孕穗-灌浆期低温对三江平原主栽水稻品种品质的影响

以三江平原主栽水稻品种龙粳29、龙粳31和龙粳46为材料,在水稻孕穗期、抽穗期和灌浆期利用人工气候箱以日平均气温16℃低温水平,对盆栽水稻处理5d,以正常栽培管理的试验材料为对照,分析不同发育时期,低温胁迫对3个水稻主栽品种产量构成因素、碾磨品质、营养品质和RVA谱特征参数的影响。结果表明:孕穗期、抽穗期和灌浆期低温处理后水稻的结实率、千粒重、糙米率、精米率、整精米率以及食味评分均降低,且与对照相比呈显著差异(P0.05);低温处理后稻米蛋白质含量显著升高,直链淀粉含量在孕穗期和抽穗期显著降低,灌浆期逐渐增加,灌浆末期高于对照;RVA谱特征参数因品种差异与对照相比有增有减,但均呈显著性差异(P0.05)。孕穗期低温胁迫对水稻产量、研磨品质和营养品质影响最大,灌浆期低温胁迫对水稻RVA谱特征参数影响最大,且3个品种间存在明显差异(P0.05)。低温胁迫下龙粳46的产量构成因素与对照相比,除孕穗期千粒重外其余差异均不显著,表现出较强的耐冷性,龙粳29研磨品质和营养品质,龙粳46的RVA谱特征参数受低温影响最小。三江平原水稻生产栽培、抗性育种和气候品质认证要综合考虑主栽品种的品质指标,在孕穗-灌浆期采取相应的米质调优栽培措施,根据气候变化科学客观地对稻米进行气候品质认证。     

结实期温度对稻米理化特性及淀粉谱特性的影响

利用玻璃室内的高温和室外的常温，研究了结实期温度对稻米理化特性和淀粉谱特性的.影响结果表明，随着结实期温度的升高，稻米的糊化温度和蛋白质含量提高，胶稠度变化，而直链淀粉含量下降；相关分析表明，结实期日平均气温与胶稠度和蛋白质含量呈正相关，而与碱消值和直链淀粉含量呈负相关，糊化开始温度随结实期温度的升高而提高，但最高粘度、最低粘度及下降粘度值的变化因品种生态类型不同而异，即在高温条件下结实的稻米与在常温条件下结裨稻米相比，其最高粘度，最低粘度以及下降粘度值，早熟品种前者比后者大，而晚熟品种前者比后者小。     

播期和收获期对水稻"丰两优1号"品质的影响

通过杂交中籼丰两优1号的分期播种和分期收获试验,分析了播期和收获期对稻米品质的影响。结果表明,不同播期和收获期稻米蛋白质组分谷蛋白、谷氨酸含量均有显著差异,总蛋白含量随播期推迟而递减,随收获期的延迟而递增;氨基酸含量与总蛋白含量的变化趋势一致。由于播期和收获期不同造成水稻生育期气象条件差异从而影响到稻米品质发生变化,偏相关分析结果显示,清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及蛋氨酸含量受各气候生态因子的影响小,总蛋白、谷氨酸、天门冬氨酸等性状易受气候生态因子的影响。综合试验结果得出,丰两优1号组合在温州地区可选择5月26日播种,灌浆期日平均气温25.07℃,生育期130d左右,其稻米的整精米率、总蛋白及其组分谷蛋白和氨基酸组分（除蛋氨酸）含量高,营养品质较好。     

灌浆结实期高温对水稻剑叶生理特性和稻米品质的影响

以水稻耐热品系996和热敏感品系4628为材料,在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理（9：00-17：00,37℃,17：00-翌日9：00,30℃）和适温处理（CK,9：00-17：00,30℃,17：00-翌日9：00,25℃）22d,研究高温胁迫对水稻剑叶光合特性、膜透性、抗氧化酶活性及稻米品质的影响,并进行对比分析.结果表明：（1）灌浆结实期高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量、叶绿素a/b和净光合速率均降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性表现出胁迫初期升高,高温处理5d后,随胁迫时间延长呈降低趋势,热敏感品系4628剑叶中叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性下降幅度大于耐热品系996;（2）高温下剑叶丙二醛（MDA）含量上升,相对电导率增加,热敏感品系4628增加幅度大于耐热品系996;（3）高温胁迫下垩白粒率和垩白度显著增加,精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量降低,蛋白质含量增加.灌浆结实期高温胁迫下,水稻功能叶抗氧化酶活性降低,膜透性增加,光合能力及光合产物的运输与卸载能力下降,可能是稻米品质降低的重要原因.     

氮肥运筹对免耕高留茬抛秧稻氮素吸收、运转和子粒品质的影响

田间裂区试验研究了氮肥运筹对免耕高留茬抛秧稻氮素吸收、运转和稻米品质的影响。结果表明,随施氮量增加,水稻吸氮增多,转移到穗部的比例下降、滞留在叶片中的比例增加,氮素干物质生产效率和产谷效率下降。增施氮肥提高了糙米率、精米率和整精米率,垩白米率、垩白度和蛋白质含量随施氮量增加而上升。随施氮量的增加,淀粉RVA谱特征的最高粘度和崩解值降低,消减值和糊化温度升高。基∶蘖∶穗肥比为7∶0∶3和4∶3∶3处理提高了氮素农艺效率、稻米蛋白质含量、消减值,降低了最高粘度。     

结实期水分供应对寒地水稻品质的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12号为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了结实期水分供应对寒地水稻品质的影响。结果表明,结实期进行-8～-10kPa的间歇控水处理,有利于垦鉴稻5号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,不利于垦稻12号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,使2品种各粒位直链淀粉含量、脂肪含量和蛋白质含量增加,米饭食味评分值降低。结实前进行-18～-20kPa和-28～-30kPa的持续控水处理,有利于垦鉴稻5号整精米率的提高,不利于垦稻12号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,使2品种各粒位的长/宽,各粒位的蛋白质含量增加,米饭食味评分值降低。     

结实期土壤水势对水稻籽粒品质及其粒间差异的影响

为探讨结实期土壤水分对水稻籽粒品质的影响, 以中熟籼稻“扬稻6 号”和中熟粳稻“扬粳9538”为材料, 在盆栽条件下, 研究了不同土壤水势(0 kPa、-15 kPa、-30 kPa、-45 kPa)对水稻籽粒品质的影响, 并进一步探讨了不同粒位间的差异。结果表明, 结实期土壤水分对稻米籽粒品质有较大影响, 且影响程度因品种、粒位不同而异。与对照(0 kPa)相比, 土壤轻度胁迫(土壤水势在-15~-30 kPa 之间)籽粒的精米率、整精米率和崩解值增加, 垩白度和消碱值降低; 不同粒位间比较, 土壤轻度胁迫对水稻穗上二次枝梗或同一枝梗上较迟开花籽粒的影响较大。随土壤水势进一步降低稻米品质变劣。在0 ~ -45 kPa 范围内, 随土壤水势的降低,粗蛋白含量和胶稠度增加。灌浆期土壤轻度落干(土壤水势在-15 ~-30 kPa)有利于稻米品质的改善。     

大气CO2浓度增高对不同水稻品种稻米品质的影响

大气CO_2浓度升高导致全球变暖,同时亦对作物生长发育产生深刻影响。作为光合作用的底物,大气CO_2的浓度升高增加水稻产量,但对稻米品质的影响及其品种间差异的研究相对较少且存在分歧。本研究利用稻田FACE (free air CO_2 enrichment)技术平台,以8个水稻品种为材料,设背景CO_2浓度(Ambient)和高CO_2浓度(增200μmol·mol~(-1), FACE)两个水平,研究大气CO_2浓度升高对稻米加工品质、外观品质、食味品质以及部分营养品质的影响及其种间差异。本研究所有测定的品质性状供试品种间均存在显著或极显著差异。与Ambient相比,FACE处理下水稻糙米率、精米率和整精米率略降,但单位面积糙米、精米和整精米产量平均分别极显著增加23.7%、23.5%和20.9%。FACE处理对整精米长度、宽度和长宽比影响较小,但使整精米垩白率和垩白度平均分别增加18.6%和31.8%,均达极显著水平。FACE处理使所有品种稻米直链淀粉含量和胶稠度平均分别下降6.5%和3.1%,但均未达显著水平。从淀粉RVA谱看,FACE处理使所有品种峰值黏度、崩解值平均增加1.3%、6.9%,使热浆黏度、冷胶黏度、消减值分别下降2.2%、5.1%和65.6%,其中消减值达显著水平。FACE处理使所有品种整精米植酸含量平均增加5.3%,而蛋白质含量平均减少9.9%,均达显著水平。不同品种稻米品质性状对高CO_2浓度的响应方向和程度存在一定差异,其中FACE处理与品种对整精米长度、垩白率、垩白度、峰值黏度、热浆黏度和最终黏度存在显著的互作效应。以上数据表明,大气CO_2浓度升高使水稻产量大幅增加,稻米加工、外观和营养品质呈变劣趋势,但适口性可能变优,稻米品质对大气CO_2浓度增高的响应存在不同程度的品种差异。     

灌浆期不同光强对水稻不同粒位籽粒品质的影响

为探讨灌浆期光照强度对水稻籽粒品质的影响及在不同品种类型和粒间差异,揭示弱光下水稻籽粒充实不良和米质变劣的生理机制,本文以代表性的超级稻品种"扬两优6号"和"武运粳23"为材料,以穗中部不同粒位籽粒为研究对象,以自然光强为对照,设置3种弱光处理(光强分别为对照的71%、55%和40%),研究了灌浆期不同光照强度对稻米品质的影响。结果表明:1)灌浆期光照强度对稻米品质影响较大,光强减弱稻米品质变劣,光照对米质形成的影响因光照强度大小、品种类型和籽粒着生位置不同而存在差异,同枝梗上迟开花籽粒稳定性较差,早开花籽粒稳定性较好。2)随光照强度降低,整精米率和直链淀粉含量降低,垩白度增加,不同光强下一次枝梗籽粒变化幅度大于二次枝梗籽粒;光强越弱,崩解值越低,消减值和粗蛋白含量越高,稻米蒸煮食味品质变差。3)生产上应因品种类型合理安排播期,通过栽培措施改善稻株受光条件,减轻光照不足对稻米品质形成的影响。     

籽粒灌浆过程气候因子对不同品质类型春小麦产量和蛋白质含量的影响之一:温度的影响

对3个不同品质类型的春小麦品种在籽粒灌浆过程进行温度处理。结果表明，温度略低时（比对照低2.5℃），3个品种千粒重均增加，温度继续降低（比对照低5℃），3个品种千粒重，主穗和单株粒重均下降。随温度升高，千粒重，主穗和单株粒重均下降，3个品种籽粒蛋白质含量随温度升高均明显增加。温度略低时变化不明显，温度继续降低时，高蛋白品种Roblin和东农7742蛋白质含量增加，而低蛋白品种新克旱9号无显著变化。     

籽粒灌浆过程气候因子对不同品质类型春小麦产量和蛋白质含量的影响之三:光照的影响

在籽粒灌浆过程中对3个不同品质类型的春小麦品种进行遮光处理。结果表明，3个品种产量均随灌浆期光照度增大而增加.而蛋白质含量则随光照增大而下降,原因是产量的提高稀释了蛋白质含量。     

不同施氮水平下稻米品质对日间增温响应的差异

以武育粳3号为材料,设置低、中、高3个氮素穗肥处理,开放环境下使用加热器进行日间增温处理,研究灌浆结实期不同施氮水平下稻米品质对日间增温响应的差异。结果表明: 1）灌浆结实期日间增温使各氮肥处理精米率和整精米率下降,垩白粒率和垩白度增加,糙米率和子粒长宽比各氮肥处理变化不一,低氮和中氮处理糙米率和子粒长宽比减小,高氮处理则变大;加工品质和外观品质各指标变化幅度均以中氮处理最大,减少或增加氮肥施用量均可以有效地缓解高温对稻米加工品质和外观品质的负面效应,尤以增施氮肥效果较佳。2）增温条件下,减少和增加氮肥施用量均能降低稻米直链淀粉含量,其中增施氮肥降低幅度较大;增温后各氮肥处理蛋白含量均增加,增加幅度与施氮量呈负相关关系,高温高氮处理直链淀粉含量最低,蛋白含量最高。3）增温后各穗肥处理结实率和千粒重均下降,以中氮处理下降最显著;减少和增加穗氮施用量均能有效地缓解高温对水稻产量的影响,其中也以增施氮肥相对较好。综上所述,适当地增加氮肥施用量能较有效地缓解高温对稻米品质和产量的负面影响。     

川南冬水田杂交中稻品种与气候互作对稻米品质的影响

为了改善大面积生产的水稻稻米品质,2015年和2016年以杂交中稻优质稻品种‘旌优127’、高产品种‘Ⅱ优602’为材料,通过分期播种并设置高氮低密与低氮高密两种栽培方式,研究了杂交中稻品种、气候及栽培方式互作对稻米品质的影响。结果表明,随着播种期推迟,整精米率、长宽比呈升高趋势,垩白度、胶稠度呈下降趋势,垩白粒率则呈"V"字型变化;高氮低密与低氮高密两个栽培方式间稻米品质差异不显著,栽培方式与年度、品种、播种期对稻米品质的互作效应均不显著;整精米率、垩白度、垩白粒率、长宽比同时受年度、播种期和品种的互作效应显著,胶稠度在年度和品种间互作效应显著,直链淀粉含量在播种期和品种间互作效应显著。对稻米品质影响程度的降序排列是品种、气候、栽培方式。有利于提高稻米品质的气象条件为:播种—移栽相对湿度小、日平均气温高,移栽—拔节期日平均气温低、日照时数少,拔节—齐穗期日最高气温低、日最低气温高、日均相对湿度低,齐穗—成熟期日照时数少。水稻抽穗前的气象因子通过改变穗粒结构而间接影响米质,抽穗后温度升高引起籽粒灌浆速度加快致稻米品质下降。     

灌浆成熟期气候因素对早籼稻米蛋白质及其4种组分含量的影响

研究了灌浆成熟期气候因素对早灿稻米蛋白质及其4种组分含量的影响。结果表明：灌浆成熟期日平均气温和平均日照时数对早籼稻米蛋白质及其4种组分含量的影响较大，其中日平均气温是影响这5个性状的主导因子，灌浆成熟期不同时期的温度对这5个性状影响各不相同，灌浆成熟期间前，中期温度对蛋白质含量、清蛋白含量和谷蛋白含量影响大，灌浆成熟期间中，后期温度对球蛋白含量和醇溶蛋白含量影响很大。灌浆成熟期温度时段分布对蛋白质及其4种组分含量的影响因品种本身蛋白质含量的不同而存在差异。     

抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素和品质的影响

以扬稻6号与南粳43为试验材料,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素及稻米品质的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理。研究表明:水稻抽穗期高温降低了水稻的每穗总粒数、结实率和千粒重,同时稻米的糙米率、精米率、整精米率、可溶性糖和蛋白质含量也呈下降趋势,而稻米的垩白率、垩白度和直链淀粉含量增加明显,随胁迫温度的提高和胁迫时间的延长,2个水稻品种的产量构成要素和稻米品质急剧下降。相同温度胁迫下,扬稻6号的热害指数(Index of heat sensitivity,HIS)稍低于南粳43,其中扬稻6号的产量构成要素和品质受高温的影响也稍低于南粳43,说明扬稻6号耐高温能力高于南粳43。研究结果为进一步了解高温对水稻结实和稻米品质的伤害机理,筛选耐热性强的水稻品种提供重要的理论依据。     

灌浆结实期高温干旱复合胁迫对稻米直链淀粉及蛋白质含量的影响

灌浆结实期是水稻产量与品质形成的关键时期,近年来,由于受全球气候变化和局部地形地貌的影响,我国南方稻区在水稻灌浆结实期频频遭遇高温和伏旱的混合影响,造成水稻产量与品质的同步下降。本研究选用导入空心莲子草基因组DNA构建的籼稻耐旱变异品系H5,在灌浆结实期于人工温室进行高温干旱复合胁迫试验,测定了不同处理稻米直链淀粉与蛋白质含量,旨在深入研究高温干旱复合逆境对稻米品质的影响。试验设6个处理,分别是适温中度干旱(OT-MD)、适温严重干旱(OT-SD)、高温正常供水(HT-WW)、高温中度干旱(HT-MD)、高温严重干旱(HT-SD)和适温正常供水(OT-WW,CK)。除对照外,其余各处理的胁迫时间设10 d、20 d、30 d和40 d。结果表明:灌浆结实期高温胁迫会导致稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加,高温胁迫10~40 d的稻米直链淀粉含量比CK降低了1.783~5.987个百分点,稻米蛋白质含量比CK增加了1.178~2.741个百分点;灌浆结实期干旱胁迫同样会导致稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加,在中度干旱条件下,胁迫10~40 d处理的稻米直链淀粉含量比CK降低了1.956~6.270个百分点,稻米蛋白质含量比CK增加了1.153~2.944个百分点,在严重干旱条件下,胁迫10~40 d处理的稻米直链淀粉含量和蛋白质含量相对于CK的变异幅度比中度干旱胁迫下的更大;灌浆结实期高温干旱复合胁迫引起稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加的幅度均超过单一高温胁迫或干旱胁迫,且其变化幅度随胁迫因子的增加、胁迫强度的增强和胁迫时间的延长而增大;灌浆结实期的前20 d遭遇高温干旱复合胁迫是稻米品质变差的主要原因;在相同胁迫时间内,各处理对稻米直链淀粉和蛋白质含量的胁迫效应按升序排列依次为:高温正常供水(HT-WW)、适温中度干旱(OT-MD)、适温严重干旱(OT-SD)、高温中度干旱(HT-MD)、高温严重干旱(HT-SD)。本研究结论可为水稻的抗旱与抗高温育种与栽培提供参考依据。     

水稻不同生育期温光条件对籽粒充实和米质的影响

水稻分期播种是研究水稻品种温光特性比较便捷的途径,在水稻生产上已经被广泛应用。本试验以协优9308和秀水110为材料,利用分期播种试验分析水稻不同生育阶段的温光条件与籽粒充实和稻米品质之间的关系。研究结果表明,有效积温、日照时数和生育期天数在播种一齐穗期和全生育期均随着播期的延长而逐渐下降,但这些指标在齐穗一成熟期均没有明显的规律性。此外,日平均温度在不同生育阶段的变化趋势不一致,在播种一齐穗期随着播期的延迟而上升,全生育期呈先上升后下降的趋势,而在齐穗一收获期则随着播期的延迟而下降。对协优9308而言,在本试验条件下播种一齐穗期的温光条件对籽粒灌浆、产量及米质的影响均大于齐穗一成熟期,而秀水110的籽粒灌浆速率、产量及米质对不同生育阶段温光条件的响应没有明显的规律性。此外协优9308的产量和恶白度均随着播期的延迟而逐渐减少,整精米率和蛋白质含量则随着播期的延迟而增加,由此看出协优9308比较难同时兼顾高产和优质;秀水110则不同,秀水110的D5处理产量较高,仅次于D3处理,与其相对应的蛋白质含量和整精米率则最高,而恶白度最低。由此笔者认为,只要选择合适的播期,秀水110是可以达到高产优质目的的。     

不同稻蟹生产模式对稻蟹产量和稻米品质的影响

采取田间定位试验与室内分析相结合的方法,研究了有机稻蟹(M1～M4)、常规稻蟹(MNP)与单作水稻(CK)生产对水稻产量、河蟹产量、稻米品质的影响。结果表明,与MNP和CK相比,有机稻蟹各处理的水稻穗粒数、实粒数和结实率显著提高,尤其以M1处理增加最为明显,但有效穗数却显著减少;2009年M1处理稻谷产量显著高于CK;有机稻蟹各处理的稻米品质也得到不同程度改善,稻米的糙米率、精米率及整精米率随有机肥施用量的增加有显著提高趋势,稻米的垩白粒率、垩白度及直链淀粉含量显著降低,而稻米的蛋白质、胶稠度、食味值明显提高。2年间河蟹产量的变化趋势相同,均表现为M1>M2>M3>MNP>M4。因此,有机稻蟹生产可在一定程度上提高稻蟹产量和改善稻米品质,为优质稻米的生产以及有机肥的合理利用提供了一条较好的生态技术途径。     

抽穗前水分供应对寒地水稻品质的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12号为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了抽穗前水分供应对寒地水稻品质的影响。研究结果表明,抽穗前进行-8～-10 kPa的间歇控水处理,有利于提高垦鉴稻5号的整精米率,不利于提高垦稻12号的整精米率;两品种的长/宽值呈减小趋势;两品种优势粒的垩白率和垩白度均有增加,两品种中势粒的垩白率和垩白度表现为减小,这有利于两品种直链淀粉含量的降低;两品种各粒位的蛋白质含量增加;二者优势粒的米饭食味评分值提高,中势粒的米饭食味评分值降低。结实前进行-18～-20 kPa和-28～-30 kPa的持续控水处理,有利于提高垦鉴稻5号的整精米率,不利于提高垦稻12号的整精米率;两种处理减小了两品种各粒位糙米的长和宽;减少了两品种的垩白率和垩白度;有利于两品种直链淀粉含量的降低;两种处理增加了两品种各粒位的蛋白质含量;两种处理降低了两个品种的米饭食味评分值。     

规模化养猪场处理废水对水稻产量形成和稻米品质的影响

利用田间小区试验,以镇稻99和养猪场无害化处理的粪水为供试材料,研究了养猪场处理粪水替代化学氮肥模式对水稻产量及构成因子和稻米主要品质性状的影响。结果表明：各生育期干物质积累与产量间呈二次曲线关系且极显著正相关;养猪场粪水替代常规施氮量的40%、70%和100%均可实现常规施肥的产量,其中施用189m.3hm-2粪水替代常规施氮量70%氮化肥处理的产量最高（615.20kg.666.7m-2）,较空白对照和常规化肥处理分别提高28.38%～49.13%和3.1%～6.6%。在籽粒品质方面,与常规施氮处理相比,施用猪粪水替代氮化肥可以提高稻米籽粒的糙米率、精米率、整精米率和蛋白质含量,同时直链淀粉含量下降。其中,糙米率和整精米率均以40%H处理最高,与常规施肥相比均提高了5.9%;籽粒蛋白质含量在替代比例为40%和70%时,随着粪水施用量的减少而降低,在100%替代氮肥时,中量粪水处理的蛋白质含量最高;籽粒直链淀粉含量在各替代比例下均表现出随着粪水施用量的减少而增加。在本试验条件下,综合考虑产量、经济效益和环境效益的适宜猪粪水替代氮化肥施用模式为70%M处理。