基于水稻冠层光谱特征构建粳型水稻籽粒蛋白质含量预测模型

水稻籽粒蛋白质含量是评价稻米品质的主要指标之一。本文以不同施氮水平下的4年田间试验为基础,系统分析了水稻成熟籽粒蛋白质含量与不同时期冠层反射光谱的相关性。结果显示,籽粒蛋白质含量与可见光波段(460~710 nm) 反射率呈负相关,与近红外波段(760~1 220 nm) 反射率呈正相关,其中孕穗期冠层单波段反射率与成熟籽粒蛋白质含量的相关性最高,在16个波段中以760 nm波段反射率与籽粒蛋白质含量的拟合效果最好,复相关系数达0.795。进一步分析比值植被指数、差值植被指数、归一化植被指数和红边参数等光谱参数与成熟籽粒蛋白质含量的相关性,运用线性逐步回归分析方法对相关拟合较好的16个参数进行筛选,建立了水稻成熟籽粒蛋白质含量（GPC）监测模型,GPC=－0.15× DVI(1 500, 950) + 3.00。利用不同年份不同品种及不同施氮水平下的观测数据对模型进行检验,预测值和实测值的精确度为0.56~0.86,准确度为0.85~1.18,根均方差（RMSE）为3.51%~19.91%,表明模型预测值与实测值之间符合度较高,对水稻成熟籽粒蛋白质含量具有较好的预测性。     

灌水对强筋小麦籽粒产量和蛋白质含量及其稳定性的影响

2005—2006年小麦生长季, 利用7个强筋品种, 按统一设计方案分别在7个省进行田间试验, 研究灌水在不同生态环境下对籽粒产量和蛋白质含量及其稳定性的调控效应。结果表明, 在小麦生育期平均降水量低于常年的情况下, 各试验点的平均产量以灌3次水(灌水时期分别为春2叶露尖、春5叶露尖和开花期,每次灌水量均为600 m³ hm^-2)的处理最高, 显著高于灌2次水(灌水时期为春5叶露尖和开花期, 每次灌水量均为600 m³ hm^-2)和灌1次水(灌水时期为春5叶露尖期, 灌水量为600 m³ hm^-2)的处理, 但与灌4次水(灌水时期分别为春2叶露尖、春5叶露尖、开花期和灌浆期,每次灌水量均为600 m³ hm^-2)的处理差异不显著。随着灌水次数和灌水量的增加, 各试验点总体呈现产量提高和试验点间差异缩小的趋势, 产量环境指数越低的试验点, 灌水处理的增产效果越好。说明灌水可使不同生态环境下强筋小麦产量的稳定性增强。平均产量越高的品种, 在各试验点间的产量变异越小, 即稳定性越好; 产量的环境指数越高, 品种间产量变异系数越小。不同灌水处理的籽粒蛋白质含量差异显著, 随灌水次数增加, 平均蛋白质含量有逐渐降低的趋势, 但在降水过少的河北任丘试验点, 增加灌水使蛋白质含量有所提高。同一品种在不同试验点的蛋白质含量有较大变化。在各试验点间变异系数小的品种, 其蛋白质含量静态稳定性较好; 而变异系数大的品种则对生态环境变化有较大反应, 说明其品质的栽培可塑性较强。     

大麦的籽粒褪色和籽粒蛋白质含量间的遗传相关

籽粒颜色和籽粒蛋白质含量(GPC)是用于麦芽制造和酿造业的大麦籽粒的两个最重要的特性。籽粒颜色是受由涉及Cochilobolus sativus Fusarium Graminearum Schwab和Alternaria spp．在内的几种真菌引起的综合病害(籽粒褪色病，KD)负面影响的。KD使外稃和内稃变成褐色和黑色，这将降低籽粒用于麦芽制造的价值。     

不同灌水处理对强筋小麦籽粒产量和蛋白质组分含量的影响

在小麦全生育期降水47.9 mm的条件下,对7个强筋小麦品种,采用二因素裂区设计,研究了不同灌水处理对籽粒产量、蛋白质组分和沉降值的影响。结果表明,籽粒产量和千粒重均以春季灌3水(春2叶露尖、春5叶露尖和开花期分别灌水40 m³)处理最高,与灌1水（春5叶露尖灌水40 m³）处理差异显著。烟农19的产量最高,与其他品种差异显著。不同灌水处理对醇溶蛋白含量的影响较大,以灌3水处理最高,与灌1水和2水（春5叶露尖和开花期分别灌水40 m³）处理差异显著。不同品种各蛋白质组分差异均显著,品种间谷蛋白含量的变异系数最大。不同品种在不同灌水条件下均表现为谷蛋白含量>醇溶蛋白>清蛋白>球蛋白,其比例约为3.6∶2.7∶1.7∶1。不同灌水处理间沉降值差异不显著,品种间差异极显著。综合考虑小麦产量和品质,在本试验条件下,以春季灌3次水为宜。     

玉米籽粒蛋白质含量的遗传效应及其与产量的关系

用来自5个不同基础群体的14个自选系作母本,不同优势群的5个测验系作父本,采用NC II交配设计配成70个杂交组合,进行了2年3点的田间试验。利用近红外光谱,对亲本及其杂交种的籽粒蛋白质含量进行了分析,同时分析了籽粒产量与蛋白质含量的相关性。结果表明,父、母本及其70个杂交组合间的基因型方差均达到极显著水平;8822和M是蛋白质含量较高的两个基础群体,以之作母本对提高杂交种籽粒的蛋白质含量起主导作用。控制籽粒蛋白质含量的基因以加性效应为主,加性方差占基因型方差的94.29%,但广义遗传力和狭义遗传力相对较低,分别为35.83%和33.94%,说明环境因素对籽粒蛋白含量影响明显。籽粒产量与蛋白质含量相关不显著(r = 0.053),因此,扩大变异选择范围,实现优良基因聚合,产量和蛋白质含量性状可以同步得到改良。     

水稻籽粒蛋白质含量的空间分布特征

为解析2种穗型水稻籽粒蛋白质含量的空间分布特征。以弯曲穗型‘两优培九’和直立穗型‘武香粳14号’为材料,研究了在2个施氮水平下,籽粒蛋白质含量在穗上不同部位和不同粒位间的差异及其分布特征。结果表明:穗内各籽粒在不同蛋白质含量区间的频数变化趋势呈正态分布;在稻穗的同一部位,2个供试品种一次枝梗上的籽粒蛋白质含量高于二次枝梗;一次枝梗上的籽粒蛋白质含量以第2粒位籽粒较低,第1粒位的籽粒较高;二次枝梗上第1粒位籽粒的蛋白质含量较高。蛋白质含量在穗上不同部位及一、二次枝梗上的分布因品种和施氮量的不同而异,施氮量在110~220 kg/hm2范围内,增施氮肥可以减少穗内粒间的籽粒蛋白质含量差异。     

纳米锌和离子锌对水稻产量形成及籽粒锌含量的影响

以优质食味粳稻南粳9108为材料,于2018和2019年采用盆栽试验方式,设置了纳米锌和离子锌2种锌形态及4个施用量（0、7.5、30和60kg/hm²）处理,研究了不同用量纳米锌和离子锌对水稻产量及其构成因素和籽粒锌积累量的影响,为水稻锌肥合理选择和施用提供科学依据。结果表明,与不施锌处理（CK）相比,纳米锌和离子锌施用均能显著增加水稻产量,各处理增产幅度在1.3%~11.9%,且水稻籽粒产量随锌施用量的增加而增加。相同锌施用量条件下,纳米锌增产效果显著高于离子锌处理,其原因在于纳米锌处理水稻具有更高的有效穗数、穗粒数和结实率。与离子锌处理相比,纳米锌处理显著提高了水稻干物质积累量、叶面积指数、叶片净光合速率、叶片气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率,从而促进了水稻产量的形成。与CK处理相比,纳米锌和离子锌施用均可显著增加籽粒锌含量和锌积累量。纳米锌处理的籽粒锌含量和积累量分别较离子锌处理增加了4.5%~10.3%和6.2%~15.4%。综上所述,对于促进水稻籽粒产量及其构成因素,纳米锌较离子锌具有明显优势,同时施用纳米锌能够有效提高籽粒锌含量,可作为提高稻米营养品质的有效措施。     

紫外线(UV-B)照射对水稻产量及稻米蛋白质含量的影响

以抗紫外线UV-B的日本粳稻品种Sasanishiki为材料,1999年和2000年在大田条件下,探讨了不同生育时期的UV-B处理对水稻产量、糙米的大小及蛋白质含量的影响.结果表明,营养生长期(移栽至幼穗分化)、生殖生长期(幼穗分化至抽穗)及抽穗成熟期的UV-B处理对Sasanishiki的产量及其构成因素的影响不显著;生殖生长期(幼穗分化至抽穗)与     

不同水稻品种蛋白质含量的分析

通过对6个不同品种间籽粒蛋白质含量在同一灌浆期的比较,各个品种籽粒蛋白质含量在灌浆的四个时期的动态变化分析,以及籽粒蛋白质含量的变化规律与灌浆速率的关系分析,结果发现：每个品种的蛋白质积累过程中都有一个明显猛增的飞跃期,且多处于灌浆速率最快时期以外（后、末期）,且XR243增幅大,营养品质高,可作为培育高蛋白杂交后代的首选亲本品种。相关分析表明,籽粒可溶性糖含量和蛋白质含量之间不存在显著性相关,说明水稻自抽穗到完全成熟,碳、氮代谢基本上是两个相对独立进行的过程。     

不同穗型水稻产量形成及物质生产分析

以穗倾角为分类依据,研究了不同穗型水稻群体产量形成和干物质生产特点。结果表明,直立穗型、半弯曲穗型、弯曲穗型品种平均产量依次降低,成粒率和千粒重较高是直立穗型高产的主要原因;弯曲穗型品种抽穗期干物重和表观输出率较高,直立穗型品种较低;直立穗型品种抽穗后干物重和成熟期干物重明显高于另二种穗型,抽穗后干物重占成熟期干物重和产量的百分比也较高;直立穗型品种上三叶短而宽、上中部叶片直立而下部叶片较平展,半弯曲穗型品种上三叶长而窄、叶片较平展,弯曲穗型品种上三叶长而宽、上部叶片平展而中下部叶片较直立;抽穗后直立穗型品种群体中下部透光性能好、叶面积和叶绿素含量下降较慢、丙二醛含量上升较慢;直立穗型和半弯曲穗型品种抽穗后单个颖花拥有的干物质越多,成粒率越高。     

不同耕作方式和栽培密度下强化栽培水稻的生长发育与产量形成

以三系杂交组合金优253和中优315为试验材料,在两种土壤耕作方式和三种栽培密度下,研究了强化栽培水稻的生长发育与产量形成。结果表明,耕作方式和栽培密度对强化栽培水稻的生长发育和产量产生明显影响。相同耕作方式不同密度下,单株分蘖数随株行距的增加而增加,单位面积分蘖数随株行距的增加而下降;抽穗期最大叶面积指数及其衰减率随株行距的增加而下降;抽穗前的群体干物质积累量随株行距的增加而下降,抽穗至成熟期的群体干物质积累量以中等密度的最大,但成熟期群体干物质积累量仍随株行距的增加而下降;茎叶干物质表观输出率随株行距的增加而下降;单位面积有效穗数随株行距的增加而显著下降,每穗总粒数、结实率和千粒重随株行距的增加而增加。免耕条件下的强化栽培水稻产量随株行距的增加而下降,常耕条件下的产量则以中等株行距处理的最高。     

旱种水稻生育特性与产量形成的研究

以杂交籼稻汕优63和粳稻镇稻88为材料, 研究了旱种(地膜覆盖栽培)水稻的生长发育与产量形成的特性. 与水种(常规栽培, 对照)相比, 旱种水稻在有效分蘖临界叶龄期前分蘖发生慢、叶面积指数小, 干物质积累少, 在拔节期则相反. 旱种水稻的各节间长度、分蘖成穗率、粒叶比[颖花数/叶(cm2)]、灌浆中后期的叶片光合速率、成熟期干物     

北方粳稻不同品种产量及其与穗部性状相关性研究

研究北方超级稻沈农265和沈农6014的产量及其与穗部性状相关性的结果表明,沈农265和沈农6014产量水平较高.其中沈农265比对照品种辽粳294和辽粳371分别增产7.96%和14.16%,与二者的产量差异均达到了显著水平;沈农6014比对照品种辽粳294和辽粳371分别增产9.50%和15.80%,与它们的产量差异也达到了显著水平.虽然沈农265和沈农6014的千粒重和穗数较低,但可以通过保证较高的每穗粒数来获得高产.结实率与一次枝梗数、一次枝梗粒数、一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度呈显著或极显著的正相关.产量与着粒密度呈显著的正相关,而结实率与着粒密度的相关性不显著,表明遗传改良已经克服了着粒密度对结实性的不利影响,提高千粒重是超高产品种进一步高产的重要途径.     

我国水稻品种的蛋白质含量及与米质的相关性研究

研究了5 323份稻谷样品（籼稻谷3 805份、粳稻谷1 518份）的蛋白质含量的分布特点、类别比例及与稻米品质的关系。结果表明，我国当前生产上应用的水稻品种的蛋白质含量呈单峰曲线分布，虽覆盖6.0%~15.7%的宽广范围，但主要分布于8.0%~11.0%；籼稻与粳稻蛋白质含量的分布曲线有所差别。约73%的水稻品种具中等蛋白质含量，高、低蛋白的品种分别占14%和13%；其中高蛋白籼稻品种的比例是粳稻的6倍，而低蛋白籼稻品种仅为粳稻的1/3。蛋白质含量对稻米的垩白度、透明度及直链淀粉含量等品质指标有负面影响，因而高蛋白品种的优质率显著低于中等及低蛋白的品种。本文还对稻谷、谷壳、糙米和精米等不同形态样品的蛋白质含量作了比较，并进行了相关和回归分析。     

外源ABA和GA对水稻不同粒位籽粒主要米质性状的影响

以中熟籼稻扬稻6号和中熟粳稻扬粳9538为材料,灌浆初期通过喷施低浓度的ABA (75.7 μmol L^-1)和GA (57.7 μmol L^-1)处理,研究其对水稻穗部不同粒位籽粒品质的影响。结果表明,灌浆初期喷施低浓度的外源ABA和GA对米质影响较大,影响程度因激素种类和籽粒着生部位不同而异。ABA增加千粒重和整精米率,降低垩白度;其影响对同枝梗上开花较迟的籽粒大于对其他粒位籽粒,对同部位二次枝梗籽粒大于对一次枝梗籽粒。外源GA处理则显著或极显著降低千粒重、整精米率、胶稠度、粗蛋白含量,增加垩白度、直链淀粉含量;同一枝梗不同粒位籽粒间,对较早开花籽粒千粒重和整精米率的影响大于对较迟开花籽粒,对垩白度、直链淀粉含量和蛋白质的影响则与ABA相反。