江淮杂交中籼水稻品质性状基因型与播期互作的AMMI模型分析

为明确杂交中籼水稻在江淮地区种植的适宜播期,提高稻米品质,选用3个杂交中籼水稻品种(系)分5个播期,利用AMMI模型对其营养食味品质性状(糊化温度、胶稠度、直链淀粉含量、蛋白质含量)进行了稳定性和适应性分析。结果表明,糊化温度、胶稠度、直链淀粉含量、蛋白质含量4项指标在基因型间、播期间及基因型×播期互作间的方差均达到极显著水平,这4项指标的交互效应主成分值(IPCA)差异也达到显著水平;穗期(抽穗至成熟期)平均气温较高、累计日照时数长、气温日较差大,有利于杂交中籼水稻品质的提高;3个参试品种(系)营养食味品质稳定性表现为新两优6号两优1128丰两优4号,5个播期对杂交中籼水稻品质影响表现为4月20日5月10日5月20日4月30日5月30日。     

优良食味水稻品种籽粒蛋白质积累特征及其对氮素水平的响应

【目的】探讨优良食味水稻品种的籽粒蛋白质积累特征及其对氮素水平的响应。【方法】以食味值不同的常规粳稻和杂交稻为材料,在结实期设置不同氮素施用水平处理,分析不同类型品种在不同氮素水平下的蒸煮食味品质及其与稻米蛋白质及其组分含量的关系。进一步分析各品种在不同氮素水平下稻穗不同部位的氨基酸含量及籽粒蛋白质含量在结实期的动态变化,总结优良食味水稻品种的籽粒蛋白质积累特征及其对氮素水平的响应特征。【结果】优良食味水稻品种籽粒蛋白质含量较低,且随着氮素水平的增加而上升;优良食味水稻崩解值较高,消减值较低;蒸煮食味品质受氮素水平影响较小。优良食味水稻品种蛋白组分含量较低,且稻米蛋白质含量与食味品质呈显著负相关。在常规粳稻中,稻米食味值与清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量均显著负相关;在杂交稻中,稻米食味值与醇溶蛋白和谷蛋白含量显著负相关。优良食味水稻品种籽粒充实过程中游离氨基酸含量较低,并呈现较低水平的蛋白质积累。而食味较差品种灌浆期籽粒的氨基酸含量较高,成熟籽粒蛋白质含量也较高,且氮素供应水平提升其籽粒蛋白质含量的效应更为显著。【结论】优良食味水稻品种的籽粒蛋白质含量较低,与其充实过程中蛋白质积累水平较低有紧密关系,且受氮素水平影响较小。     

北方不同气候条件对稻米品质性状的影响

以2001-2013年北方水稻区域试验宁夏永宁点和辽宁开原点的中、早熟组参试品种为材料,进行7个稻米主要品质性状的分析评价。结果表明,开原点的整精米率和胶稠度极显著高于永宁点,永宁点的垩白粒率和垩白度极显著低于开原点,糙米率、精米率和直链淀粉含量两个点间差异不显著;7个主要稻米品质性状中,垩白度和垩白粒率的变异系数较大,其次是整精米率、直链淀粉含量、胶稠度,糙米率和精米率变异系数较小。对永宁和开原两个点水稻灌浆结实期(8-9月份)的气象因子进行比较,发现两地的平均气温、最高气温、最低气温、日照时数基本相似,降水量和相对湿度永宁点明显低于开原点。分别对两地灌浆结实期气象因子与稻米品质性状进行相关分析,结果表明,稻米品质性状与水稻灌浆后期(9月份)气象因子的关系比与灌浆前中期(8月份)更为密切;在糙米率和整精米率与相对湿度的相关性、整精米率与最高气温的相关性、糙米率与降水量的相关性等方面,在永宁点与开原点呈现相反的结果,这可能是两地相对湿度和降雨量不同所致,反映了不同气候生态背景下多种气候因子耦合作用于稻米品质形成的复杂性。     

气象因子对大豆主要贮藏蛋白组分及亚基含量的影响

以20个大豆品种为材料，同年同地点分六个播期种植，考察了整个生长期以及营养生长和生殖生长两个时期的气象因子(总积温、总日照时数、总降水量、日均温差和日均相对湿度)，对春大豆和夏大豆籽粒总蛋白以及主要贮藏蛋白组分、亚基相对百分含量的影响。结果表明：(1) 大豆籽粒总蛋白含量以及组分、亚基相对百分含量会随播期的改变而变化。(2)整个生育期间，5个气象因子极显著影响20份大豆总蛋白含量，对春大豆总蛋白含量的影响也达极显著水平，仅总积温、总日照时数和总降水量对夏大豆总蛋白含量影响达显著水平。(3)整个生育期的总积温和总日照时数与20份大豆蛋白11S相对百分含量和11S/7S比值显著负相关，总积温与20份大豆蛋白7S含量显著正相关；但气象因子对春、夏大豆的7S、11S相对百分含量和11S/7S比值的影响不显著。(4)整个生育期间气象因子对各组分亚基的影响程度存在差异；夏大豆各蛋白组分亚基的相对百分含量受两个生育时期的气象因子的影响皆不显著，而春大豆许多蛋白亚基相对百分含量受两个生育时期的气象因子的影响达到显著或极显著水平。     

播期对南方双季晚籼稻温光资源利用、产量及品质形成的影响

调整播期可以改变水稻生长发育中的环境气候条件,对于充分利用自然资源、调节水稻生育进程及提升产量和品质具有重要意义。为明确南方双季晚籼稻优质丰产与温光资源相适应的播种期,本研究选用万象优华占、象牙香珍和美香占2号等3个晚籼稻品种为试验材料,设置6月10日、6月20日、6月30日共3个播期,研究播期对双季晚籼稻品种温光资源利用、产量及稻米品质的影响。结果表明,随着播期推迟,供试品种在不同生育阶段日均温度和有效积温、全生育期和齐穗至成熟期阶段的日照时数均呈递减趋势,而全生育期天数无明显变化;产量以6月20日播种的最高,早播（6月10日）会导致显著减产,而晚播（6月30日）虽然也会导致减产,但差异不显著;随播期推迟,晚籼稻品种加工品质、外观品质和蒸煮品质变优,但不利于改善食味品质,对营养品质无显著影响。在南方双季晚籼稻实际生产中,不建议早播,应根据品种不同进行适期播种或适当晚播,能使水稻更合理有效地利用温光资源,有利于协调水稻高产和品质提升。     

播期对籼粳杂交稻甬优1540产量、品质的影响及其与气候因子的相关性

以杭嘉湖稻区生产上大面积推广的优质水稻品种甬优1540为材料,研究甬优1540稻米品质、产量、产量构成因子对不同播期（4月30日、5月10日、5月20日）的响应,及其与气候因子的关系。结果表明,播期适当推迟,可显著提高甬优1540产量（产量峰值出现在播期5月10日和5月20日）,增产主要源于除有效穗外产量构成因子不同程度提高;甬优1540的加工、外观和蒸煮品质随着播期延迟亦不同程度提升,但营养食味品质有所不同。由此可见,杭嘉湖稻区优质稻甬优1540在5月10日左右播种能一定程度上实现产量与米质的协同变优。分析不同播期播种水稻,穗发育、籽粒灌浆阶段的气候因子与产量及米质指标相关性发现,日均日照时数、日均气温、日最高温度、日最低温度与每穗粒数（R=-0.25～-0.82, P<0.001）、加工品质（R=-0.28～0.90, P<0.001）负相关;而灌浆期昼夜温差与千粒重（R=0.6, P<0.001）、碱消值（R=0.50, P<0.001）、胶稠度（R=0.87, P<0.001）和蛋白质含量（R=0.74, P<0.001）正相关,与稻米直链淀...     

不同水分管理方式对旱直播水稻产量和稻米品质的影响

【目的】研究旱直播模式下不同水分管理方式对水稻产量、光合生理特性和稻米品质的影响,以期为干旱气候条件下的节水栽培提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,以杂交稻旱优73和常规稻黄华占为试验材料,通过设置全生育期内旱管和水管两种水分管理模式,综合考查旱直播模式下不同水分管理方式对水稻叶片光合特性、地上部干物质积累及分配、产量和稻米品质的影响。【结果】水稻旱直播模式下进行旱作栽培显著提高了水分利用效率和水稻产量,降低了稻米的外观品质和食味品质。与淹水灌溉相比,旱作处理显著提高了叶片SPAD值和齐穗期净光合速率,促进了地上部干物质的积累;增加了茎秆和叶片干物质转运量和对籽粒贡献率,进而提高了水稻有效穗和千粒重。其中,黄华占和旱优73产量分别增加14.0%和11.9%。旱作处理对加工品质没有显著影响,但显著降低了直链淀粉含量,增加了蛋白质含量;同时降低籽粒中重金属砷的含量,增加了重金属镉的含量。【结论】水稻旱直播模式为干旱气候条件下的水稻适应性栽培提供了可能,但稻米品质与产量协同提升因品种而异。因此,旱直播模式下高效优质栽培技术还需进一步研究。     

水稻氮高效品种的初步筛选

在盆栽条件下,设计施氮量10 kg/667 m2和15 kg/667 m2两个水平,以10个超级稻和10个超高产籼稻品种为供试材料,测定水稻不同时期茎蘖动态、单株叶面积、叶片SPAD值、干物质积累、单株产量及其构成因素等农艺性状,根据产量和产量增幅大小初步筛选出氮高效品种和氮低效品种,并且比较它们的茎蘖动态和干物质积累情况。研究结果表明,高N水平下各品种产量均显著大于低N水平;Ⅱ优602、两优6326、Y两优2号等6个品种为氮高效品种,新两优6号、Y两优1号、春光1号等8个品种为氮低效品种;整个生育期过程中氮高效品种的干物质积累量显著大于氮低效品种,茎蘖数差异不显著。     

水稻灌浆期高温对天冬氨酸代谢酶活性及其家族氨基酸含量的影响

 选用粳稻越光和籼稻IR72为材料,研究了灌浆期高温对水稻籽粒中天冬氨酸转氨酶（AAT）、天冬氨酸激酶（AK）活性以及稻米蛋白质组分与天冬氨酸族氨基酸组分含量的影响。结果表明,水稻灌浆期高温下籽粒中AAT和AK活性、天冬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸相对含量均显著提高,籽粒中AAT和AK活性与天冬氨酸家族总氨基酸含量分别呈显著和极显著正相关,说明水稻籽粒中AAT和AK对于高温下稻米天冬氨酸家族氨基酸含量的提高具有重要作用。高温有利于稻米中蛋白质组分与天冬氨酸族氨基酸组分相对含量的提高,有利于单粒稻米中谷蛋白与天冬氨酸家族氨基酸组分的积累以及粗蛋白中部分氨基酸比例的改善,但高温降低了每穗稻米中蛋白质组分与部分氨基酸组分的含量。     

水稻种子蛋白质的组成和积累形态对稻米品质的影响

设置水培试验对‘16-17’（谷蛋白前体聚合物明显,含量高）和‘16-20’（谷蛋白前体聚合物不明显,含量低）分别进行CK（氮2800 μmol/L,硫80 μmol/L）、N（氮3640 μmol/L,硫80 μmol/L）、S（氮2800 μmol/L,硫260 μmol/L）、N+S（氮3640 μmol/L,硫260 μmol/L）处理,以此改变稻米品质和稻米贮藏蛋白质的组成与含量,从而对稻米蛋白质各组分及相关品质性状进行分析。结果表明：（1）在N、S和N+S的不同处理下均增加了粗蛋白的含量,使‘16-20’的稻米粗蛋白百分含量分别增加2.35%、2.67%和2.73%;（2）在2个品种的各组分蛋白含量变化中,‘16-17’的醇溶蛋白和谷蛋白的百分含量在N、S和N+S下较对照分别增加了9.75%、4.21%和4.67%,3.92%、7.38%和12.92%。‘16-20’的谷蛋白百分含量在S和N+S处理下增加了17.72%和29.38%,醇溶蛋白百分含量在N+S下增加了3.73%,而球蛋白百分含量在N、S和N+S三个处理下降低了2.86%、3.78%和3.69%,清蛋白在N、S处理下显著降低;（3）谷蛋白的2个亚基的相对含量和57 kDa谷蛋白前体及57 kDa以上谷蛋白聚合体的积累在‘16-20’品种中明显增加。（4）稻米品质中,N、S配施对2个参试品种的碾磨品质性状的影响不明显,但有利于2个品种稻米外观品质和食味品质的改善,并使‘16-20’的营养品质显著增加,另外,‘16-20’的千粒重在S和N+S处理下显著增加。故不同N、S配施处理下,不同品种水稻贮藏蛋白质的组成和积累形态差异很大,并改变了含巯基蛋白质组分的积累量和积累形态。尤其是在富S条件下,蛋白质积累过程中形成较多的巯基及二硫键,并通过二硫键来改变含巯基的蛋白质亚基之间的聚合程度,形成不同分子量的谷蛋白聚合体,使蛋白质的积累形态发生明显改变,进而使稻米相关品质性状发生改变。     

不同水稻品种在高温逼熟下的表现及其与气象因子的关系

【目的】随着全球气候变暖的加剧,灌浆期高温逼熟对水稻产量和品质的威胁日趋严重,明确水稻不同耐热性品种对灌浆期高温逼熟的反应及其与气象因子间的关系,对提高优质稻栽培和育种水平意义重大。【方法】对48个不同类型的水稻品种分4期进行大田播种,使各品种在灌浆期经历不同气象条件,探讨其主要产量、品质性状表现及其与气象因子的关系。【结果】多数品种粒重和品质指标在播期间差异显著;根据各指标变异系数和指标间相关性,确定千粒重、整精米率和垩白度等作为水稻品种灌浆期响应气象条件的主要农艺学指标;而气象因子中,日平均温度、相对湿度和日照时数为主要影响指标。采用隶属函数值对品种进行分类,感性品种千粒重、整精米率和垩白度的平均差异分别比耐性品种大1.98 g、30.02%和19.81%。进一步分析隶属函数值随日平均气温、相对湿度和日照时数的分布发现,齐穗后1–15 d日平均气温≥28℃、相对湿度≤84%、日照时数6~10 h时品种间耐性差异最大。【结论】垩白度、整精米率和千粒重可作为品种对高温逼熟响应的代表性农艺学指标;田间形成高温逼熟危害的气象条件是以温湿度为主导的综合气象条件,齐穗后1–15 d日平均气温≥28℃、平均相对湿度≤84%和日照时数≥6.5 h时,品种间耐性差异最大,是田间高温逼熟耐性筛选和鉴定的适宜气象条件。     

开花期水分胁迫对水稻生长及稻米品质的影响

以水稻品种准两优527和Ⅱ优162为材料,研究了开花期水分胁迫对其生长和稻米品质的影响。结果表明,水分胁迫下,千粒重和结实率显著下降,导致单株产量降低,同时株高降低、叶面积减小、叶绿素含量降低;水分胁迫后,稻米的整精米率降低,垩白度和垩白粒率上升,蛋白质含量增加,直链淀粉含量下降,其中,整精米率受到的影响最大。因此,水稻开花期田间保持适宜的水分极其重要。     

晚籼杂交稻新组合Ⅱ优5928的选育与应用

Ⅱ优5928是福建省龙岩市农科所用Ⅱ-32A与自主选育的恢复系龙恢5928育成的晚籼三系杂交水稻新组合。具有高产、抗稻瘟病、熟期适中、适应性广、稻米品质较优等特点,于2008年2月通过福建省品种审定。介绍了Ⅱ优5928的选育经过、特征特性、栽培与制种技术要点。     

播期对紫米稻产量及米质的影响

以紫米稻品种粮田紫1号为材料,在长沙地区比较研究了5个播期条件下紫米稻的产量与稻米品质。结果表明,粮田紫1号全生育期随播期推迟而明显缩短;有效穗数、每穗粒数、结实率与产量均随播栽期推迟而显著提高,5月31日播种处理产量达4 693.0 kg/hm~2;播期对粮田紫1号稻米品质有显著影响,碾米品质以5月11日播种处理最好,5月21日播种处理次之,稻米直链淀粉含量、粗蛋白含量与Se含量以5月21日播种处理最高,稻米Zn含量以5月31日播种处理最高。综合来看,粮田紫1号在长沙地区高产优质栽培的最佳播期为5月21-31日。     

生态环境和播期对小麦籽粒产量及品质性状间相关性的影响

为了解不同生态环境下小麦产量与品质性状间的相关性及其受主要气候生态因子影响的变化规律,选用6个不同类型小麦品种在5个不同生态点分期播种。研究结果表明,小麦产量与品质性状间的相关性在不同品种、不同生态点与不同播期条件下存在显著差异。在6个小麦品种中,淀粉含量与面粉筋力间存在负相关关系。南京与姜堰两地在提高小麦品质时产量水平相应降低,而徐州、泰安与保定三地可以同步增加产量与蛋白质含量,但面粉筋力与烘烤品质不能保证相应的提高。晚播与早播、适播相比,蛋白质含量虽有所增加,但产量与其它品质性状都有所下降。随着灌浆期日均温的升高以及日较差的增大,蛋白质含量与沉淀值的相关系数减小;灌浆期间日较差越大,蛋白质含量与千粒重的相关性以及淀粉含量与沉淀值间的相关性均由负相关逐渐趋向于正相关;随灌浆期间的总日照时数增加,淀粉含量与沉淀值间的相关系数增大,由负相关逐渐变为正相关。因此,在小麦生态育种和调优栽培研究中,需要重视不同生态环境因子对小麦籽粒品质性状影响的不同步性。     

不同施肥水平对杂交水稻氮、磷、钾吸收积累的影响

为探索不同施肥量下2个杂交水稻植株氮、磷、钾的吸收积累特性,采用田间小区试验研究了两个杂交稻品种抽穗期和成熟期的植株氮、磷、钾吸收积累。结果表明,2个杂交水稻品种在不同施肥水平下,抽穗期和成熟期茎＋叶鞘、叶、穗各器官内的氮、磷、钾的含量无显著差异;抽穗期,叶的氮含量最高,茎＋叶鞘的磷、钾含量最高;成熟期,叶的氮含量、茎＋叶鞘的磷含量、穗的钾含量均下降。抽穗期,氮、钾吸收量及干物质量红泰优996高于粤优589,磷吸收量粤优589高于红泰优996;成熟期,氮、钾吸收量及干物质量粤优589高于红泰优996,磷吸收量2品种差异不明显。2个杂交水稻品种地上部植株对氮、磷、钾积累量比例的变幅范围均在高产水稻积累变幅范围内。     

基于小波分析的水稻生育期气象因子对产量的影响

为水稻产量趋势化及定量化预报提供依据,对水稻全生育期气象因子与产量的影响关系进行分析。提取1986—2015年间辽宁省水稻产量数据和同期时序气象数据,对水稻气象产量及同期时序气象因子进行连续小波分析,研究水稻气象产量、日照时数、日平均气温等气象因子的时序变化特征;分别利用相干小波分析和交叉小波分析方法,研究水稻气象产量与日照时数、日平均气温等气象因子的相互关系。结果表明:1)辽宁省水稻气象产量存在5~8年和2~3年的显著周期,自2001年之后,水稻在频率上的能量强弱分布不显著,表明气象产量连续丰年的周期在变长;2)对水稻生育期内的气象因子进行连续小波分析,其中除总降水量外,其他气象因子均都存在不同的显著周期。     

播期对三江平原主栽水稻品种品质的影响

通过播期试验,对三江平原5个主栽水稻品种的品质性状进行分析。结果表明,播期对整精米率、垩白米率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量、食味值均有影响,对糙米率、精米率影响较小。随着播期的推迟,整精米率明显降低,外观品质变劣,且二者呈极显著负相关;直链淀粉含量呈升高趋势,蛋白质含量则呈降低趋势;食味值变化因品种而异。对品质各性状的变异系数进行聚类分析,结果表明,垩白粒率、垩白度受播期影响最大,属于敏感性状;糙米率、精米率、食味值、直链淀粉含量和蛋白质含量受播期影响较小,属于迟钝性状;整精米率受播期影响变异幅度在二者之间。综合而言,早播对5个水稻品种整体品质提升具有正向作用;但从食味值角度出发,早熟品种龙粳31和龙粳46适当晚播可能更有利于口感的改善。     

不同气候生态条件下稻米品质性状的变异及主要影响因子分析

 通过多个不同类型品种的分期播种试验，分析了稻米品质诸性状在不同播期气候生态条件下的变异特征，并利用偏相关分析法对水稻灌浆结实期间若干气候生态因子的相对重要性进行综合评价。结果表明，稻米品质各性状可根据在不同播期条件下的变异系数大小划分为3种类型，其中垩白度对气候条件变化最敏感，粒形、粒长等性状较迟钝，而整精米率、胶稠度、直链淀粉含量等性状居中；同一品种晚播与早播相比，一般稻米的垩白度小、整精米率高、碱解值大，而直链淀粉含量的表现则与品种本身直链淀粉含量的高低有关；在影响稻米品质的诸气候生态因子中，水稻灌浆结实期间的日平均温度的作用最大，日平均太阳辐射、日平均温差和平均日照时数次之，而日平均相对湿度和日平均降雨量最小。     

栽培措施对软红冬小麦加工品质的效应

为了解长江中下游麦区大田栽培措施对软红冬小麦品质的影响,以宁麦9号和宁麦14为试材,于2010-2012年度研究了播期、密度和氮肥管理对小麦蛋白质含量、吹泡仪参数和糖酥饼干直径的效应。结果表明,气象条件对小麦品质性状影响较大;播期、密度和氮肥管理在不同年度对宁麦9号和宁麦14品质性状的影响不同,播期、密度和氮肥管理间的互作效应较小。2010-2011年度,播期、密度和氮肥管理等栽培措施对两个小麦品种的多数品质性状的效应不显著,仅晚播处理显著提高了宁麦9号的蛋白质含量,降低了宁麦9号和宁麦14的面团延展性。2011-2012年度,高密度和氮肥后移处理未显著影响宁麦9号的饼干直径,但显著提高了面团弹性;晚播、高密度和氮肥后移处理显著提高了宁麦14的面团弹性,降低了其饼干直径。长江中下游麦区现有的常规栽培措施不利于优质弱筋小麦的生产,应加强大面积推广品种的调优栽培技术研究。