摘要
水稻是世界上包括我国在内的重要粮食作物，协同提高产量和品质是水稻生产的重大需求和目标。稻米氨基酸是动物和人体营养物质的重要来源之一，是稻米品质的重要组成部分。提高稻米氨基酸含量特别是赖氨酸等必需氨基酸含量对于保障人们的营养摄入和提高身体素质具有重要意义。氮素作为水稻生产中投入量最多的元素，对水稻产量和氨基酸含量和组分等具有重要调控作用。虽然国内外对水稻产量、成熟籽粒氨基酸含量和组分，以及栽培措施和环境因素对其的影响进行了大量研究。但有些问题，如水稻花后强、弱势粒中氨基酸含量和组分有何动态变化特点?其动态变化与成熟籽粒精米中氨基酸含量和组分有何关系?强、弱势粒氨基酸含量和组分对氮素响应有何差异?知之甚少。开展上述问题的研究，可以获得稻米氨基酸形成特点的新认识，开发提高精米中氨基酸含量的新途径。据于此，本研究以适宜江苏省种植的常规粳稻品种金香玉1号和常规籼稻品种扬稻6号为材料，进行大田种植，全生育期设置4种施氮量处理，即全生育期不施氮肥(ON)、施氮(折合纯氮)100kghm-2(100N)、施氮200kghm-2(200N)和施氮300kghm-2(300N)。按基肥∶分蘖肥∶促花肥∶保花肥=4∶2∶2∶2施用，观察分析了施氮量对水稻产量、氮素吸收利用、花后强、弱势粒氨基酸含量和组分的影响。主要结果如下: 1、施氮量对水稻产量和氮肥利用率的影响 在4个施氮量处理中，金香玉1号的产量在施氮量为200kghm-2时最高(9.07thm-2)，扬稻6号的产量在施氮量为300kghm-2时最高(10.7thm-2)，但两品种的产量在施氮量为200kghm-2和300kghm-2两处理间无显著差异。植株含氮量和氮吸收量随施氮量的增加而增加，氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮素产谷利用率随施氮量的增加而降低。氮肥农学利用率和氮素产谷利用率在施氮量为1OOkghm-2和200kghm-2两处理问无显著差异。在施氮量为200kghm-2条件下，可以获得高产与氮肥高效利用的效果。 2、施氮量对水稻花后强、弱势粒氨基酸含量与组分的影响 花后强、弱势粒中氨基酸含量和组分的动态变化及其对施氮量的响应虽因品种、氨基酸组分和施氮量的不同而异，但在总体上表现为:(1)无论是单位干重的氨基酸含量(mgg-1)，还是单位籽粒的氨基酸含量(μggrain-1)，无论是强势粒，还是弱势粒，增加施氮量均可增加籽粒中氨基酸含量，氨基酸含量的增加与叶片中氮代谢酶活性和籽粒中氨基酸合成相关酶活性增强有密切关系;(2)强势粒中单位干重的氨基酸含量(mgg-1)随灌浆进程而逐渐下降，而弱势粒中氨基酸含量(mgg-1)呈现先上升后下降的趋势，峰值出现在花后14天;在同一施氮量下，花后7天强势粒的氨基酸含量高于弱势粒，自花后14天起，强势粒的氨基酸含量则低于弱势粒;(3)无论是强势粒，还是弱势粒，单位籽粒的氨基酸含量(μggrain-1)均随灌浆进程而不断增加;在相同施氮量和相同时期，强势粒氨基酸含量高于弱势粒;(4)在同一施氮量下，每100g蛋白质的氨基酸含量(mg/100g蛋白质)，在强、弱势粒间差异较小;(5)花后氨基酸含量的增加速率(μggrain-1d-1)出现两个峰值:强势粒分别出现在花后7天和花后31天，第一个峰值大于第二个峰值;弱势粒出现在花后14天和花后花后31天，第二个峰值大于第一个峰值。在同一施氮量下，强势粒氨基酸含量的增加速率峰值大于弱势粒;(6)在测定的17种氨基酸中，成熟精米中绝大部分氨基酸组分的含量与花后14～31天氨基酸含量增加速率呈显著或极显著正相关，说明增大花后14～31天氨基酸含量的增加速率，可有效提高精米中氨基酸含量，进而改善营养品质。 3、施氮量对稻米其他品质性状的影响 在施氮量为0-300kghm-2范围内，随着施氮量的增加，金香玉1号和扬稻6号的糙米率、精米率和整精米率呈现先上升后下降的趋势，在施氮量为200kghm-2时上述3项指标值最大。淀粉特征谱(rapidviscoanalyzer，RVA)中的峰值粘度、最终粘度和崩解值随施氮量增加而降低，垩白粒率和垩白度以及RVA中的消减值则随施氮量增加而增大。 综合考虑产量、氮肥利用率、稻米营养品质(蛋白质含量和氨基酸含量)、加工品质、外观品质和食味性等性状，在本试验条件下，施氮量为200kghm-2，或分蘖期、穗分化始期和抽穗期的植株的含氮量(mgg-1)，粳稻品种分别为34.6、24.7和12.6，籼稻品种分别为32.5、22.8和12.8，可获得高产、优质和氮肥高效禾呲用率的效果。上述植株含氮量指标可为水稻高产、优质和氮高效利用的群体构建及栽培调控提供参考。
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