摘要
随着人们生活质量的不断提高，人们对稻米品质提出了更高的要求。氮肥作为水稻生产的关键因素，对稻米品质具有重要调控作用。我国在水稻生产过程中氮肥投入过量、氮肥利用效率低是一个突出问题。这不仅增加水稻生产成本，而且污染环境，同时造成稻米品质变劣。培育和选用高产、优质、氮高效品种是发展绿色高效优质水稻生产的一条重要途径。探明不同水稻品种稻米品质对施氮量响应的差异及其原因，对培育和选用高产、优质、氮高效品种有重要作用。本研究以适合江苏省种植，颖花形成能力差异较大的3个水稻品种为材料，大田种植，设置0N(全生育期不施氮)、180N(全生育期施纯氮180kg/hm2)和360N(全生育期施纯氮360kg/hm2)3个施氮量处理，研究不同粳稻品种产量、氮肥利用率和稻米品质对施氮量响应的差异并分析了其原因。主要结果如下: 1、不同品种产量和氮肥利用效率对施氮量响应的差异 各品种产量均随施氮量的增加而提高，但产量增幅在品种间有差异。扬辐粳8号、南粳9108、甬优2640从0N到180N，产量增幅分别为36.58％、45.09％、35.33％，从180N到360N，产量增幅分别为38.39％、17.99％以及16.49％。虽然施氮后甬优2640产量的增幅小，但在相同施氮量下，其总颖花量和产量在3个品种中均最高。在3个供试品种中，甬优2640的氮素吸氮量、氮肥偏生产力和氮收获指数均最高，但在高施氮量(360N)下，氮素产谷利用率较低。南粳9108在各施氮量下的氮素吸收量、氮肥偏生产力、氮素产谷利用率、氮收获指数均显著高于扬辐粳8号。增加施氮量提高了各品种的吸氮量，降低了氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮素产谷利用率和氮素收获指数。 2、不同品种稻米品质对施氮量响应的差异 在3个施氮量下，扬辐粳8号在3个品种中表现出较好的加工品质。适量施氮(180N)可以提高扬辐粳8号的出精率和整精米率，对南粳9108和甬优2640的加工品质无显著影响。在各施氮量下，南粳9108垩白度最低，甬优2640垩白度最高。各品种的食味性表现为南粳9108＞扬辐粳8号＞甬优2640，适量施氮(180N)可以改善南粳9108的食味性，对甬优2640和扬辐粳8号影响较小。在3个施氮量下，扬辐粳8号的必需氨基酸含量在0N水平下最高，甬优2640的必需氨基酸含量在180N或360N水平下均较高，南粳9108的必需氨基酸含量在180N和360N之间差异较小。增加施氮量可提高各品种稻米氨基酸含量和蛋白质含量。在3个品种中，甬优2640在3个施氮量水平下稻米中均具有最高的B、Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素含量，在0N和180N水平下，扬辐粳8号稻米微量元素含量显著低于南粳9108，但在360N水平下，扬辐粳8号稻米微量元素含量显著高于南粳9108。总体上，在中等施氮量(180N)下，南粳9108具有高产、优质与氮高效利用的特点。 3、不同品种稻米淀粉精细结构和热力学性状对施氮量响应的差异 在各施氮量下，在3个品种中以扬辐粳8号的结晶度为最高，淀粉无序结构少，溶解度和膨胀度最低，南粳9108号结晶度最低，淀粉无序结构最多，膨胀度和溶解度最高。增加施氮量提高了扬辐粳8号和甬优2640的结晶度，降低了淀粉无序结构。在3个施氮量下，南粳9108的崩解值最高，消减值最低;甬优2640的崩解值显著高于扬辐粳8号，消减值相反。增加施氮量降低了扬辐粳8号和甬优2640的崩解值，增加了消减值，南粳9108在180N水平下的崩解值最高，消减值最低。在各施氮量下，扬辐粳8号具有最高的糊化热焓值，南粳9108最低，而支链淀粉中的短链含量与之相反。增加施氮量提高了扬辐粳8号和甬优2640的糊化热焓值，降低了支链淀粉中短链含量;南粳9108在180N水平下的糊化热焓值最低，支链淀粉中短链含量最高。支链淀粉的中短链含量与崩解值、淀粉无序结构、溶解度和膨胀度呈显著或极显著正相关，与热焓值、结晶度、消减值呈显著或极显著负相关。 4、不同品种抽穗后物质生产、籽粒淀粉合成关键酶活性和激素含量对施氮量响应的差异 在3个施氮量下，甬优2640抽穗后干物重积累、作物生长速率和绿叶面积持续期在3个品种中均最高，南粳9108在0N和180N水平下显著高于扬辐粳8号，但在360N水平下两品种间无显著差异。在3个品种的灌浆期，南粳9108籽粒淀粉分支酶(SBE)活性均最高，甬优2640最低。适量施氮(180N)提高了南粳9108淀粉分支酶活性，扬辐粳8号和甬优2640淀粉分支酶活性则随着施氮量的增加而降低。在各施氮量下，与其它两个品种相比，南粳9108籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG)活性在灌浆中前期较低，灌浆中后期处于扬辐粳8号与甬优2640之间;在灌浆前中期籽粒ADPG活性在扬辐粳8号与甬优2640之间差异不显著，在灌浆后期甬优2640的ADPG活性高于扬辐粳8号。在3个施氮量下，南粳9108籽粒淀粉合成结合态酶(GBSS)活性均最低，甬优2640最高，扬辐粳8号位于上述两品种之间。各品种籽粒ADPG和GBSS酶活性均随施氮量的增加而提高。在3个施氮量下籽粒中脱落酸(ABA)含量，与其它两个品种相比，南粳9108在灌浆中前期较低，灌浆后期较高，扬辐粳8号与甬优2640的差异不显著。增加施氮量降低了各品种的脱落酸含量。在各施氮量下，籽粒细胞分裂素和生长素含量均表现为甬优2640＞南粳9108＞扬辐粳8号，增加施氮量提高了各品种细胞分裂素和生长素的含量。灌浆期籽粒中淀粉合成关键酶活性及细胞分裂素和生长素含量与胶稠度、整精米率、氨基酸和蛋白质含量等品质指标有密切关系。表明籽粒内源激素含量、淀粉合成关键酶活性等对氮素响应的差异是水稻品种稻米品质对氮素响应差异的重要生理原因。
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