稻米淀粉、蛋白质和脂质与蒸煮食味品质关系研究进展

蒸煮食味品质是消费者选择稻米的重要评价标准。淀粉、蛋白质和脂质作为稻米的三大主要物质成分,与其蒸煮食味品质关系密切。为进一步探索稻米蒸煮食味品质形成机制及水稻优质栽培技术,本文综述了稻米三大主要物质的组成与分布、合成代谢特点及其与蒸煮食味品质关系的研究进展,总结了干湿交替灌溉技术对稻米三大主要物质及其蒸煮食味品质的影响,并提出了研究存在三大主要物质互作与稻米蒸煮食味品质关系不清楚以及干湿交替灌溉对蒸煮食味品质的调控机制不明确等问题。建议今后基于淀粉、蛋白质和脂质累积与合成代谢的关系深入研究稻米蒸煮食味品质形成机制以及轻-干湿交替灌溉对稻米蒸煮食味品质的调优机制。

水稻低磷胁迫响应及其调控机制的研究进展

土壤缺磷是限制水稻生长发育的关键因素。研究水稻耐低磷的形态生理变化并进一步阐明磷吸收转运途径,对缓解磷胁迫影响水稻产量和品质形成具有积极意义。本文重点概述了水稻在低磷胁迫下根系和地上部形态特征变化以及磷吸收利用的分子生理机制,促进水稻磷吸收利用的水肥管理措施。讨论了今后研究的重点:水稻根系与土壤互作对土壤有机磷释放的影响;植物激素特别是新型激素对水稻磷吸收、转运及分配的调控作用及其机制;开发磷高效水稻品种和提高磷利用效率的栽培调控途径,以期为筛选和培育耐低磷(磷高效)水稻品种及提高磷利用效率的栽培调控提供理论指导。

不同氮肥水平下结实期灌溉方式对水稻弱势粒灌浆及产量的影响

【目的】旨在阐明氮肥和灌溉方式对水稻产量、籽粒灌浆及生理特性的影响。【方法】以大穗型品种甬优2640和中穗型品种淮稻5号为供试材料进行盆钵试验,大田育秧移栽后设置3种氮肥水平,即0 N(不施氮)、MN(2 g N/盆)、HN(4 g N/盆);抽穗至成熟期设置3种灌溉方式,即CI(保持水层灌溉)、WMD(轻干湿交替灌溉,土壤水势-15 k Pa时复水)、WSD(重干湿交替灌溉,土壤水势-30 k Pa时复水)。【结果】在CI下,两个品种产量均以MN水平最高;WMD处理下,两个品种产量均以HN水平最高,但与MN下差异不显著,WSD处理下两个品种产量均以HN最高;而在籽粒灌浆上,两个品种强势粒的灌浆速率和最终粒重在各个水氮处理间无显著差异,弱势粒的灌浆速率和最终粒重在良好水势条件CI和轻度水分胁迫WMD下,分别在0 N和MN水平下表现较优;但在重度水分胁迫WSD下,0N水平表现最低,HN最高,但与MN差异不显著。以上都表明产量与弱势粒的灌浆在水氮间存在着明显的交互作用。在品种间,大穗型籼粳杂交稻甬优2640弱势粒灌浆速率及粒重都低于中穗型常规粳稻淮稻5号,其产量优势主要源自较高的每穗粒数。最后,WMD+MN处理下有较高的氮肥利用率,较少的施氮量获得较高的产量,达到节水节氮增产的效果,其次也增加了根系生理活性和叶片光合性能,非结构性碳水化合物(NSC)转运率,促进了地上部的生长发育,同时也加强了物质运转,促进了灌浆中后期弱势粒籽粒的充实,最终达到产量增加的目的,成为本研究最佳水氮运筹方式。

不同施氮量下籼/粳杂交稻甬优2640产量和氮素吸收利用的特点

旨在探明在不同施氮量下籼/粳杂交稻产量、氮素吸收利用及损失的特点。2018—2019年籼/粳杂交稻品种甬优2640和常规粳稻品种连粳7号(对照品种1)和常规籼稻品种扬稻6号(对照品种2)种植于大田,设置6种施氮量(0、100、200、300、400和500 kg hm^(-2))处理和^(15)N示踪微区试验。3个供试品种的产量均随施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势,甬优2640在施氮量为400 kg hm^(-2)时产量最高,连粳7号和扬稻6号均在施氮量为300 kg hm^(-2)时产量最高。在相同施氮量下,甬优2640的产量高于对照品种。^(15)N示踪试验表明,适量增加施氮量(甬优2640≤400 kg hm^(-2)、连粳7号和扬稻6号≤300 kg hm^(-2)),可以增加成熟期植株和穗中肥料氮积累量、土壤中的残留量、肥料氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的损失量和损失率,降低土壤氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的植株吸收利用率和在土壤的残留率。在相同施氮量下,甬优2640的肥料氮吸收量、在穗中的积累量、对植株地上部氮积累量的贡献率均高于对照品种,肥料氮的损失量、损失率、在土壤的残留率均低于对照品种。肥料氮的21.0%~35.7%、6.7%~23.7%和42.3%~72.6%分别被植株吸收、残留在土壤中以及流失到了生态系统中。在相同施氮量条件下,与常规高产品种相比,籼/粳杂交稻甬优2640的产量和氮吸收利用率均较高,氮损失率较低。在本试验条件下,甬优2640产量和氮肥利用效率协同提高的施氮量为300 kg hm^(-2),产量可达13.0 t hm^(-2)。

干湿交替灌溉对水稻产量与水分利用效率的影响

本研究旨在阐明干湿交替灌溉影响水稻产量的生理机制。大田种植3个当地高产水稻品种武运粳24（粳稻）、扬两优6号（两系杂交籼稻）和甬优2640（三系籼/粳杂交粳稻）。自移栽后7 d设置：常规灌溉（CI,保持水层）和干湿交替灌溉（AWD）,观察这2种灌溉模式对水稻根系与地上部生长发育的影响。结果表明,与CI相比,AWD可以显著提高水稻产量与水分利用效率,3个供试品种产量分别提高了5.34%、5.85%和6.62%,水分利用效率分别提高了28.9%、25.3%和27.6%。产量与水分利用效率的提高主要得益于水稻根系和地上部植株的生理功能的改善,表现出灌浆期较高的根系氧化力、根系伤流液强度、根系与叶片中玉米素与玉米素核苷的含量、剑叶净光合速率、籽粒中较高的蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶活性、较大的深层（10-20 cm）根系、较高的分蘖成穗率与叶面积指数。

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。

不同氮利用率粳稻品种的碳氮积累与转运特征及其生理机制

【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田,设置2个施氮量:全生育期不施氮(0 N)和全生育期施氮180 kg/hm^(2)(180N),比较分析了不同氮利用率粳稻品种干物质生产、氮素积累与转运差异及其机制。【结果】与氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的产量、氮肥利用率、总颖花量和结实率,较高的花前干物质转运量和花后干物质积累量,分蘖至穗分化始期和抽穗至成熟期较高的净同化率和作物生长率,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的籽粒库活性、籽粒中脱落酸与1-氨基环丙烷-1-羧酸含量的比值和茎鞘中较高的非结构性碳水化合物的转运和蔗糖合成相关酶活性以及蔗糖转运蛋白基因的表达量,抽穗后较高的氮转运、氮素吸收量,灌浆期较高的比叶氮含量、叶片中细胞分裂素含量、氮代谢酶活性以及氮素转运相关基因的表达量。【结论】氮高效品种穗分化前和抽穗后较高的物质生产效率以及灌浆期较高的碳氮转运与积累是产量和氮肥利用率协同提高的重要机制。

秸秆还田对稻田土壤和温室气体排放的影响

秸秆还田作为农业生产中的重要环节,具有固碳、促进养分元素循环、减少化肥施用、维持土壤肥力的积极作用。本文概述了作物秸秆的利用现状、秸秆还田对稻田土壤理化性质及温室气体排放的影响,并对秸秆还田研究进行了展望。

施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响

为探明施氮量对不同水稻品种产量、氮肥利用率和农艺性状的影响,以适合江苏省种植的12个中粳稻(含籼/粳杂交稻)品种为材料,大田种植,设置0N(全生育期不施氮)、200N(全生育期施纯氮200kg/hm2)和360N(全生育期施纯氮360kg/hm2)3个施氮量处理,研究各品种产量、氮肥利用率和一些农艺性状的差异。结果表明:甬优2640在3个施氮水平产量均最高,库容量大是其高产的主要原因。其他品种产量对氮肥响应的表现不一。在较低氮(0N、200N)条件下,淮稻13号和武运粳30的产量较高,宁粳1号和扬粳4038的产量较低。在高氮(360N)条件下,宁粳1号和扬粳4038产量较高。在较低施氮量条件下,产量和氮肥利用率较高的品种具有较高的干物质积累量、茎蘖成穗率、叶面积指数、粒叶比及群体生长速率,这些指标可作为筛选氮高效品种的农艺性状指标。

施氮量对超级稻南粳9108产量、淀粉RVA谱特征值和理化特性的影响

为探明施氮量对水稻RVA谱特征值、稻米淀粉结构和理化特性的影响,以超级稻品种南粳9108为材料,在大田种植,设置3个施氮水平,分别为全生育期不施氮(N0)、施纯氮180kg/hm^(2)(N180)和360kg/hm^(2)(N360),研究了淀粉结构和理化性质与RVA谱特征值的关系。结果表明,与N0相比,N180和N360处理下南粳9108的产量显著增加,氮肥利用率则逐渐降低。与N0相比,N180处理下南粳9108的崩解值、热浆黏度、峰值黏度、糊化温度和胶稠度提升,消减值和直链淀粉含量降低;提高了支链淀粉中短中链含量、淀粉的无序结构、溶解度和膨胀度,降低了糊化焓和结晶度。N360处理的结果与上述结果相反。相关性分析表明,支链淀粉短中链含量与崩解值、淀粉的无序结构、溶解度和膨胀度呈显著或极显著正相关,与糊化焓、结晶度和消减值呈显著或极显著负相关。综上可得,全生育期施纯氮180kg/hm^(2)时南粳9108支链淀粉结构和淀粉理化性质得到改善,优化了RVA谱特征值,使蒸煮食味品质变优。

不同氮效率粳稻品种的冠层特征

探明氮高效水稻品种的冠层特征,对于培育和筛选氮高效品种具有重要意义。以2个氮高效品种武运粳30号和连粳7号及2个氮低效品种扬粳4038和宁粳1号作为材料进行大田试验,观察了两类水稻品种的冠层特征及其与产量和氮肥利用率间的关系。结果表明,与氮低效品种相比,氮高效品种总颖花量、结实率、产量和氮肥利用率较高;氮高效品种抽穗期具有较高的单茎茎鞘重、光合速率、光合氮素利用效率、剑叶厚度、比叶重、中上层冠层的光截获量及冠层顶部比叶氮含量、氮消减系数和光氮匹配度,上述主要冠层特征与产量及氮素籽粒生产效率呈显著或极显著正相关。这些冠层特征可作为筛选和培育氮高效水稻品种以及培育高产高效群体的重要指标。

水稻绿色性状形成的生理基础

阐明水稻绿色性状形成的生理基础对于指导绿色超级稻品种的选育及其栽培均有重要意义。该文以"抗旱性强、水分高效、营养高效"等绿色性状为重点,从叶片生理性状、内源激素水平、根系形态生理、群体冠层特征等方面概述了水稻绿色性状形成的生理机制。叶片蒸腾效率和碳、氮代谢相关酶活性较高,激素之间平衡特别是脱落酸与乙烯比值及精胺或亚精胺与腐胺比值高,根量大、根系扎得深、根系活性强,根尖细胞中的线粒体、高尔基体等数目多,根系分泌物中苹果酸和琥珀酸浓度较高,群体冠层质量好尤其是粒叶比、糖花比和收获指数高是高产优质、抗旱性强、水分和养分高效利用等绿色性状形成的重要生理基础。今后需要深入研究各绿色性状形成的生理生化机制及其相互关系,各绿色性状协调形成的生理基础、环境适应性和栽培调控的作用及其调控原理。