氮素穗肥對(duì)水稻不同時(shí)間開花穎花灌漿充實(shí)的影響.pdf

1、水稻的強(qiáng)弱勢(shì)粒灌漿一直是作物栽培學(xué)界研究的熱門話題，水稻尤其是大穗型品種弱勢(shì)粒灌漿不足是結(jié)實(shí)率和粒重降低的重要原因之一。由于水稻籽粒灌漿涉及因素多、機(jī)制復(fù)雜，前人雖然進(jìn)行了較多研究，但氮素穗肥對(duì)水稻籽粒灌漿的影響機(jī)制仍然不是十分清楚。本研究以穗粒數(shù)差異較明顯的常規(guī)粳稻品種武運(yùn)粳23和武育粳3號(hào)為材料，設(shè)置不同水平的氮素穗肥處理，研究了水稻不同時(shí)間開花穎花灌漿充實(shí)過程中干物質(zhì)、淀粉和蛋白質(zhì)的積累及內(nèi)源激素含量的變化，觀察了胚乳細(xì)胞中淀粉粒

2、和蛋白體形成的差異，旨在明確氮素穗肥對(duì)水稻籽粒灌漿的影響及其生理機(jī)制，為提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　1、明確了氮素穗肥對(duì)水稻不同時(shí)間開花穎花灌漿充實(shí)過程中干物質(zhì)積累的影響。發(fā)現(xiàn)同一稻穗上較早開花的穎花灌漿啟動(dòng)較快、啟動(dòng)勢(shì)較大，灌漿速率較高，灌漿高峰期較早，活躍灌漿期較短，結(jié)實(shí)率和粒重較高;而較晚開花籽粒的表現(xiàn)相反，尤其是在灌漿速率峰值、灌漿高峰時(shí)間和活躍灌漿期等方面與早開花籽粒的差異明顯，最終結(jié)實(shí)率和粒重顯

3、著低于早開花籽粒。氮素穗肥的施用顯著降低了穎花的灌漿速率和粒重，擴(kuò)大了早、晚開花穎花之間灌漿速率、灌漿高峰期、活躍灌漿期和灌漿終止值等的差異，使晚開花穎花的灌漿速率更低、灌漿高峰期更遲、活躍灌漿期更長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率和粒重更低。在不施氮素穗肥條件下，第5d開花穎花比第1d開花穎花的灌漿啟動(dòng)勢(shì)下降0.7～1.0mg·grain-1、平均灌漿速率降低0.46mg·grain-1·d-1左右、灌漿高峰期推遲6～14d和活躍灌漿期延長(zhǎng)23～27d;在高

4、氮素穗肥(210kgN/hm2)水平下則分別下降0.4～2.2mg·grain-1、降低0.52mg·grain-1·d-1左右、推遲13～15d和延長(zhǎng)31～36d。武運(yùn)粳23和武育粳3號(hào)2品種的表現(xiàn)基本一致。
　　2、明確了氮素穗肥對(duì)水稻不同時(shí)間開花穎花灌漿充實(shí)過程中可溶性糖、淀粉和蛋白質(zhì)積累的影響。在同一稻穗上，晚開花穎花灌漿期間籽粒中可溶性糖含量高于早開花穎花;灌漿期間淀粉和蛋白質(zhì)的積累速率和積累量低于早開花穎花，平均積累速

5、率分別降低0.07～0.46和0.026～0.050mggrain-1·d-1，積累量分別減少3.0～6.1和0.3～1.1mg·grain-1;淀粉尤其是蛋白質(zhì)的積累高峰時(shí)間明顯推遲，分別推遲9～14和7～21d;胚乳細(xì)胞中淀粉粒的形成速度明顯慢于早開花穎花、排列較為松散，蛋白體出現(xiàn)的時(shí)間明顯晚于早開花穎花、體積明顯變小。氮素穗肥的施用顯著降低了穎花的淀粉和蛋白質(zhì)積累速率和積累量，尤其是對(duì)晚開花穎花的影響較大，其淀粉和蛋白質(zhì)的積累速率

6、在高氮素穗肥水平下比不施氮素穗肥分別降低了0.14～0.17和降低0.0023～0.0064mg·grain-1·d-1、積累量分別降低了2.7～4.9和降低0.17～0.23mg·grain-1;影響了晚開花穎花胚乳細(xì)胞中淀粉粒和蛋白體的形成，使淀粉粒的形成速度更慢、體積變小、排列更為松散，蛋白體出現(xiàn)的時(shí)間更晚、體積更小。不同品種對(duì)氮素穗肥的響應(yīng)有異，氮素穗肥對(duì)淀粉積累的影響武運(yùn)粳23大于武育粳3號(hào)，而蛋白質(zhì)積累的影響武育粳3號(hào)大于武

7、運(yùn)粳23。
　　3、明確了氮素穗肥對(duì)水稻不同時(shí)間開花穎花主要內(nèi)源激素的影響。灌漿初期早開花穎花籽粒中的IAA、GAs、Z+ZR和ABA含量均高于晚開花穎花;進(jìn)入灌漿中后期不同時(shí)間開花穎花籽粒中IAA、GAs和Z+ZR含量的差異較小，而ABA含量的差異較大，早開花穎花明顯低于晚開花穎花，降低約30～60％。氮素穗肥對(duì)不同時(shí)間開花穎花籽粒中GAs和Z+ZR含量的影響不大，而對(duì)IAA尤其是ABA的影響較大。與不施氮素穗肥相比較，高氮素穗

8、肥明顯提高了晚開花籽粒的ABA含量，其峰值約提高了30～70％;延遲了ABA高峰值出現(xiàn)的時(shí)間，延遲了0～15d;拉大了早、晚開花穎花之間的差異。但武運(yùn)粳23和武育粳3號(hào)2品種的表現(xiàn)并不一致，且未出現(xiàn)規(guī)律性。
　　4、闡明了氮素穗肥影響水稻籽粒灌漿的部分機(jī)制。氮素穗肥的施用拉大了早、晚開花穎花之間干物質(zhì)和碳氮化合物積累特性、ABA含量、胚乳細(xì)胞淀粉粒和蛋白體形成的差異，推遲了晚開花穎花淀粉和蛋白質(zhì)等物質(zhì)積累啟動(dòng)時(shí)間和灌漿高峰期，降低