高CO2濃度和剪葉疏花對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響.pdf

1、大氣CO2濃度持續(xù)增高是全球氣候變化因子中最為突出和確定的現(xiàn)象。作為光合作用的底物，高CO2濃度增加了水稻碳源的供應進而導致產(chǎn)量增加和品質(zhì)改變，但這種影響是否與植株源庫水平及互作有關(guān)？其可能原因是什么？這方面的研究非常缺乏。本研究利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)平臺，模擬2050年大氣CO2濃度(580μmol·mol-1)，設置兩個剪葉疏花實驗，研究開放條件下高CO2濃度、人為源庫處理對水稻產(chǎn)量性狀以

2、及稻米加工、外觀、營養(yǎng)和蒸煮/食味品質(zhì)的影響及其種間差異。
　　試驗一以超級雜交稻Y兩優(yōu)900和南粳9108為試驗材料，齊穗期源庫改變設對照(CK)、剪除劍葉(LC1)、剪除所有功能葉(LC3)、間隔剪去1/3的枝梗(1/3SR)以及間隔剪去1/2的枝梗(1/2SR)。主要結(jié)果如下:
　　1.與AMB相比，F(xiàn)ACE處理使兩品種籽粒產(chǎn)量平均增加8％*，其中CK、LC1、LC3、1/3SR和1/2SR處理水稻產(chǎn)量分別增加5％、1

3、5％**、21％**、1％、-0.3％。與CK相比，LC1、LC3、1/3SR和1/2SR處理使兩水稻籽粒產(chǎn)量平均分別下降9％*、44％**、22％**、43％**。從產(chǎn)量因子看，F(xiàn)ACE對穗數(shù)(3％)、每穗穎花數(shù)和飽粒重影響較小，但使飽粒率平均增加3％，CK、LC1、LC3、1/3SR和1/2SR處理下分別增加1％、11％+、11％、-1％、-1％。與CK相比，LC1、LC3處理使飽粒率分別下降10％**和46％**;1/3SR、1/

4、2SR處理使每穗穎花數(shù)分別下降32％**和49％*，但使飽粒率（約10％**）和飽粒重(2％)明顯增加。
　　2.FACE使出糙率、出精率和整精米率略降，但均未達顯著水平。與CK相比，源庫處理使出精率均下降，疏花處理使出糙率下降，降幅較小(＜2％)但多達顯著或極顯著水平。
　　3.FACE使不同源庫處理水稻精米籽粒長度、寬度、長寬比和堊白粒率均無顯著影響，但使堊白度平均增加15％，增幅為3～44％。與CK相比，LC3處理使粒

5、長和堊白度平均分別增加2％**和24％**;疏花處理使粒寬增加而長寬比減小(＜2％)，多達顯著水平。
　　4.FACE使不同源庫處理水稻精米蛋白質(zhì)濃度下降6～18％**，平均降幅為11％**。FACE使精米元素濃度均呈下降趨勢，其中S、Mg、 Ca、Zn、Fe、Mn、Cu濃度降幅均達0.1以上顯著水平(14～37％);相反，F(xiàn)ACE使精米植酸濃度平均增加5％。與CK相比，源庫處理(LC1除外)使蛋白質(zhì)濃度極顯著增加;剪葉處理使S、

6、Mg、Ca、Zn、Fe、Mn濃度均呈增加趨勢，而植酸濃度表現(xiàn)相反;疏花處理使P、S、Mg、Ca、Zn、Fe、Cu濃度增加。
　　5.FACE使米粉崩解值平均增加7％*，但使消減值平均降低2％。與CK相比，剪源疏庫使米粉消減值增加（＜14％**），使崩解值下降(＜17％**)。就蒸煮食味品質(zhì)而言，F(xiàn)ACE使米飯外觀、黏度、平衡度和食味值均增加(9～12％**)，而使米飯硬度下降(6％**)。與CK相比，源庫處理(LC1除外)使米飯外

7、觀、黏度、平衡度、食味值一致下降，而使米飯硬度增加，多達0.05以上顯著水平。
　　6.FACE使DSC曲線峰值溫度和終止溫度增加(約1％)，使米粉熱焓值和DSC曲線峰寬度下降(4～6％)，但對起始溫度、峰高度無顯著影響。源庫處理對上述指標多無顯著影響。就淀粉粒徑而言，F(xiàn)ACE使淀粉粒體積、表面積加權(quán)平均值和大粒徑淀粉粒所占比例增加(2～4％)，使小、中粒徑淀粉粒所占比例下降(3～4％);與CK相比，LC3、1/3SR和1/2SR

8、處理使前3個參數(shù)下降(2～5％)，使后兩個參數(shù)增加(3～8％)，均達極顯著水平。
　　7.除產(chǎn)量、食味品質(zhì)以及DSC曲線相關(guān)指標外，CO2處理與品種對其他指標多存在不同程度的互作效應;CO2處理與源庫處理間的互作對產(chǎn)量、飽粒率、蛋白質(zhì)、P、K、崩解值、淀粉體積加權(quán)平均值、中粒徑或大粒徑淀粉粒占比的影響均達0.1以上顯著水平。
　　實驗二以常規(guī)粳稻武運粳24為材料，源庫處理設CK、拔節(jié)期剪50％葉(LCH)、剪100％葉(LC

9、A)、齊穗期剪去1次枝梗(SR1)和剪去2次枝梗(SR2)。主要結(jié)果如下:
　　1.與AMB相比，F(xiàn)ACE處理使WYJ24籽粒產(chǎn)量平均增加2％，在CK、LCH、LCA、SR1和SR2處理條件下分別增加5％、3％、19％+、-14％和-7％。與CK相比，LCH、LCA、SR1和SR2處理使其分別下降13％*、23％**、42％**、37％**。FACE使飽粒率增加(2％)，使每穗穎花數(shù)減少(3％)，但對單位面積穗數(shù)、飽粒重沒有影響。

10、與CK相比，LCH、LCA處理使每穗穎花數(shù)分別下降6％*、16％**，使飽粒重下降1～3％*; SR2處理使飽粒率、飽粒重分別增加7％**、11％**;兩剪穗處理使每穗穎花數(shù)大幅下降(45～48％**)。
　　2.FACE使出糙率、出精率、整精米率略減(約1％)。與CK相比，拔節(jié)期剪葉處理使出精率、整精米率下降(1～3％);疏花處理使出糙率下降(＜1％)，但出精率（約4％）、整精米率增加（約5％），多達極顯著水平。
　　3.

11、FACE使精米堊白粒率、堊白度平均分別增加30％、36％，使長寬比下降1％**，但對粒長、粒寬沒有影響。與CK相比，LCH處理使粒寬下降1％*;疏花處理使粒長、粒寬增加(＜3％)，但使長寬比(0.5～1.2％)、堊白粒率、堊白度下降(45～85％)，多達極顯著水平。
　　4.FACE使不同源庫處理水稻精米蛋白質(zhì)含量下降8～13％，平均降幅為10％*，使各元素濃度均降低，降低均未達顯著水平（S除外），但使植酸濃度增加21％**。與C

12、K相比，疏花處理使蛋白質(zhì)、S、Zn、B濃度增加(13～48％**)。
　　5.FACE對RVA譜和DSC曲線相關(guān)指標均無顯著影響，但疏花處理使起始溫度(＜4％*)、峰高度（約7％*）下降。FACE使淀粉粒體積(2％+)、表面積加權(quán)平均值(2％*)和大粒徑淀粉粒所占比例(4％+)增加，使小(2％*)、中粒徑淀粉粒所占比例(4％+)下降。與CK相比，LCH、SR1和SR2處理使前3個參數(shù)下降(2～10％)，而后2個參數(shù)增加(1～13％