水稻节水灌溉的品质效应及其分子机理研究

针对节水灌溉导致稻米品质不稳的问题，研究水稻节水灌溉对稻米品质的影响机理。拟选择3个典型品种，结合盆栽、测坑和小区试验，在7个生育期不同水分条件下，分析水稻产量、品质、各生育阶段植株生长、生理特性的差异，了解水分调控对水稻生长发育进程和经济器官性状的影响。研究水稻的碳合成和氮代谢过程，探讨水分条件对碳、氮代谢过程中关键酶活性的影响规律，在此基础上选择典型酶研究其基因表达丰度，以更准确地解释水稻碳、氮代谢的水分响应机制。综合以上实验数据，建立水分产量品质间的定量关系模型，模拟不同水分条件下水稻的产量和品质，探求在节水且不影响产量的基础上，优质稻米形成的各生育阶段最适灌溉指标。项目将揭示水稻水分效率差异的生理及分子基础，为通过调控灌溉指标实现高效碳氮代谢提供重要的理论依据，进一步为稻米生产的优质、节水高效提出灌溉技术和增加社会公益。

1主要研究内容.基于水分调控、稻米的产量和品质建立了水稻水分—产量—品质函数；通过对水稻水分调控的需水规律、氮代谢和碳代谢的生理、生化机理、水分调控量化指标体系、灌溉效果评价模型等研究，分别建立适合优质、高产和优质高产不同生产目标的水稻分区灌溉模式，确定了水分调控的分区管理指标体系。.2 创新点.（1）阐明了水稻节水灌溉的生理生化机理，为水稻节水灌溉技术的应用奠定了理论基础。.（2）揭示了水稻需水时间、空间特征及其规律，确定了水稻全生育期水稻水分调控规律。.（3）对水稻节水灌溉节水、增产（产量）增加、增收（品质提高）、抗逆效果与水分调控量化指标体系进行系统研究，在综合分析水稻植株生理指标与土壤水分调控之间的耦合关系的基础上，确定了寒地黑土区水稻控制灌溉土壤水分控制阈值。.（4）以水稻控制灌溉技术为核心，建立了不同生产目标的水稻节水控制灌溉水分调控模式，并得到了一定面积的示范推广，实现了由理论技术研究到示范推广应用的有机结合。.3 创新的科学价值.本项目研究成果以水稻需水规律与控制灌溉生理生化机理为基础，在保障有效的植株生理生长活动的前提下，降低了田间的无效耗水，耗水量减少33%。通过调控水稻生长发育过程，协调光热水肥资源的高效利用，提高了水稻抗逆性，改善了农田小气候，稻瘟病的病株率降低43%，病叶率降低42%。较常规灌溉亩节水100m3以上，增产5%以上，实现了节水、优质、高产的目标。 .4 成果.发表核心期刊论文1篇，出版专著1部。.培养2名硕士生（张园媛2013级、安会霞2014级）。.获得黑龙江省科技进步一等奖一项（排名2/11）。.获得黑龙江省科技成果鉴定一项（排名3/11），结论国内领先。