短期高温对水稻籽粒垩白影响的定量研究(2)
垩白指稻米淀粉的白色不透明部分，是决定稻米外观品质的重要指标。垩白增大，则稻米外观品质变差，严重影响稻米的市场价格。一般认为垩白与水稻籽粒胚乳中淀粉粒的排列有关。自然条件下，稻米内部的淀粉相互结合紧密，淀粉粒粘结成团，米粒表现为透明。灌浆不充分时，淀粉粒结合疏松，单个淀粉粒增多，折光率下降，透明度降低，表现为米粒中白色不透明的部分，形成垩白。垩白通常有垩白粒率和垩白度两种表示方法。垩白直接影响稻米的外观品质，同时也影响其他品质指标。Chun等人的研究显示，即使是5%的垩白粒率，也可能使稻米品质明显劣化[10]。一般认为，有垩白的米粒加工时易断裂，垩白降低稻米的加工品质。较多研究表明，垩白度与整精米率负相关；个别研究认为垩白粒率与整精米率正相关[11]。此外，垩白也影响稻米的蒸煮食品质。垩白度是易受气候因子影响的性状。在日平均温度、温度日较差、太阳辐射、湿度等气候因子中，日平均温度的影响最大。大量研究表明，灌浆期高温处理下，垩白显著增加[12,13]。定量研究短期高温对水稻籽粒垩白的影响具有重要意义。在高温对稻米垩白影响的量化方面，前人已经做过较多研究，用垩白度、垩白粒率作为量化垩白的指标。大部分研究的结果表明，灌浆期的温度是影响垩白形成的主要环境因素。此外，垩白的形成也受到太阳辐射、湿度和风速等因素的影响。前人用线性函数、先平后升的分段线性函数、二次函数、指数函数等量化了温度与籽粒垩白的关系[14]。Lanning等人研究了夜间极端温度对垩白的影响，并用二次函数定量描述它们的关系[15]。Tsukaguchi等人研究了同化物供应和心白的关系，并用反比例函数模拟[16]。然而，前人关于温度对稻米垩白影响的研究，大多探讨了相对长时间的高温对垩白的影响，而且主要是灌浆期高温对垩白的影响。对短期、关键时期高温对垩白的影响的量化研究较少。因此，本研究通过不同品种、孕穗期或开花期下、不同温度、不同高温持续时间的人工气候室试验，定量研究了短期高温对水稻籽粒垩白形成的影响，并基于本试验数据，对已有的垩白预测模型进行测试。本研究将为高温下水稻籽粒垩白形成的定量提供模拟和预测基础。
1 材料与方法
1．1 试验方案
本试验于2016年，在南京农业大学如皋市白蒲镇信息农业技术试验示范基地（32°16′N ，120°45′E）的人工气候室中实施。试验材料为两个具有耐热性差异的粳稻品种：淮稻5号（热敏型，记作V1）和武运粳24（耐热型，记作V2）。5月中下旬播种于大田，至6月中旬移栽到直径30cm，高35cm的塑料桶里，每桶3穴，每穴2株。置于大田自然环境下生长。分别于孕穗期或开花期移入人工气候室进行高温处理。处理期间人工气候室的湿度控制在70%，温度波动按照自然环境中气温的日变化进行模拟控制，控制温度与实际温度的相差保持在1℃以内。处理结束后移到大田环境下继续生长。生育期内管理措施与水稻高产栽培相同。高温处理设置2个处理阶段水平，孕穗期处理（S1）和开花期处理（S2）。设置3个温度水平，Tmax/Tmin分别为32℃/22℃（T1）、40℃/30℃（T2）和44℃/34℃（T3）。设置2个持续时间，分别是2d（D1）和4d（D2）。
1．2 取样与测试方法
1．2．1 取样方法
于水稻成熟期取水稻稻穗，每处理取3桶，作为3个重复。贮存三个月后手工脱粒，用于稻米外观品质的测定。
1．2．2 测试指标及测试方法
垩白度采用大米外观品质检测分析系统（万深SC-E大米检测仪，杭州万深检测科技有限公司）进行测定。温室内外的温度数据均用EM50（Decagon Devices，USA）每隔5分钟记录，精确到0.1℃。记录各处理的生育期。
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