四川弱光条件下稻米品质形成及栽培调控

【作者】 邓飞； 周伟； 陈勇； 陈虹； 陶有凤； 任万军；

【机构】 四川农业大学；

【摘要】 【研究背景】四川是西部唯一的粮食主产省。水稻是四川第一大粮食作物。全省水稻常年种植面积近200×10~4 hm~2,产量约1500×10~4 t,是确保口粮安全的重要保障。但四川盆地具有"多云雾、寡日照"气候生态特点,古有"蜀犬吠日"之典故,是典型的弱光寡照稻区。弱光条件下,水稻光合生产受阻,产量大幅降低,稻米品质变劣,并加重了病虫害、倒伏等次生灾害发生。四川盆地独特的弱光环境已成为制约当地水稻优质高产的主要症结所在。因此,研究阐明弱光条件下稻米品质形成规律,明确优质栽培调控途径,对水稻优质绿色具有重要的意义。【材料与方法】以不同弱光适应性水稻品种为研究材料,从"多年多点田间试验与农业气象数据耦合分析—田间控光试验生理生化特性测定—人工气候室机理解析"结合研究弱光条件对四川水稻生产的影响,分析不同水稻品种对弱光条件的品质适应特性,探究栽培措施对品种与弱光互作的品质调控机制,从而为明确四川盆地弱光条件下水稻品质形成与建立耐弱光优质栽培技术提供支撑。【结果与分析】(1)抽穗后是四川水稻生产上遭遇弱光频率最高的时期,弱光导致水稻花药开裂率降低,散粉受精过程受阻,颖花受精率下降;加之弱光胁迫下籽粒灌浆受阻,灌浆速率下降,导致粒重降低,瘪粒增多,产量大幅降低。(2)弱光制约了水稻(特别是穗下部)籽粒胚乳细胞和淀粉体发育,稻米蛋白质和支链淀粉含量、小颗粒淀粉和大颗粒淀粉,以及长支链淀粉比例增加,直链淀粉含量和短支链淀粉比例降低,进而导致淀粉结晶度和颗粒均匀性下降,垩白增加,米质变差。(3)不同品种的弱光适应性不同。以Ⅱ优498等为代表的耐弱光高产品种,在弱光下能保持较高的净光合速率,并促进茎鞘NSC的转运再利用来弥补光合产物供给不足对水稻产量的影响。以宜香优2115为代表的弱光下品质稳定性品种,则能保持较低的垩白度、消解值,较高的崩解值和食味品质。(4)栽培因子可以调控水稻品种对弱光的适应进而改善品质。推迟播栽期后提高了灌浆中后期籽粒GBSS、SSS活性和SBE活性,减小淀粉结晶度和分支度,降低淀粉粘滞性和糊化特性;"减穴稳苗"群体配置提高了单穴立体空间,改善冠层光分布、微气候和中后期群体通风透光条件;"增效氮肥、减量攻中、水肥耦合"系统营养技术,构建紧凑挺拔株型,延缓叶片衰老,提高结实率和充实度,确保优质丰产;【结论】弱光条件下,籽粒淀粉积累受阻,淀粉结构结构改变是稻米品质变差的主要原因之一。在筛选出高适应性品种基础上,采用以"中稻迟栽适应光温、减穴稳苗配置群体、系统营养优化株型"为核心的栽培调控技术是确保弱光区域水稻优质丰产的重要途径。更多还原