氮素對稻米外觀品質(zhì)的影響及其碳氮代謝基礎研究.pdf

1、外觀品質(zhì)是稻米品質(zhì)的一個重要指標。堊白是最重要的外觀品質(zhì)指標之一，不僅對碾米品質(zhì)具有重要影響，還是決定稻米價格的主要因素。當前我國新育成品種堊白達標率有所提高，但在江蘇等南方粳稻主產(chǎn)區(qū)仍然普遍存在主栽品種外觀品質(zhì)較差，特別是堊白率較高、堊白度較大等問題。氮肥是最主要的增產(chǎn)措施，對大米品質(zhì)也具有重要影響。本研究以江蘇省主栽粳稻品種為材料，設置不同的氮肥處理，采用田間試驗和土培盆栽試驗，研究了不同氮肥處理下稻米的外觀品質(zhì)、堊白米的胚乳結構，

2、并分析了籽粒和葉片中主要碳氮代謝產(chǎn)物和合成酶活性的變化，以期揭示氮素對稻米外觀品質(zhì)的影響及其代謝基礎，為稻米外觀品質(zhì)的調(diào)優(yōu)栽培技術提供參考。
　　主要研究結果如下:
　　1.研究了不同氮肥水平和氮肥運籌處理對水稻產(chǎn)量和外觀品質(zhì)的影響。外觀品質(zhì)指標劃分為完善米、心白米、腹白米、青米、乳白米和其它類型不完善米。隨施氮量增加，水稻產(chǎn)量提高，增施穗肥比例增產(chǎn)作用明顯。田間試驗條件下隨施氮量增加完善米率下降，青米和其它類型不完善米率提

3、高，導致稻米外觀品質(zhì)變劣。增加施氮量心白米率和腹白米率呈下降趨勢，氮肥后移和施用粒肥心白米和腹白米降低較明顯。
　　2.選用腹白米率和心白米率發(fā)生較高的武育粳3號、武運粳7號、寧粳1號、早豐9號品種為材料，觀測堊白米和完善米的胚乳結構。腹白米和心白米胚乳結構存在差異，腹白部位復合淀粉粒呈較大的橢圓體，單粒淀粉呈規(guī)則的多面體，且彼此結合緊密，但蛋白體積累不充分，未能填滿淀粉粒之間的空隙;而心白部位淀粉粒發(fā)育不完全，在外力作用下易解體

4、呈碎石塊狀的單粒淀粉，且蛋白體較少，淀粉粒和蛋白之間結合疏松，空隙較大。蛋白顆粒較少未能填充淀粉粒之間的空隙可能是堊白產(chǎn)生的主要原因之一。
　　3.研究了不同氮肥處理下稻米的蛋白質(zhì)組分、支鏈淀粉、直鏈淀粉和總淀粉含量變化，同時分析了堊白米的氨基酸組成。增加施氮量可以提高蛋白質(zhì)組分含量，氮素后移蛋白質(zhì)組分含量增加更加明顯，增加施氮量直鏈淀粉含量上升、支鏈淀粉含量下降、總淀粉含量略有下降。堊白米與完善米相比，腹白米氨基酸相對含量較完善

5、米大部分呈現(xiàn)下降趨勢，特別是芳香族氨基酸，而心白米則相反，大部分呈現(xiàn)上升趨勢，表明不同類型堊白米的氨基酸組成存在差異。
　　4.研究了不同氮肥處理下葉片和籽粒中碳代謝關鍵中間產(chǎn)物、合成酶的變化規(guī)律。穗肥抑制了齊穗期葉片和籽粒中蔗糖和淀粉含量，粒肥在花后17天以后促進了葉片和籽粒中蔗糖和淀粉含量，特別是在生育后期減緩了蔗糖含量下降速度。穗肥和粒肥均一定程度上提高了葉片和籽粒中蔗糖和淀粉合成酶活性，生育后期酶活性與對照相比增加更加明顯

6、。不同酶活性同時存在基因型差異，武育粳3號整個生育期蔗糖合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性較低，且對粒肥的響應則較遲鈍，武運粳7號酶活性較強，且對氮肥響應敏感。
　　5.研究了不同氮肥處理下葉片葉綠素含量、葉片和籽粒氨基酸含量以及轉(zhuǎn)氨酶活性。穗肥和粒肥施用提高了葉片中葉綠素含量、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)活性。施氮提高了葉片和籽粒中游離氨基酸和蛋白質(zhì)氨基酸含量。氮素對不同生育時期氨基酸含量的影響不同，葉片中總游離氨基酸

7、和蛋白質(zhì)氨基酸氮素效應最大在花后27天，而籽粒則是在花后17天。游離氨基酸對氮素響應敏感主要是蛋氨酸、酪氨酸和組氨酸，不敏感主要是谷氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸，蛋白質(zhì)氨基酸對氮素敏感主要是組氨酸和異亮氨酸，不敏感主要是精氨酸、賴氨酸和苯丙氨酸。
　　綜合以上結果，隨施氮量增加稻米完善米率下降，稻米外觀品質(zhì)變劣，主要原因是增加了青米和其它類型不完善米的數(shù)量。增施氮肥降低了腹白米和心白米率，二者在胚乳形態(tài)結構和氨基酸生理代謝機制上存在差異