精粒千粒重上，对扬旱1号、白珍珠、北农95－2和旱6－235变幅较小。 …）严重水分胁迫对稻米淀粉RVA谱有极显着的影响，且不同品种受影响的情况存在显着差异。除穗粒性状受土壤水分影响较小的4个品种外，淀粉粘度谱特征值最高粘度、热浆粘度、最终粘度以及崩解值旱种时有减小的趋势，而消减值却呈现增加的趋势。根据RVA谱叁个特征值（崩解值、回复值和消减值）变化，可将参试品种分为 4类，扬旱 1号、白珍珠、北农 95工和旱 6235这 4个品种在“旱种条件下食味品质有所改善。
蔡一霞[4]2004年在《土壤水分对稻米品质形成的影响及其机理》文中研究表明本研究通过严格控制土壤水分的盆栽及大田试验，采用大面积生产上应用的品种和反义Wx基因的不同转化系及受体亲本武运粳7号(9522)为材料，重点研明土壤水分对稻米品质形成的调控效应，探讨不同土壤水分状况下米质形成过程中淀粉(包括直链淀粉和支链淀粉)、蛋白质等的物质的积累变化动态及其合成过程中关键酶活性的动态变化规律；明确土壤水分对稻米淀粉粒结构、米粉RVA谱特征以及米饭质地的影响效应，并对低土水势下稻米垩白增加的原因进行分析，提出优质米生产的结实期间歇灌溉的低限土水势指标，为灌溉调(保)优技术(指标)的制定提供了科学依据；并观察了严重水分胁迫(旱种条件下)对不同基因型品种的主要米质性状指标的影响，为大面积生产筛选优质高产旱作稻品种提供依据，为旱种水稻的推广提供前提条件。本文的主要研究结果如下： 1，研明了结实期土壤水分(土水势)与稻米诸品质性状指标的关系及源库活性对米质的影响。水稻籽粒整个灌浆结实期间，当间歇灌溉的低限土水势为-15kPa时，整精米率提高，对垩白粒率和垩白度无显着影响，胶稠度变软，稻米品质有所改善；而当低限土壤水势≤-30kPa时，整精米率显着降低，垩白粒率和垩白度显着提高，而对粒形、直链淀粉含量和粗蛋白含量影响较小，处理间差异不显着；胶稠度与低限土水势的关系可用二次曲线进行拟合。在籽粒灌浆期，≤-30kPa低限土水势降低了灌浆中后期(花后25～35天)的源库活性，影响了米质形成期的光合生产和籽粒中淀粉的积累，最终导致米质变劣，整精米率显着下降，垩白粒率和垩白度显着增加。这一结果为调优灌溉技术的制订提供了科学依据。 2．明确了结实期土壤水分胁迫对水稻强、弱势粒稻米主要米质性状及其RVA谱特征的影响，探明了水分胁迫下淀粉粒结构和籽粒灌浆特征与米粒垩白形成的关系。强势粒和弱势粒达到最大粒重和最小垩白时的结实期处理土水势是相同的，均约为-20kPa，在此土水势下，强势粒和弱势粒加工品质和蒸煮品质无显着变化，改善了营养品质，米质相对较优；当土水势降到-60kPa时，强势粒和弱势粒粒重、整精米率及弱势粒的直链淀一一一一一一一竺鱿里二竺竺里塑鳗甚扭理.粉含量显着降低，胶稠度变硬，食味变差，米质变劣。强势粒米粉RVA谱土壤水分处理间差异较小，而弱势粒米粉RVA谱水分处理间差异明显;当土水势降到一60kPa时，武香粳9号弱势粒米粉R刀A谱的粘度值均小于水层处理。结实期土壤水分对胚乳淀粉粒的形状、大小、结构的影响因品种和米粒内部位置的不同而不同，汕优63强弱势粒横断面腹部和心部以及武香粳9号弱势粒横断面腹部淀粉粒结构易受土水势影响，外观上易形成腹白和心白。水分胁迫加快了强势粒灌浆，削弱了弱势粒对灌浆基质的转化能力，这种籽粒灌浆的进程异常和灌浆物质的分配变化易形成至白。 3.水种和旱种两种种植方式下稻米主要品质性状和米粉的粘滞性特征之间存在明显差异，并因品种而异。旱种下精米率和整精米率有所提高，部分供试品种显着提高:旱种籽粒的粒形表现瘦长(与水种相比)，釉稻品种的至白粒率和蟹白度减小，而粳稻品种的奎白粒率和坚白度略有增加。旱种下各品种胶稠度的变化比较复杂，无规律可循;旱种稻米的粗蛋白含量明显高于水种(叁个旱稻除外)。直链淀粉含量和碱消值受种植方式的影响较小;旱种米粉RvA谱特征值与水种相比发生明显的变化。据品种在早种下(与水种相比)品质的变化情况可将供试材料分为3类:第一类品种是生产上可用于早种的品种，该类品种旱种下蒸煮和食味品质有变优的趋势，其他品质性状指标与水种下的相近，其中扬旱1号最为典型;第二类和第叁类品种旱种下使得稻米的食味品质变差，部分品种的坚白显着增加，就稻米品质形成而言，这些品种不宜用于早种。 4.结实期水分胁迫对淀粉合成过程中关键酶酶活性变化、直支链淀粉含量积累动态及米粉的孙从谱特征和米饭质地有着明显的影响。以水层灌溉为对照，结实期水分胁迫下ADP一Gppase、GBsS和555叁者表现趋势基本一致，在籽粒灌浆初期(花后5一10d)上述酶酶活性增强，但随着水分胁迫天数的延长，在籽粒灌浆盛期这些酶活性显着降低，到成熟期酶活性降低的速度也加快;催化支链淀粉中a一1，6糖昔键形成的Q酶活性于水分胁迫下明显降低，而去分支酶ISA和Pullulanase酶活性却显着增强。水分胁迫下籽粒中总淀粉的积累有所降低，但却提高了直链淀粉的含量和直链淀粉占总淀粉的相对比率，降低了支链淀粉的含量和支链淀粉占总淀粉的相对比率。GBSS最大活性与直链淀粉含量关系最为密切(产0.981”)，呈极显着的正相关关系，555、Q酶和DBE最大酶活性与总淀粉和支链淀粉含量之间不存在明显的相关性。水分胁迫下，供试的4个品系的主要品质性状指标发生着明显的变化，整精米率和至白粒率提高;粗蛋白含量明显降低:稻米1认!A谱特征发生着明显的变化，水分胁迫下崩解值明显低于水层灌溉处理，而最终粘度和消减值却明显高于水层灌溉处理;水分胁迫处理的米饭硬性增加，粘附性减小，蒸煮扬州大学溥士学位论文食味品质有着变劣的趋势。 5.研明了土壤水分胁迫与不同氮
张自常[5]2012年在《水稻高产优质节水灌溉技术及其生理基础》文中认为水稻是我国最大的粮食作物,也是农业上第一用水大户。随着人口的增长、城镇和工业的发展以及环境污染的加重,一方面为满足人口的增长需要不断增加粮食产量,另一面在不断增加粮食的同时需要应对水资源的减少。因此,研究水稻高产优质节水灌溉技术,对保障我国粮食安全、提高人们的生活质量和节约水资源,具有十分重要的意义。本研究分析了不同节水灌溉技术对水稻产量和品质的形成特点及其生理机制。主要结果如下：1、畦沟灌溉和轻干-湿交替灌溉对水稻产量与品质的影响以扬稻6号(籼稻)和扬粳4038(粳稻)为材料,自移栽至成熟设置畦沟灌溉和轻干-湿交替灌溉(土壤水势达到-15kPa再灌水)处理,以常规灌溉为对照,研究不同灌溉方式对产量与品质的形成影响。结果表明,与对照相比,畦沟灌溉和轻干-湿交替灌溉提高了分蘖成穗率和顶部3叶的叶面积比率,增加了叶长、粒叶比、透光率、抽穗至成熟的干物质积累量、抗氧化保护酶活性、叶片光合速率、根系氧化力、根系中吲哚-3-乙酸和玉米素+玉米素核苷含量。畦沟灌溉和轻干-湿交替灌溉的产量较常规灌溉增加了6.16%～11.6%。畦沟灌溉和轻干湿-交替灌溉还显着提高了稻米的糙米率、精米率、整精米率、清蛋白、谷蛋白以及稻米淀粉黏滞谱(RVA)的最高黏度和崩解值,降低了垩白米率、垩白大小、垩白度、醇溶蛋白含量和消减值。两品种结果趋势一致。上述结果表明,畦沟灌溉和轻干-湿交替灌溉可以显着提高产量和改善稻米品质,根系和冠层性能的改善是上述两种灌溉方式增加产量和改善稻米品质的重要原因。2、重干-湿交替灌溉对节水抗旱水稻品种产量和品质的影响以节水抗旱品种旱优113、旱优3、和旱优8号为材料,以常规高产品种扬辐粳8号为对照品种,在全生育期设置常规灌溉和重干-湿交替灌溉(土壤水势达到-30kPa再灌水)两种方式,分析了在重干-湿交替灌溉条件下节水抗旱品种产量和品质形成的特点。结果表明：与常规灌溉下的产量相比,节水抗旱品种在重干-湿交替灌溉下的产量增减幅度为-3.2%～+3%,两种灌溉方式下的产量差异不显着,而对照品种在重干-湿交替灌溉下的产量较常规灌溉减产21.4%,显着降低。重干-湿交替灌溉显着增加了旱优113的整精米率和崩解值,降低了垩白度和消减值,对旱优3号和旱优8号的加工和外观品质无显着影响,除胶稠度降低外,重干-湿交替灌溉对节水抗旱品种的蒸煮食味品质无显着影响；在重干-湿交替灌溉条件下,灌浆中后期节水抗旱品种叶片光合速率、根干重、根冠比和根系氧化力、根系中细胞分裂素含量及籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性均显着高于对照品种。这是节水抗旱品种在重干-湿交替灌溉条件下获得较高产量和较好稻米品质的重要生理基础。3、施氮量和灌溉方式相互作用对水稻产量、品质及其氮肥利用效率的影响以两优培九(籼稻)和扬粳4038(粳稻)为材料,设置常规灌溉(CI)、轻干-湿交替灌溉(WMD)和重干-湿交替灌溉(WSD)3种灌溉方式及0氮(ON,0kghm-2),中氮(MN,240kghm-2)和高氮(HN,360kghm-2)3种氮水平,研究不同灌溉方式下氮肥对水稻生长发育、产量、品质及氮肥利用率的影响。结果表明：灌溉方式与施氮量存在明显的互作效应。各品种均以WMD+HN处理组合的产量最高,但与WMD+MN处理组合的产量差异不显着；轻干-湿交替灌溉条件下,中氮或高氮显着改善了稻米的加工品质、外观品质和食味性,在重干-湿交替灌溉条件下,中氮处理后,稻米品质变劣,高氮处理后稻米品质与常规灌溉差异不显着。氮肥利用效率均以WMD+MN处理组合最高。在WMD+MN处理组合下,根系氧化力、剑叶光合速率、籽粒中ATP酶活性及根系中IAA, Z+ZR和ABA的含量的增加是其高产优质高效的重要原因。4、覆盖旱种对移栽水稻产量与品质的影响以超级稻武粳15(粳稻)和两优培九(籼稻)为材料,从移栽至成熟进行覆膜旱种(PM)、覆草旱种(SM)和裸地旱种(NM)处理,以水种(TF)为对照。结果表明,与TF相比,旱种水稻产量都有不同程度的降低,NM、PM和SM的减产率分别为38.7%～46.5%,9.8%～17.4%和1.7%～7.0%,NM和PM的产量与TF有显着差异,SM的产量与TF差异不显着。SM改善了稻米的加工品质、外观品质和蒸煮品质,NM和PM则降低了稻米这些品质；SM还提高了稻米的最高黏度和崩解值,降低了消减值,NM和PM的结果则反。两品种的结果趋势一致。SM提高了灌浆期的根系氧化力、叶片光合速率和籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性,NM和PM则降低了上述生理指标值。上述结果说明,覆草旱种不仅能获得较高的产量,而且还可以改善稻米品质。覆膜旱种则降低了产量和品质。在SM条件下,结实期较高的根系氧化力、叶片光合速率和籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性是获取较高产量和较好稻米品质的重要生理基础。5、覆盖旱种条件下水稻籽粒中脱落酸和乙烯的变化及其与籽粒灌浆的关系以粳稻镇稻88和籼稻汕优63为材料,从移栽至成熟设置4个处理：覆膜旱种(PM),覆草旱种(SM)和裸地旱种(NM),以常规灌溉(TF)为对照,结果表明,同TF相比,PM, NM产量分别降低了21.0%～23.1%和50.9%～55.4%,达显着差异,SM产量降低1.4%～1.8%,与对照差异不显着。PM和SM结实率和千粒重的显着降低与籽粒灌浆速率降低密切相关,SM显着增加了灌浆速率。籽粒中ABA浓度在灌浆初期很低,当灌浆速率达到最大时,ABA含量也达到最大值,SM和PM与对照差异不显着,NM显着增加。同ABA相反,籽粒中的乙烯释放速率和ACC含量在灌浆初期很高,然后在活跃灌浆期迅速降低。PM和NM显着增加了乙烯释放速率和ACC含量,SM则显着降低。SM显着增加了ABA/ACC的比值,PM和NM则降低了ABA/ACC值,表明PM和NM条件下乙烯的增加超过了ABA的增加。籽粒ABA含量与籽粒灌浆速率呈渐近线函数关系,乙烯释放速率与籽粒灌浆速率呈衰减的指数函数关系,ABA/ACC比值与灌浆速率则呈直线相关。在灌浆初期对TF或PM稻穗喷施乙烯合成抑制物质氨基-乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)或ABA,显着提高了籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶SuSase、AGPase和可溶性StSase的活性,增加了灌浆速率和粒重；喷施乙烯合成促进物质乙烯利或ABA合成抑制物质氟草酮,结果则相反。表明在覆盖旱种条件下,ABA和乙烯的拮抗作用调控了籽粒灌浆,较高的ABA/ACC提高了灌浆速率。6、直播覆草旱种对水稻产量与品质的影响水稻品种扬稻6号(籼)和扬粳4038(粳)进行直播,设置覆草(麦秸秆)旱种、无覆盖旱种和无覆盖水种(出苗后保持浅水层)处理,研究了在水稻直播条件下旱种对水稻产量与品质的影响及其生理原因。结果表明,与无覆盖水种(对照)相比,两旱种处理的产量都有不同程度的降低,覆草旱种的减产率分别为1.9%～6.6%,差异不显着,无覆盖旱种减产率为18.0%～27.6%,差异显着。覆盖旱种显着提高了稻米的整精米率、胶稠度、清蛋白和谷蛋白含量,显着降低了垩白米率、垩白度和醇溶蛋白含量,还改善了稻米的食味性。无覆盖旱种直播结果则相反。覆草旱种可以获得较高的产量并可显着改善稻米品质重要生理原因是增加了结实期剑叶中膜质过氧化酶活性、光合速率、根系氧化力以及根系中吲哚-3-乙酸和玉米素+玉米素的含量。无覆盖旱种降低了上述指标值,致产量显着下降、米质变劣。7、直播旱种和秸秆还田方式对直播稻产量与品质的影响以扬稻6号(籼稻)和扬粳4038(粳稻)为材料进行直播,设置麦秸秆掩埋水种、麦秸秆覆盖旱种,麦秸秆掩埋旱种和常规水种(秸秆不还田,对照)4种处理。结果表明：同常规水种相比,掩埋水种产量增加,增加幅度为10.19%～11.48%,同对照差异显着；掩埋旱种和覆盖旱种产量都有不同程度的降低,降低幅度为2.96%～6.61%,与对照差异不显着。掩埋水种、掩埋旱种和覆盖旱种均改善了稻米的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质及RVA最高粘度和崩解值。秸秆还田后籽粒灌浆中后期剑叶光合速率、根系氧化力和籽粒中淀粉分枝酶活性的提高可能是掩埋旱种、掩埋水种和覆盖旱种获得较高产量和品质的重要原因。8、直播早种和秸秆还田方式对直播稻温室气体排放的影响以扬稻6号(籼稻)和扬粳4038(粳稻)为材料进行直播,设置麦秸秆掩埋水种(SIF)、麦秸秆覆盖旱种(NSM),麦秸秆掩埋旱种(NSI)和常规水种(TF,秸秆不还田,对照)4种处理。利用静态箱-气象色谱法测定稻田温室气体。结果表明：TF和SIF处理的CH4排放通量呈单一的峰值曲线,NSI和NSM变化范围较小,各处理N2O排放通量呈多峰曲线。同TF相比,SIF显着增加了CH4和CO2的平均排放通量,降低了N2O的排放速率,而NSI和NSM显着降低了CH4的平均排放通量,增加了N2O和CO2的排放通量。同TF相比,NSI排放的CH4、N2O和CO2所产生的全球增温潜势(GWP)和单位产量的GWP分别增加45.2%～51.6%,30.0%～38.3%,NSI和NSM的GWP分别降低了17.7%～25.9%,24.2%～30.2%,单位产量的GWP分别降低15.0%～23.6%,18.4%～25.4%。NSI和NSM在维持较高产量的同时,显着降低了CO2、CH4和N2O形成的温室效应。以上结果表明,畦沟灌溉和轻干-湿交替灌溉可以提高产量和品质,覆草旱种可以保持较高的产量和品质；在轻干-湿交替灌溉条件下施氮量为240kg hm-2时可以获得高产、优质与氮肥高效利用的效果；叶片光合速率、根系氧化力、根系中吲哚-3-乙酸和玉米素+玉米素核苷含量的增加,籽粒中蔗糖-淀粉关键酶和ATP酶活性增强及ABA与乙烯比值的提高是在畦沟灌溉、轻干-湿交替灌溉和覆草旱种条件下获得高产优质的重要生理基础。
李国生[6]2007年在《氮素和结实期土壤水分对稻米品质的影响》文中提出土壤水分和氮素营养是影响稻米品质的重要因子。阐明土壤水分和氮素营养对稻米品质的影响及其互作效应,对指导水稻高产、优质、高效栽培有重要意义。本研究以中籼杂交稻汕优63和中粳稻武育粳3号为材料,种植于大田、盆钵或土培池,观察了在不同氮素水平和土壤水分条件下的稻米品质变化特点。主要结果如下:1、在大田试验条件下,施氮量从0 g N/m~2到40 g N/m~2,对稻米的出糙率、精米率、粒长/粒宽、透明度和直链淀粉含量无显着影响。稻米蛋白质含量随施氮量的增加而增加。汕优63施氮量从0 g N/m~2到16 g N/m~2,武育粳3号施氮量从0 g N/m~2到24 g N/m~2,整精米率、最高黏度、崩解值随施氮量的增加而增加;稻米的垩白粒率、垩白度和消解值则随随施氮量的增加而降低。汕优63施氮量从16 g N/m~2到40 g N/m~2,武育粳3号施氮量从24 g N/m~2到40 g N/m~2,整精米率、最高黏度、崩解值随施氮量的增加而降低;稻米的垩白粒率、垩白度和消减值则随施氮量的增加而增加。说明施氮量为160 kg N/hm~2和240kg N/hm~2可分别作为籼稻汕优63和粳稻武育粳3号优质稻米生产的氮肥施肥量指标。2、在盆栽试验条件下,结实期土壤水水势从0kPa到-60kPa,对稻米的出糙率、精米率、粒长/粒宽、直链淀粉含量和粗蛋白含量无显着影响。汕优63土壤水势为-15kPa和-30kPa处理以及武育粳3号土壤水势为-15kPa的处理的整精米率与对照(土水势为0)无显着差异。汕优63土壤水势为-45kPa和-60kPa处理以及武育粳3号土壤水势为-30kPa、-45kPa和-60kPa的处理的整精米率、胶稠度、碱消值较对照显着降低。汕优63土壤水势为-15kPa和-30kPa处理以及武育粳3号土壤水势为-15kPa处理的垩白米率、垩白度和消减值较对照显着降低,淀粉谱的最高黏度和崩解值则显着增加。两品种土壤水势为-45kPa和-60kPa处理的垩白米率、垩白度和消减值显着高于对照,最高黏度和崩解值则显着低于对照。表明土壤水势为-15kPa～-30kPa和-15kPa可分别作为汕优63和武育粳3号结实期节水灌溉的低限土壤水势指标。3、在土培池试验条件下研究了结实期土壤水分和氮素营养对稻米品质影响的交互作用。在各施氮水平(粒肥为0、4.5、9.0 g N/m~2)下,稻米的出糙率、精米率和整精米率均以土壤水分轻度落干处理(土壤水势为-25 kPa)的最高,垩白米率和垩白度均以土壤轻度落干处理的最低。在低氮水平(0 g N/m~2)下,土壤重度落干处理((土壤水势为-50 kPa)降低了稻米碾磨品质、外观品质和食味品质;在中氮(4.5 g N/m~2)或高氮(9.0 g N/m~2)水平下,土壤重度落干处理的稻米的碾磨品质、外观品质和食味品质与保持水层处理的差异不显着或显着优于保持水层处理。说明氮素营养和土壤水分对稻米品质的形成存在着明显的互作效应,结实期土壤水势为-25 kPa、粒肥的施氮量为45 kg N/hm~2,稻米的品质较优。
李国生, 王志琴, 袁莉民, 刘立军, 杨建昌[7]2008年在《结实期土壤水分和氮素营养对水稻产量与品质的交互影响》文中研究指明杂交籼稻汕优63和粳稻武育粳3号种植于土培池,于始穗期进行0N(0g/m2)、NN(中氮,4.5g/m2)和HN(高氮,9.0g/m2)3种施氮量处理,于抽穗后7d至成熟期设置了WW(保持浅水层)、MD(轻度落干,土壤水势保持-25kPa)和SD(重度落干,土壤水势保持-50 kPa)3种土壤水分处理,研究了结实期土壤水分和氮素营养对水稻产量与品质的交互影响。在各施氮水平下,产量、糙米率、精米率和整精米率均以MD处理最高,垩白粒率和垩白度均以MD处理最低。在0N下,SD处理降低了产量、碾磨品质、外观品质和食味品质;在MN或HN下,SD处理的产量、碾磨品质、外观品质和食味品质与WW的差异不显着或显着优于WW。说明土壤水分和氮素营养对水稻产量和品质的影响存在着明显的互作效应,结实期土壤水势为-25kPa、粒肥的施氮量为45kg/hm2,稻米的品质较优、产量最高。
刘卉琳, 周美兰[8]2006年在《灌浆期环境因素对稻米垩白及品质形成的影响》文中研究指明综述了灌浆期温度、光照、肥料和土壤水分等环境因素对稻米品质的影响,主要包括稻米品质的垩白以及米质形成的淀粉合成关键酶和胚乳淀粉结构的影响,并指出了今后在该领域需要深入探讨的几个问题。
刘东华[9]2014年在《干旱胁迫对稻谷品质性状及W_X基因表达的影响》文中提出水稻是最重要的粮食作物之一,全球半数以上人口以水稻为主食。水稻又是耗水量最大的农作物,干旱胁迫严重影响水稻的产量和品质。全球气候变化增加了水旱灾害发生频率,进一步加深了干旱胁迫对水稻生产和人类粮食安全的威胁。因此,水稻抗旱性研究已成为稻作科学研究的热点之一。迄今国内外关于干旱胁迫与水稻产量的研究相对较多,而关于干旱胁迫对水稻品质的影响的研究则相对较少,尚缺乏系统性研究。本文以不同年份(2006-2008年)、不同地点(湖北武汉和海南陵水)、不同干旱胁迫强度(中度干旱：大田试验,37个供试品种；重度干旱：具移动式雨棚田间试验,18个供试品种)共6组田间实验的米质分析数据,对干旱胁迫与稻米品质性状的关系进行了系统研究,进而利用可调节土壤含水量的PVC管进行灌浆结实期干旱胁迫盆栽实验,定量分析了干旱胁迫对水稻胚乳中Wx基因表达与直链淀粉含量的动态变化。主要研究结果如下：1.对6组田间实验的稻谷加工品质(糙米率、精米率和整精米率)、外观品质(粒形、垩白粒率和垩白度)、蒸煮和营养品质(胶稠度、糊化温度、直链淀粉含量和蛋白质含量)的方差分析表明,不同年份、不同地点、不同干旱胁迫强度与不同品种间的互作效应都达到极显着水平。表明水分胁迫对稻米品质性状的影响存在基因型差异,同时与其他环境因子有关。2.干旱胁迫对水稻加工品质性状有不利影响,干旱胁迫下糙米率和精米率相对比较稳定,但整精米率显着下降。6次试验的干旱胁迫与对照(正常水分管理)处理下稻米的平均糙米率分别为77.31%-80.80%和77.30%-80.65%,精米率分别为65.17%-70.70%和65.71%-70.50%,其中5次试验的处理间差异均不显着,但2007年海南试验中度干旱胁迫处理的稻谷平均糙米率(79.31%)和精米率(67.71%)比对照糙米率(80.30%)和精米率(68.73%)下降约1%,分别达到显着和极显着水平。不同试验的干旱胁迫与对照处理下稻谷的平均整精米率分别为55.97%-63.54%和61.42%-64.14%,6次试验干旱胁迫处理的整精米率均低于对照,其中5次试验干旱胁迫处理整精米率的降低达到显着或极显着水平。3.干旱导致外观品质各个指标的变异性增加,其中粒形因干旱导致的变异性较小,而垩白粒率和垩白度的变异较大。6次试验的干旱胁迫与对照处理下稻谷的平均粒宽分别为2.0-2.4mm和2.2-2.4mm,差异均不显着。不同试验的干旱胁迫与对照处理下稻谷的平均粒长分别为6.0-6.5mm和6.5-6.6mm,干旱胁迫处理的粒长均低于对照,其中4次试验达到极显着水平。不同试验的干旱胁迫与对照处理下稻谷的平均长宽比分别为2.8-3.0和2.8-2.9,均未达到显着水平。6次试验的干旱胁迫与对照处理下稻米的平均垩白粒率分别为21.4%-47.3%和28.0%-50.8%,垩白度分别为3.2%-15.9%和9.9%-22.9%,处理间的差异均达到显着或极显着水平。4.干旱胁迫对稻米蒸煮品质和营养品质亦有一定影响。干旱胁迫下稻米直链淀粉含量降低,而蛋白质含量有所提高,重度干旱胁迫下稻米碱消值减小(糊化温度提高)和胶稠度降低。6次试验的干旱胁迫与对照处理下稻米的平均直链淀粉含量分别为16.6%-17.3%和17.2%-17.7%,干旱胁迫处理的直链淀粉含量均低于对照,其中4组实验干旱胁迫处理的直链淀粉含量的降低达到极显着水平。6次试验的干旱胁迫与对照处理下稻米的平均蛋白质含量分别为8.9%-9.9%和9.4%-10.8%,6次试验干旱胁迫处理的蛋白质含量均高于对照,其中5次试验干旱胁迫处理蛋白质含量的增加达到极显着水平。6次试验的干旱胁迫与对照处理下稻米的平均碱消值分别为6.5-6.8和6.5-6.9,中度干旱胁迫对碱消值的影响不显着,而重度干旱胁迫则极显着地降低了稻米的碱消值。2组重度干旱胁迫试验的干旱胁迫与对照处理下稻米的平均胶稠度分别为41.8-44.0mm和50.0-53.0mm,胶稠度降低均达到极显着水平。5.干旱胁迫对稻谷品质的影响存在基因型差异,不同品种的品质性状变化幅度存在显着差异。例如,在不同干旱胁迫处理条件下,C1027的整精米率、矮叁芦的垩白度、以及PRIMAVERA的直链淀粉含量变化相对较小。6.胚乳中Wx基因的表达模式与直链淀粉积累模式基本一致。胚乳中Wx基因的表达量在开花后第5天显着增加,并在第10天达到最高值,然后逐渐下降,这与籽粒灌浆期直链淀粉的积累速率变化一致。灌浆期干旱胁迫处理下,胚乳中Wx基因的相对表达量减小,致使直链淀粉的合成和累积速率降低,最终导致稻米直链淀粉含量的降低。表明干旱胁迫通过改变相关基因的表达影响稻谷品质性状。
蔡一霞, 朱庆森, 王志琴, 杨建昌, 郑雷[10]2002年在《结实期土壤水分对稻米品质的影响》文中认为以粳稻武香粳 9号和杂交籼稻汕优 6 3为材料 ,通过严格控制土壤水分的盆栽试验 ,研究了结实期土壤水分(土水势 )对稻米品质形成的影响。结果表明 :(1)水稻籽粒整个灌浆结实期间 ,当间歇灌溉的低限土水势为 - 15 k Pa时 ,整精米率提高 ,对垩白粒率和垩白度无显着影响 ,胶稠度变软 ,稻米品质有所改善 ;(2 )而当低限土壤水势≤ - 30k Pa时 ,整精米率显着降低 ,垩白粒率、垩白度显着提高 ,对胶稠度的影响表现二次曲线的关系 ,而对粒形、直链淀粉含量和粗蛋白影响较小 ,处理间差异不显着 ;(3)在籽粒灌浆期 ,不同土壤水分处理稻株的颖花绿叶量、叶绿素含量、籽粒含水量等生理指标有明显变化 ,低限土水势≤ - 30 k Pa,灌浆中后期 (花后 2 5～ 35天 )的颖花绿叶量和叶绿素含量的相对差值表现出明显的负效应 ,籽粒失水较快 ,从而影响米质形成期光合生产和籽粒中淀粉的积累 ,最终导致米质变劣 ,整精米率显着下降 ,垩白粒率和垩白度显着增加
参考文献：
[1]. 高温与干旱对水稻产量和品质的影响及其生理机制[D]. 段骅. 扬州大学. 2013
[2]. 水稻穗上不同粒位籽粒品质的差异及其影响因素的研究[D]. 董明辉. 扬州大学. 2006
[3]. 土壤水分对稻米品质形成的影响[D]. 蔡一霞. 扬州大学. 2001
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[5]. 水稻高产优质节水灌溉技术及其生理基础[D]. 张自常. 扬州大学. 2012
[6]. 氮素和结实期土壤水分对稻米品质的影响[D]. 李国生. 扬州大学. 2007
[7]. 结实期土壤水分和氮素营养对水稻产量与品质的交互影响[J]. 李国生, 王志琴, 袁莉民, 刘立军, 杨建昌. 中国水稻科学. 2008
[8]. 灌浆期环境因素对稻米垩白及品质形成的影响[J]. 刘卉琳, 周美兰. 作物研究. 2006
[9]. 干旱胁迫对稻谷品质性状及W_X基因表达的影响[D]. 刘东华. 华中农业大学. 2014
[10]. 结实期土壤水分对稻米品质的影响[J]. 蔡一霞, 朱庆森, 王志琴, 杨建昌, 郑雷. 作物学报. 2002