孕穗期低温冷害对水稻产量形成、生理特性和稻米品质的影响

摘要

试验于2016-2017年在扬州大学农牧场(32.39°N，119.42°E)进行，试验设置盆栽。以南粳9108、淮稻14、扬两优013和扬两优6号四个水稻品种为供试材料，在孕穗期（叶枕距为-5～-2cm时）进行低温处理。试验设置3个温度，13℃、15℃和17℃的恒温处理，每个温度分别设置CK（对照）、3、5、7、9天处理，人工气候箱内部相对湿度和光照强度模拟试验期间的外界自然条件设定。其中白天(6:00-18:00)开一组补光灯，湿度设置为70％左右，光照强度为15Klux左右。夜间(18:00-6:00)关闭补光灯，湿度设置为80％左右。以自然生长条件下的水稻作为对照。本试验拟通过孕穗期低温及其持续天数对水稻产量、籽粒充实、品质与生理特性的影响研究，以期为江苏地区水稻冷害预防、评估及高产优质生产提供科学依据。主要结果如下:
　　1.孕穗期不同低温冷害对水稻生长及产量形成的影响显著，且品种间存在一定的差异。随着温度的降低和处理时间的延长，水稻的株高、穗长、节间长度逐渐下降，造成成熟期的干物重减少。同时，籽粒充实度降低，空壳率增加。造成产量显著下降的原因是每穗粒数、结实率和千粒重的降低，且结实率的下降幅度在产量构成因素中是最大的。低温冷害对水稻产量的影响存在品种间差异，南粳9108在17℃持续3d以上产量及其构成因素才会与对照呈显著差异，而其他品种在三个温度的不同天数下均与对照呈显著差异，且扬两优013的下降幅度大于其他品种。此外，籼稻品种较粳稻品种受到低温冷害的影响大，其中南粳9108表现出较强的耐冷性，扬两优013无法忍耐13℃持续5d以上的低温而不能按时抽穗灌浆，导致绝产。
　　2.四个水稻品种的光合特性和抗氧化酶活性在不同的低温及持续时间下表现不同的耐受性，且品种间存在差异。水稻叶片的叶绿素含量呈下降趋势，且随着温度的降低和处理时间的延长叶绿素含量下降的越大;叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2(Ci)浓度和蒸腾速率(Tr)均明显下降，其中品种间表现出差异性，即随着处理时间的延长呈现出先降后升再降或先降后升的趋势，且冷敏感品种的净光合速率比耐冷品种下降幅度更大，说明四种品种的抗寒能力具有一定的差异性。孕穗期短时间的低温导致剑叶叶片中SOD、POD和CAT的活性增加，随着低温时间的延长其活性又表现出下降的趋势，即孕穗期低温使得水稻剑叶叶片SOD、POD和CAT的活性表现出先升高后下降的趋势;而丙二醛的含量则随着温度的降低和处理时间的延长逐渐升高，且耐低温品种南粳9108叶片抗氧化酶清除活性氧的能力较强，使得膜脂过氧化减弱，最终MDA含量低于不耐低温型品种。
　　3.孕穗期不同低温冷害对四个水稻品种稻米品质的影响，降低了水稻品种的加工品质，使得糙米率、精米率和整精米率不同程度的下降，其中整精米率的降幅最大;对外观和营养品质的影响表现为降低了籽粒的粒长、粒宽、垩白粒率和垩白度;降低了籽粒的直链淀粉含量，增加了蛋白质含量，有关营养品质的的研究结果与前人的研究结果不一致，孕穗期间温度与直链淀粉和蛋白质含量的关系，目前尚无定论，这可能与直链淀粉和蛋白质含量性状的复杂性有关，还有待于进一步深入研究。淀粉含量降低、垩白度增加、千粒重减少都严重降低稻米的品质，由此可见，低温胁迫对稻米品质具有严重的不利影响。孕穗期低温冷害对稻米淀粉RVA谱特征值的影响表现先为孕穗期温度越低、低温时间越长，稻米的峰值粘度、热浆粘度、最终黏度以及崩解值逐渐降低;消减值逐渐上升，峰值粘度时间逐渐延迟，而起始糊化温度的变化在品种间表现出相反趋势，即粳稻品种在低温下糊化温度逐渐降低，籼稻品种在低温下糊化温度则逐渐升高。一般而言，淀粉的最高粘度和崩解值大，消减值小，稻米的食味性较好。可见，孕穗期低温胁迫使得稻米食味品质变劣。

目录

摘要

第一章 文献综述

1 研究背景

2 水稻低温冷害的研究进展

3 孕穗期低温对水稻产量形成的影响

3．1 对产量及构成因素的影响

3．2 对籽粒充实度和空壳率的影响

3．3 对水稻株型和干物质的影响

4 孕穗期低温对水稻生理特性的影响

4．1 对光合作用和叶绿素的影响

4．2 对叶片抗氧化酶和丙二醛的影响

5 孕穗期低温对稻米品质的影响

6 研究目的与意义

7 主要研究内容

参考文献

第二章 孕穗期低温冷害对水稻产量形成的影响

0 前言

1 材料与方法

1．1 试验地点

1．2 供试材料

1．3 试验设计

1．3 测定项目与方法

1．4 数据计算与统计分析

2．结果分析

2．1 孕穗期低温冷害对水稻产量及其构成因素的影响

2．2 孕穗期低温冷害对水稻籽粒充实度和空壳率的影响

2．3 孕穗期低温冷害对水稻抽穗期及抽穗期叶片枯死率的的影响

2．4 孕穗期低温冷害对水稻品种成熟期株高、穗长、节间长和干物重的影响

3．讨论与小结

3．1 孕穗期低温冷害对水稻产量及其构成因素的影响

3．2 孕穗期低温冷害对水稻籽粒充实度和空壳率的影响

3．3 孕穗期低温冷害对水稻植株生长的影响

3．4 小结

参考文献

第三章 孕穗期低温冷害对水稻生理特性的影响

0 前言

1．材料与方法

1．1 试验地点与供试材料

1．2 试验设计

1．3 测定项目与方法

1．4 数据计算与统计分析

2．结果分析

2．1 孕穗期低温冷害对剑叶叶片叶绿素含量的影响

2．2 孕穗期低温冷害对剑叶叶片光合特性的影响

2．3 孕穗期低温冷害对叶片抗氧化酶和丙二醛的影响

3．讨论与小结

3．1 孕穗期低温冷害对叶片叶绿素含量和光合特性的影响

3．2 孕穗期低温对叶片抗氧化酶和丙二醛的影响

3．3 小结

参考文献

第四章 孕穗期低温冷害对稻米品质的影响

0 前言

1．材料与方法

1．1 试验地点与供试材料

1．2 试验设计

1．3 测定项目与方法

1．4 数据计算与统计分析

2．结果分析

2．1 孕穗期低温冷害对水稻品种加工品质的影响

2．2 孕穗期低温冷害对水稻品种外观品质和营养品质的影响

2．3 孕穗期低温冷害对稻米淀粉RVA谱特征值的影响

3．讨论

3．2 孕穗期低温冷害对水稻品种外观品质和营养品质的影响

3．3 孕穗期低温冷害对稻米淀粉RVA谱特征值的影响

3．4 小结

参考文献

第五章 总结与讨论

1 主要研究结论

1．1 孕穗期低温冷害对水稻生长及产量形成的影响

1．2 孕穗期低温冷害对水稻生理特性的影响

1．3 孕穗期低温冷害对稻米品质的影响

2 本研究创新点

3 需进一步深化和研究的问题

致谢

攻读硕士学位期间发表的文章

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