水稻不同粒位籽粒晝夜灌漿的氮素調(diào)控生理機制研究.pdf

1、本實驗于2006-2008年在河南農(nóng)業(yè)大學科教園區(qū)水稻試驗田進行。采用大田試驗的方法，以黃淮海流域大面積推廣的大穗型粳稻品種-予粳6號為試驗材料。實驗在基肥和分蘗肥相同施用量為67．5 kg．hm-2的基礎(chǔ)上，設(shè)置三個氮素穗肥施用量處理，分別為0 kg． hm-2（以N0表示）、90kg． hm-2（以N90表示）180kg． hm-2（以N180表示）。針對水稻弱勢粒充實度差的問題，分別從物質(zhì)生產(chǎn)與運轉(zhuǎn)，植株體內(nèi)液流動態(tài)，籽粒庫容等方

2、面入手，深入系統(tǒng)研究了造成弱勢粒充實度差異的生理機制。研究結(jié)果如下： 1．三個氮素水平對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，結(jié)果表明，不同施氮量條件下各處理的實際產(chǎn)量表現(xiàn)為N90>N0>N180。氮素穗肥處理對各產(chǎn)量構(gòu)成的影響主要表現(xiàn)在穗部性狀上。減少穗肥施用量，顯著提高了結(jié)實率及弱勢粒籽粒千粒重和弱勢粒充實度。 較少的氮素穗肥施氮量能極顯著提高弱勢粒的出糙率、精米率及整精米率，顯著降低籽粒的堊白粒率、堊白面積及堊白度。說明較少

3、的氮素穗肥量極顯著提高了稻米弱勢粒的碾磨及外觀品質(zhì)． 2．灌漿期，葉片的葉綠素含量隨灌漿的進行而逐步降低，施氮量越多的，葉綠素含量越高。 3．整個灌漿期，三氮素處理莖鞘的糖和淀粉含量在灌漿前中期快速下降，灌漿中后期變化幅度較小。說明處理間淀粉及糖含量的差異只是在量上不同，且主要集中在灌漿前中期的頂二、頂三莖鞘上。 N0處理只鞘中的糖含量輸出率最高，莖中糖和淀粉及鞘中淀粉輸出率均最小。N90和N180處理輸出率高

4、于N0處理，且兩處理莖中輸出率差異不大。三處理莖、鞘抽穗時糖花比表現(xiàn)為施氮量越多，糖花比越低，并與弱勢粒的充實度達極顯著正相關(guān)。 各灌漿時期莖鞘中糖和淀粉含量的日變化并不相同。NO處理在灌漿前中期糖含量一天內(nèi)上升和下降的幅度明顯大于N90和N180處理。N0處理在灌漿前中期的莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物日輸出大于N90和N180處理，灌漿后期幾乎無輸出，而N90和N180處理后期仍有一定量的輸出。 4．灌漿期各處理穗基部液流強

5、度表現(xiàn)為下降趨勢。穗部，白天，灌漿前期N0處理的液流強度略微低于N90和N180處理，灌漿中后期的液流強度顯著低于N90和N180處理，夜間，N0處理在整個灌漿期的液流強度均顯著大于N90和N180處理。由于夜間莖流不受蒸騰的影響，且夜間的單粒莖流量與籽粒充實達顯著極顯著相關(guān)，說明夜間莖流量的大小可以作為判斷莖鞘物質(zhì)運轉(zhuǎn)快慢的標準。 5．成熟期不同粒位籽粒的千粒重和籽粒充實度與穎花開花灌漿早晚順序密切相關(guān)，一枝梗上，籽粒千粒重和

6、充實度大小表現(xiàn)為，1>6>5>4>3>2；二枝梗上，第1枝梗>第2枝梗>第3枝梗>第4枝梗，每個二枝梗上的粒位間為1>4>3>2，其中一枝梗上籽粒平均千粒重和籽粒充實度大于二枝梗上籽粒千粒重和充實度。三處理千粒重和籽粒充實度間的差異主要在弱勢粒二枝梗上除第1粒位外的其余粒位籽粒，其次是一枝梗上的第2、3粒位籽粒，說明弱勢粒的弱勢粒位籽粒對氮素調(diào)控最敏感。 灌漿日變化，整體上看，各灌漿時期內(nèi)，均是白天灌漿較夜間快。白天兩個時段的灌

7、漿差異較小，夜間也是如此。同一灌漿時期內(nèi)，處理間及強弱勢粒間粒重日變化趨勢基本一致。強勢粒在灌漿前中期粒重日增加量較大，灌漿后期，部分強勢粒在1：00-7：00時間段內(nèi)粒重出現(xiàn)負增加。處理間的差異主要集中在白天。 一枝梗上的弱勢粒位籽粒粒重灌漿及相對充實度從花后10天以后才開始較快增加，二枝梗上從花后20天以后才開始較快增加。說明一枝梗弱勢粒位籽粒的灌漿能力遠比二枝梗上的弱勢粒位籽粒灌漿能力強。 6．成熟期不同粒位籽?？?/p>

8、溶性糖含量變化，整體上，強勢粒成熟期籽粒的可溶性糖含量均略高于弱勢粒。不同粒位上，強弱勢粒一枝梗上第6粒位籽粒的可溶性糖含量最小，一枝梗上總糖含量基本表現(xiàn)為6<1<5<4<3<2。二枝梗上，一般均是第2粒糖含量較高。二枝梗上各籽粒之間糖含量差異較一枝梗小。處理間，一枝梗上，強勢粒N0

9、成熟期不同粒位籽粒直鏈淀粉含量的變化，充實好的強勢粒平均直鏈淀粉含量略高于弱勢粒。二枝梗各粒位之間的差異大于一枝梗，一枝梗上籽粒的直鏈淀粉含量均高于二枝梗上籽粒的含量。弱勢粒一枝梗以第4粒直鏈淀粉含量最低，二枝梗以第2粒的直鏈淀粉含量最低。處理間，不論強弱勢粒，平均直鏈淀粉含量隨施氮量的增加而減少。 成熟期弱勢粒的粒位之間支鏈淀粉含量的差異大于充實較好的N0處理強弱勢粒及N90和N180處理的強勢粒。N90和N180處理弱勢粒二

10、枝梗上籽粒的平均支鏈淀粉含量低于一枝梗，三處理的強勢粒及N0的弱勢粒均是二枝梗籽粒的平均支鏈淀粉含量高于一枝梗。同時，處理間平均支鏈淀粉含量隨施氮量的增加而減少，強弱勢粒表現(xiàn)一致。處理間淀粉含量差異主要是由弱勢粒支鏈淀粉含量不同造成。一天中籽粒直鏈淀粉含量的變化有升有降，而籽粒內(nèi)支鏈淀粉含量一直呈升高的趨勢。總淀粉的日變化與粒重的日變化趨勢基本相似，但略比粒重增加的趨勢復雜。 8．灌漿期內(nèi)弱勢粒AGPP在灌漿前期酶活性較低，之后

11、N0處理從花后15天酶活性開始上升，而N90和N180處理酶活性在花后15-22天略有下降，之后酶活性開始快速上升。至花后35天，三處理酶活性達峰值三處理之間的酶活性差異主要在灌漿中后期（花后22-29天）。 弱勢粒SSS和GBSS酶活性呈“S”型變化，在花后29天達峰值。在整個灌漿期，三處理SSS酶活性酶活性隨施氮量的增加而降低，差異達顯著極顯著差異。三處理GBSS酶活性的差異主要在灌漿中后期。 AGPP酶活性日變化

12、的變化比較規(guī)律，灌漿前期呈倒“V”型變化，灌漿中后期呈“W”型變化，在各灌漿時期，除花后29天外，其余灌漿時期均是19：00的AGPP酶活性最高，其余時間點的酶活性較低，且白天和夜間的酶活性相差不大，處理間表現(xiàn)～致。 不同灌漿時期SSS酶活性的日變化趨勢各不相同，三處理在灌漿前期及灌漿后期的酶活性日變化趨勢一致，只灌漿中期，三處理的變化趨勢不同。除SSS酶達峰值的花后29天一天中的酶活性一直在升高外，其余時期基本上白天的酶活性比

13、夜間的大。 不同灌漿時期的GBSS酶活性日變化趨勢并不相同，各灌漿時期N90和N180處理的變化趨勢基本相似，而N0處理的變化趨勢與N90和N180處理不同。 SSS酶活性在整個灌漿期與籽粒充實都達顯著極顯著正相關(guān)，AGPP和GBSS酶活性只在灌漿中后期與籽粒充實達顯著極顯著正相關(guān)。 9．灌漿期內(nèi)弱勢粒單粒激素含量變化，弱勢粒單粒內(nèi)源激素玉米素（ZR）、生長素（IAA）和脫落酸（ABA）含量在整個灌漿期內(nèi)呈“S