水分胁迫对水稻产量和品质的影响及其生理机制研究进展

综述了水分胁迫对水稻产量和品质的影响,从激素、多胺、酶活性、光合特性和蛋白质组学等方面阐明其生理机制,并对其研究进行了展望。     

不同时期土壤水分胁迫对水稻产量及食味品质影响的研究

采用盆栽试验,以沈农265为试材,在分蘖期、穗分化期、抽穗后1-15 d、抽穗后15-30 d、抽穗后30-45 d分别进行土壤水势为-35--40 kPa的水分胁迫处理。结果表明,各生育时期水分胁迫使经济产量普遍降低,其顺序为穗分化期<分蘖期<抽穗后1-15d<抽穗后15-30 d<对照<抽穗后30-45 d。穗分化期主要是降低了总颖花数,分蘖期主要是降低了有效穗数,而抽穗后1-15d主要是降低了结实率和千粒重。在粒形上,水分胁迫使粒厚变小,而对长、宽及长宽比影响无明显规律。在垩白性状上,各生育时期水分胁迫使稻米的垩白粒率、垩白大小和垩白度增加,但抽穗后1-15 d受影响最明显,增加最大,这一时期是垩白性状形成的关键时期。各时期水分胁迫均使蛋白质和脂肪含量增加,增加幅度分别为7.69%-9.89%和1.44%-8.91%,使直链淀粉含量降低,降低幅度为-11.63%-0。总体上,水分胁迫使稻米的食味值升高,整精米率下降。此外,水分胁迫使抽穗前各时期叶绿素含量升高,使抽穗后的灌浆结实期叶绿素含量降低。     

结实期水分胁迫对两系杂交稻产量及品质的影响

以6个两系杂交水稻为材料,研究结实期水分胁迫处理(-50kPa)对水稻产量及稻米品质的影响。结果表明;大多数品种的结实率、千粒重和产量处理都显著低于对照(浅水层)。剑叶的叶绿素含量和光合速率灌浆初期处理与对照无明显差异．但灌浆中后期明显比对照下降快．且籼型两系杂交稻比粳型两系杂交稻下降更快;根系活力在灌浆初期处理高于对照,灌浆中后期下降趋势与叶绿素和光合速率一致。干物质积累量处理低于对照．而茎鞘物质输出率和转换率都高于对照．成熟期茎、鞘中可用性糖的含量明显低于对照,说明水分胁迫处理加快了植株衰老,减少了抽穗后干物质积累,但促进了茎鞘储藏非结构性碳水化合物的输出。水分胁迫处理对稻米品质的影响表现为对出糙率、长宽比、糊化温度、直链淀粉和蛋白质含量无显著影响．精米率和整精米率表现因品种而异,垩白米率、垩白度和胶稠度均高于对照。     

拔节孕穗期水分胁迫对水稻生长发育及产量的影响

试验研究了拔节孕穗期水分胁迫对水稻生长发育及产量的影响。结果表明：拔节孕穗期水分胁迫对水稻有效穗、叶面积指数和株高都有较大的影响，影响的严重程度与水分胁迫水平一致，水分胁迫处理有效穗平均比对照低26．7％。由于拔节孕穗期水分胁迫抑制了水稻的生长发育，影响了水稻分蘖穗的形成，最终导致单位面积有效穗不足、穗粒数少、千粒重低而严重影响水稻经济产量水分胁迫。处理平均产量比对照低63．8％，水份胁迫处理平均生物产量比对照低25．9％，水分胁迫处理平均茎、叶重比对照高8．3％。     

开花期水分胁迫对水稻产量构成及产量的影响

采用盆栽人工控制水分方法,研究了开花期水分胁迫对水稻生长发育及产量的影响。结果表明:土壤湿润处理（H1）水稻千粒重27.1 g,比对照重12.9%,差异极显著（P<0.01）,处理H1每盆产量152.1 g,高于对照（146.6 g）,但差异不显著;中度水分胁迫处理（H2）每盆产量124.4 g和重度水分胁迫处理（H3）每盆产量118.6 g均低于对照,差异极显著（P<0.01）。水稻开花期保持土壤湿润有利于籽粒增重,提高产量又节约水资源。     

分蘖期水分胁迫对水稻生长发育及产量的影响

采用盆栽方法研究了分蘖期水分胁迫对水稻生长发育及产量的影响。结果表明:分蘖期水分胁迫对水稻分蘖数、叶面积指数（LAI）和株高都有较大的影响,影响的严重程度与水分胁迫水平相一致。处理组水稻平均分蘖数、LAI、株高分别比对照低28%、26 6%、14 4%。由于分蘖期水分胁迫抑制了水稻的生长发育,影响了水稻分蘖的发生与生长,最终导致单位面积的有效穗不足、穗粒数低而严重影响产量,处理组平均产量比对照低29 5%。     

不同水分管理方式对水稻生长、产量及品质的影响

为探讨提高水稻产量和稻米品质的水分管理方式,通过盆栽试验,以中优849为材料,研究了常规淹水灌溉、干湿交替灌溉和湿润灌溉3种水分管理方式对水稻分蘖动态、生长、产量、产量构成和稻米外观品质的影响。结果表明,与常规淹水灌溉处理相比,干湿交替灌溉能促进分蘖,分蘖发生早,对株高无明显影响,而湿润灌溉不仅造成前期茎蘖增长慢,茎蘖数下降,而且还会影响地上部干物质积累。干湿交替灌溉能增加有效穗数和结实率,使产量提高12.63%,而湿润灌溉的结实率较低,产量降低8.71%。不同水分管理对穗长、千粒质量影响不大。干湿交替灌溉下稻米的精米率和整精米率均高于常规淹水和湿润灌溉,但垩白率和垩白度低于常规淹水和湿润灌溉。在水稻生产中以干湿交替灌溉取代常规淹水灌溉不仅可促进水稻生长、提高产量,而且还可以改善稻米品质。     

苗期水分胁迫对花生产量、品质和水分利用效率的影响

采用防雨池栽的方法,在花生苗期造成不同程度的水分胁迫,然后再正常供水,研究苗期水分胁迫对花生     

杂交水稻组合在不同生育时期对水分胁迫的响应及聚类分析

以50个两系(三系)杂交水稻组合为供试材料,以旱稻1255和旱稻297为对照材料,分别在发芽期用20%的聚乙二醇6000(PEG6000,-0.49MPa水势)模拟水分胁迫,在4叶期进行干旱和复水处理,在抽穗期田间晒田条件下无损测定叶片的最大光化学效率(Fv/Fm),平行测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)3种抗氧化酶活性,并在收获后考察其结实率。结果表明:不同水稻材料在不同生育期耐旱性表现不相同,通过聚类分析,结合发芽率、抽穗期田间晒田条件下Fv/Fm值以及后期结实率的联合筛选,将水稻耐旱表现型分为3类,即耐旱型、干旱敏感型以及中等耐旱型;不同耐旱类型在不同生育时期的筛选指标的平均值也不同;在抽穗期晒田条件下,叶片的Fv/Fm值与芽期发芽率、SOD活性有极显著的相关(相关系数分别为-0.382**和0.349**),可见抽穗期晒田条件下叶片的Fv/Fm值可作为田间栽培条件下水稻水分胁迫无损筛选指标。     

不同生育时期追施有机肥对有机水稻产量及品质的影响

以稻花香2号为试验材料,基肥采用隔年腐熟的农家肥,追肥使用石家庄希望肥业科技有限公司生产的商品有机肥。在常规施肥(翻地前施有机肥15 000 kg/hm~2)的基础上,分别在分蘖初期(6月8日)、分蘖高峰期(6月23日)、孕穗期(7月8日)、齐穗期(8月5日)追施1875 kg/hm~2商品有机肥。试验结果表明:分蘖高峰期~齐穗期追施有机肥,可以增加产量4.33%~12.17%。分蘖高峰期追肥单穴平均穗数比对照增加12.00%;分蘖高峰期和孕穗期追肥穗粒数比对照增加17.00%、19.00%;孕穗期和齐穗期追肥饱满粒率比对照提高2.60%、6.53%。各生育时期追施有机肥的作用表现为:分蘖高峰期追肥可以提高有效分蘖数量;分蘖高峰期和孕穗期追肥可以提高每穗平均粒数;孕穗期和齐穗期追肥可以提高混合千粒重和饱满粒率。各生育阶段追施有机肥对稻米品质无明显的不良影响,并且还有助于提高精米率、整精米率,并随着施肥期的后延,垩白粒率也有所降低。