覆蓋旱種對水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的影響及其生理機制.pdf

1、二十一世紀的全球農(nóng)業(yè)面臨兩大挑戰(zhàn)：一是為滿足人口的增長需要不斷增加糧食產(chǎn)量，二是在不斷增加糧食產(chǎn)量的同時需要應(yīng)對水資源的日益減少。覆膜或覆草旱種是近年來發(fā)展起來的水稻節(jié)水栽培技術(shù)，具有明顯的節(jié)水效果。但對于在不同旱種方式下水稻品質(zhì)形成特點的研究很少，在旱種條件下產(chǎn)量和稻米品質(zhì)形成的生理機制尚不清楚。本研究以粳稻鎮(zhèn)稻88、秈稻揚稻6號和雜交秈稻汕優(yōu)63為材料，進行裸地旱種(NM)，地膜覆蓋旱種(PM)和麥秸稈覆蓋旱種(SM)，以常規(guī)水種(

2、TF)為對照，分析了覆蓋旱種對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理機制。主要結(jié)果如下： 1、與TF相比，旱種水稻產(chǎn)量均有不同程度的下降，NM、PM和SM的減產(chǎn)率分別為37％～49％，8.5％～17％和0.3％～0.7％，NM和PM的產(chǎn)量與TF有顯著差異，SM的產(chǎn)量與TF差異不顯著。NM的穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重均較TF顯著降低，因而表現(xiàn)為嚴重減產(chǎn)；PM減產(chǎn)的原因主要在于總穎花量和千粒重的下降；SM的每穗粒數(shù)較TF顯著減少，但結(jié)實率

3、和粒重較TF顯著提高；PM和NM處理的最大灌漿速率和平均灌漿速率較TF顯著降低，SM處理則顯著增加。表明SM處理粒重的增加與灌漿速率的增大有關(guān)，而PM和NM處理粒重降低，籽粒灌漿速率減小是重要原因。 2、在整個水稻生長期各處理的平均灌溉用水量，PM為206 mm，SM為233 mm，NM為258 mm，分別為TF(953 mm)的22％、24％和27％。所有旱種處理均較TF顯著提高了灌溉水的利用效率(單位灌溉水生產(chǎn)的稻谷)，增加

4、的幅度PM為267％～367％，SM為278％～321％，NM為98％~138％。表明SM在保持較高產(chǎn)量的同時可以大幅度地提高水分利用效率。 3、SM改善了稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)，NM和PM則降低了稻米品質(zhì)；SM提高了稻米的最高粘度和崩解值，降低了稻米的熱漿粘度、最終粘度和消減值，NM和PM的結(jié)果則相反，說明SM可以改善稻米的品質(zhì)。 4、與TF相比，SM提高了籽粒灌漿期的根系氧化力、光合速率和籽粒中蔗糖合成酶

5、( SuSase)，腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合成酶(StSase)和淀粉分枝酶(SBE)活性，NM和PM則降低了上述生理參數(shù)。 5、結(jié)實期籽粒吲哚-3-乙酸(IAA)、赤霉酸(GAI+GA4)、玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)含量在灌漿早期處理間差異很小，在灌漿中、后期則表現(xiàn)為SM>TF>PM>NM，乙烯釋放速率則表現(xiàn)為NM>PM>TF>SM。PM和SM增加了籽粒脫落酸(ABA)濃度，但與TF無顯著差異，

6、NM則顯著增加了籽粒ABA含量。灌漿中后期籽粒IAA和GA1+GA4、灌漿前中期籽粒ABA及灌漿各期籽粒Z+ZR濃度與粒重、出糙率、精米率和崩解值呈顯著或極顯著的正相關(guān)(r=0.71*～0.96**)，與消減值呈顯著或極顯著負相關(guān)(r=-0.76*~0.91**)。灌漿后期籽粒IAA和Z+ZR濃度與堊白米率和堊白度呈顯著或極顯著負相關(guān)(r=-0.73*~-0.85**)。灌漿各期籽粒乙烯釋放速率與粒重、出糙率、精米率、堿解值和崩解值呈顯

7、著或極顯著的負相關(guān)(t=-0.71*~-0.96**)，與堊白米率、堊白度和消減值呈顯著或極顯著的正相關(guān)(r=0.73*～0.93**)。 6、SM增加了ABA與1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC)的比值(ABA/ACC)，NM和PM則降低了ABA/ACC值，表明在NM和PM條件下乙烯的增加超過了ABA的增加。籽粒ABA含量與籽粒灌漿速率呈漸近線函數(shù)關(guān)系，乙烯釋放速率與籽粒灌漿速率呈衰減的指數(shù)函數(shù)關(guān)系，ABA/ACC比值與灌漿速率

8、則呈直線相關(guān)。在抽穗后7～10 d對TF或PM稻穗噴施乙烯合成抑制物質(zhì)氨基-乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)或ABA，顯著地降低了籽粒中乙烯的釋放速率，提高了籽粒中SuSase、AGPase和可溶性StSase活性，增加了灌漿速率和粒重；噴施乙烯合成促進物質(zhì)乙烯利或ABA合成抑制物質(zhì)氟草酮，結(jié)果則相反。表明ABA和乙烯的相互作用調(diào)控了籽粒灌漿。 上述結(jié)果說明，覆膜旱種和覆草均可顯著地提高水分利用效率。覆草旱種不僅能獲得較高的產(chǎn)量，而