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根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质的影响

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 162 2021-01-21
【摘要】选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号、穗数型高产品种龙稻11号与优质品种龙稻18号为试验材料,盆栽条件下通过灌浆成熟期喷施硫酸镁和齐穗期增施氮肥处理及对照处理,系统比较根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质性状、叶片碳氮代谢相关酶活性和基因转录表达量及根系活力变化等的影响。结果表明,灌浆成熟期喷施硫酸镁显著降低稻米蛋白质含量,提高稻米蒸煮食味品质,而齐穗期增施氮肥处理使稻米蛋白质含量提高而降低蒸煮食味品质,硫酸镁处理通过降低稻米蛋白质含量提高稻米黏性和食味品质;灌浆成熟期喷施硫酸镁或齐穗期增施氮肥均显著提高灌浆成熟期叶片全氮含量和叶绿素含量以及灌浆各时期叶片Rubisco亚基基因转录表达量,增强水稻根系活力,促进根系氮素吸收,调控灌浆不同时期叶片和籽粒GS活性,但喷施硫酸镁效果显著优于增施氮肥;叶片全氮含量与GS活性间呈极显著负相关,与叶绿素含量、伤流液含氮化合物总量及Rubisco各亚基基因mRNA表达量呈极显著正相关。减氮同时在灌浆成熟期根外喷施硫酸镁是提高水稻产量和蒸煮食味品质的有效途径,研究为阐明根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质形成的影响和提高优质绿色水稻栽培技术水平提供理论依据。
  • 蒸煮食味是评价稻米品质的主要内容。籽粒直链淀粉和蛋白质是胚乳主要成分,其含量是影响稻米蒸煮食味品质的重要因素,随着含量升高稻米蒸煮食味品质降低[1]。作物产量和品质形成所需化合物最终均来源于光合器官。叶片通过光合作用积累大量可溶性糖,随着籽粒灌浆过程,糖类逐渐分解代谢,以蔗糖形式运输至籽粒中供淀粉合成。光合作用增强与籽粒中直链淀粉含量呈显著正相关;高直链淀粉品种叶面积大,叶绿素含量高。籽粒中蛋白质主要来源于氮素同化作用,在灌浆成熟期可溶性蛋白以游离氨基酸形式运输至籽粒中并参与蛋白质合成。

    施氮虽可提高叶片氮浓度,使叶片叶绿素含量缓慢下降,有效提高水稻叶片光合作用限速酶Rubisco基因转录表达量,维持较高光合速率。提高氮肥在穗肥中比例或增加总施氮量,显著提高稻米蛋白质含量,但食味值、胶稠度等显著降低,质构特性变差,米饭变硬,稻米蒸煮食味品质明显下降,适当降低施氮总量或氮肥在穗肥中的比例可提高稻米蒸煮食味品质。降低氮肥施用量或氮肥在穗肥中的比例造成灌浆成熟期叶片早衰,光合效率减慢,籽粒灌浆不足,成熟度降低,稻米品质下降。因此,优质水稻栽培中在减氮前提下防止叶片早衰并保证提高光合效率,是改善稻米品质和保证产量的关键之一。防止作物叶片早衰及提高品质和产量,国内外已有较多研究报道,但相关技术措施对稻米淀粉品质形成的影响机理方面报道较少。

    鉴于镁元素在碳氮代谢及相关基因表达量等的特殊作用,本试验选用不同产量和品质类型粳稻品种,采用叶面喷施硫酸镁溶液与齐穗期增施氮肥处理方法,系统比较分析根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质性状、叶片碳氮代谢相关酶活性和基因转录表达量及根系活力变化等的影响,旨在阐明根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质形成的影响机理并为提高优质绿色水稻栽培技术水平提供理论依据。

    1材料与方法

    1.1材料

    供试品种为寒地穗数型高产品种龙稻11号、优质品种龙稻18号及穗重型超级稻品种松粳9号。

    1.2方法

    试验地点为哈尔滨市东北农业大学校内。哈尔滨市位于我国北部,属中温带大陆性季风气候,夏季气候温热,雨量充沛,但降水强度较小,齐穗期至灌浆成熟期月均气温21.5℃,属寒地稻作区。2017年与2018年开展盆栽试验,盆规格:长×宽×高(60cm×40cm×40cm),盆栽用土过筛混拌均匀后等量装盆。

    4月5日播种,大棚盘育苗,等距离点播催芽籽,旱育秧管理。5月15日选取长势一致秧苗等距离插秧,每盆插8穴,每穴插3颗,每个品种插9盆,正常水管理。施氮量为纯氮90kg·hm-2,以盆表面积折算成每盆施氮量,N??P2O5??K2O比例为1??0.5??0.8。氮肥为尿素,磷肥为磷酸二铵,钾肥为硫酸钾。施肥方法:磷肥全部作基肥施入,钾肥50%作基肥,50%作穗肥施入,氮肥50%作基肥,30%作分蘖肥,20%作穗肥施入。

    插秧前3d灌水浸泡,施入基肥与上层20cm土壤混拌均匀,分蘖肥在插秧后第10天秧苗开始分蘖后施入,穗肥在倒二叶露尖时施入。试验设2个处理,分别为齐穗期喷施MgSO4及追施全年施氮量20%氮肥(以下称为氮肥处理),以不施20%氮肥为对照。其中硫酸镁以1%浓度喷施于叶片表面,每盆每次喷液量为100mL,自齐穗期开始每隔5d喷施1次,共喷5次。每次喷硫酸镁水溶液时,施氮处理和对照表面喷清水,以免水分干扰。每个品种各处理3次重复。

    1.3取样方法

    抽穗时选取生长一致且在同一天抽出叶鞘3cm稻穗挂牌标记,自抽穗后第10、15、20、25、30、40天分别取被标记穗叶片中部5cm,置于-80℃冰柜冷冻备用。籽粒与叶片取样时期一致,每次取样选取灌浆程度基本一致穗中部籽粒去颖壳,冷冻备用。选择1盆成熟后按单株收获,用于室内考种,以盆为单位混合后用于品质分析。

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