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水稻开花后温和干燥和湿润处理提高产量和品质
摘要：在中国存在一个重大挑战，即在减少淡水供应条件下不影响着粮食的产量和品质。我们设计这个试验的目的就是研究：水稻开花后温和的干燥和湿润交替在灌浆期对产量和品质的影响。试验用到中国扬州的两个地方水稻品种，分别是镇稻88（粳稻）和汕优63（籼稻）。试验设计3个处理：土壤干湿交替和温和干燥（WMD,当土壤水势达到25千帕在15-20厘米深）；出现严重的土壤干燥(WSD，当土壤水势达到50千帕)；普通的灌溉（CI，在水稻抽穗6天之后持续的灌水）。研究表明，在WMD条件下，根氧活性、旗叶的光和速率和灌浆期葡萄糖转换为淀粉的关键酶都有明显的增加，而在WSD条件下，有所下降。同时，和CI条件下做比较，在WMD条件下，水稻的产量提高了9.3到9.5%，而在WSD条件下，下降了7.5到7.8%。相对于CI的灌水量，WMD是CI的44%而WSD是CI的25%。WMD处理有助于提高水稻的外观和蒸煮品质，而WSD却降低了这些品质。我们得出的结论是：在灌浆期，温和干燥湿润处理既有助于提高水稻产量、质量，也可以节约淡水的使用。
水稻是亚洲最重要的主食。提供35到80%的总热量摄入（国际水稻研究所，1997）。在所有的作物中，水稻也是最消耗水资源的作物，在亚洲约占总消耗水
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量的80%。然而，饮用水在逐渐减少，人口却越来越多，为提高城市和工业发展，提高水的可用性和减少污染，避免造成资源枯竭。为降低农业用水供应，威胁灌溉水稻生态系统，必须寻求节水途径，保持水稻的粮食产量（格拉等，1998年，贝尔代等人，2004）。
在亚洲的水稻生产优势系统，直接播种或者在植株达到5到10厘米时移栽（布曼等，2001）。为了减少灌溉用水，应该引进节水制度。例如干燥和湿润交替的灌溉方式（布曼2001，贝尔等人，2004），连续土壤饱和灌溉方式（伯雷利等人1997），内引流术(l拉杰普特1987，拉玛沙米等1997)，都能提高睡袋栽培床 、旱稻系统和非覆盖栽培的淡水利用率。干湿交替的灌溉方式，可以减少淡水的使用，缩短灌溉时期，使土壤在整个生长期都能提供充足的水分。据报道，干湿交替的灌溉方式还可以提高水稻产量。
此外水稻的产量，米质是一个决定性因素，在中国，水稻正朝着高品质大米的方向迈进，因为经济的增长，增加了相当大的购买力。稻米的品质是通过几个标准进行评价，包括加工品质，外观品质，蒸煮和营养品质。和内尔认为，稻米品质取决于两个因素，基因和环境。在粮食利润下降期间，土壤水分状况，显得对稻米品质至关重要。然而，很少有人知道干湿交替的灌溉方法究竟怎么影响水稻的产量和品质。
粮食利润的下降时在水稻生育期是受干旱影响，由空子房发育成颖果，从而影响粮食的质量。主要是这个时期的灌溉情况所致，通常在收获前1到2周停止灌溉。我们并不知道，在早期灌溉是否影响水稻产量和品质。
水稻籽粒的干重中，胚乳约占90%。粮食利润的下降实际上是一个过程。普遍认为，有4中酶发挥着至关重要的作用：蔗糖合成酶、腺苷二磷酸舒缩葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶。因此，重要的是知道如何改变这四
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温和干燥湿润提高水稻产量和品质
种酶的活动，进而影响水稻的水分利用。
植物的光和作用产生的能量有60%被用于合成有机物，其余的被存储起来，供应叶鞘和茎秆，以及提供开花所需要的能量。为了实现更好的产量和质量，细胞的代谢活动必须配合能量的最大活动，在水分胁迫期间，籽粒的水利用率下降，也使光合作用下降，缩短了粮食的周期和利润下降的时期，导致许多粮食干重低于国际标准。这将是可能的，但是，轻度土壤干燥过程中谷物利润的下降将无法抑制的现象，它将加强对碳再活化的植物组织对粮食，导致增加收成指数和粮食产量。
根参与了养分和水分的运输，合成植物激素和植物酶，并和植物嫩芽之间交流。尽管研究的排水连锁在水稻生长和根活力的季节摄取养分和产量形成。没有系统的根据可改变根系活力对水分利用情况的改变。
本研究的目的是探讨是否干湿交替的灌溉方法，对水分在土壤中含量的影响，以及能否保持较高的粮食产量和粮食品质。这种灌溉制度对着两种高产品种的主要品质：研磨性状，外观，蒸煮食味与淀粉粘糊度，以及关键酶的活动对籽粒中蔗糖和淀粉转化的决定作用。
材料与方法 植物材料与培养
镇稻88（粳稻）和籼优63（籼型杂交）这两个高产水稻品种目前广泛用于当地，若在稻田播种，则播期是5月10日和11日，若在山区播种，则播种为6月11日。播种量为每公顷60公斤，施肥量为：每公顷3 0公斤过磷酸钙和40公斤氯化钾。至于尿素，在分蘖期为每公顷40公斤，抽穗期没公顷25公斤。这两个品种在16到17日食进行灌溉，分蘖期结束时停止灌溉，水位在1到6厘米之间。
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处理
选取一块完整的地块，尺寸为3.2*4.2，根据实际情况进行分离，分成一米见宽的小区，上面要覆盖塑料薄膜，用竹签插入地里50CM左右进行固定。灌溉时，采取干湿交替的灌溉方法和大量高效消毒剂，使其湿润含水量要适中。这样6天后，土壤水势达到25千帕（土壤水分含量0.161千克），土壤水分深度15到20厘米，继续灌溉知道土壤水势达到50千帕（土壤水分含量为0.136千克）。这些工作表明，土壤干燥在水稻对水的利用率下降期间没有严重降低粮食产量，只有在严重干旱时才有所影响。用于灌溉的水，应该通过特殊的塑料管线输送，并且需安装一个避雨的钢架，覆盖上塑料薄膜，以使每个小区都能避免雨淋。
生理测量
在抽穗期，株高80到100厘米，在同一个植株上，从上数第15个叶片上做标签。从每个小区都取样6,17,28和42日龄的叶。抽取每个穗上的米粒用来测量生理指标，采用40至50个米粒，杵碎后，倒入特制的试剂内搅拌后冷却。特制的试剂内含：100ML的肝素钠，PH为7.6的氢氧化钠，8ML的氯化镁，2ML甘油，5%的不溶性聚乙烯吡咯烷酮。冷却后，将上层清液，通过4层粗棉过滤层，取剩余的匀浆12千克放置10分钟，留待分析。
仪器与方法
测量水势和光合速率的设备：一个压力室的侧压仪——叶水使用电位仪（型号3000土壤水分设备公司，圣巴巴拉，加利福尼亚），每次测量6个叶片。叶片和根系活力测定应在中午测量最好。
根系活力测定根据拉玛沙米等的研究。测量根时，应注意保持根系的完整，根的长度约为20厘米，挖出根系后，对根进行护理充分，洗净，在烘干箱内烘
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温和干燥湿润提高水稻产量和品质
干，温度为70°C。
取2克鲜根，来测量根的氧化活性，事先准备以烧杯，在烧杯内加入50毫升的泰宁，然后将新鲜根放入其中，摇动，混合，置于室温环境下静置1个月。 最后，去上清液2毫升，混合硝酸钠12毫升，利用分光光度计，根据其颜色测量结果得出结论。这种方法不适合测量干重。
收获及籽粒品质的测量
所有植物在10月5日到6日收获，取4平方米的植株为样本来确定谷物的产量。待谷物水分含量将为0.14克水/克，然后测量生物量和产量。地上部分，即，每平方米穗数，谷物和粮食的重量百分比。随机从个小区内取50株（除边界），每株每穗均脱粒待测，以谷物和粮食的重量百分比来计算粮食产量。千粒重（含14%水分），带入计算式：每小穗总产量=千粒重×百分比×总粒数/1000。 在每个小区各取500克谷物，其中150克放入强制空气烘干箱在40°C下烘干。另取300克放入剥皮机脱粒，磨光，然后分为若干份，从中选取未被破坏的米粒，计算精米率和整米率。整米率和精米率分别表示为百分比。
从碾磨的米粒中选取100粒，每20粒分为一组，用千分尺测微仪测量长度和宽度，并计算其白垩度，以及白垩部位。再者，还应根据中国农业部于1988年颁布的稻米品质测定方法计算白垩的一致性、减消值、直链淀粉的含量。
统计分析
使用sas/stat统计软件来进行方差分析。统计模型包括因变异来源，年份、品种、灌溉处理以及交互作用年份×品种、年份×灌溉处理、品种×灌溉处理。对于每个采样处理，分别进行不同的测试方法，至少找出所有相关性即p=0.05[LSD(0.05)]。
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