水稻不同粒位籽粒晝夜灌漿的氮素調(diào)控生理機(jī)制研究.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)于2006-2008年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)水稻試驗(yàn)田進(jìn)行。采用大田試驗(yàn)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(hào)為試驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)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(gè)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(duì)水稻弱勢(shì)粒充實(shí)度差的問題，分別從物質(zhì)生產(chǎn)與運(yùn)轉(zhuǎn)，植株體內(nèi)液流動(dòng)態(tài)，籽粒庫(kù)容等方

2、面入手，深入系統(tǒng)研究了造成弱勢(shì)粒充實(shí)度差異的生理機(jī)制。研究結(jié)果如下： 1．三個(gè)氮素水平對(duì)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(shí)際產(chǎn)量表現(xiàn)為N90>N0>N180。氮素穗肥處理對(duì)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(shí)率及弱勢(shì)粒籽粒千粒重和弱勢(shì)粒充實(shí)度。 較少的氮素穗肥施氮量能極顯著提高弱勢(shì)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(shì)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(jìn)行而逐步降低，施氮量越多的，葉綠素含量越高。 3．整個(gè)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(shí)糖花比表現(xiàn)為施氮量越多，糖花比越低，并與弱勢(shì)粒的充實(shí)度達(dá)極顯著正相關(guān)。 各灌漿時(shí)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(qiáng)

5、度表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。穗部，白天，灌漿前期N0處理的液流強(qiáng)度略微低于N90和N180處理，灌漿中后期的液流強(qiáng)度顯著低于N90和N180處理，夜間，N0處理在整個(gè)灌漿期的液流強(qiáng)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(shí)達(dá)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(yùn)轉(zhuǎn)快慢的標(biāo)準(zhǔn)。 5．成熟期不同粒位籽粒的千粒重和籽粒充實(shí)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(shí)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(gè)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(shí)度大于二枝梗上籽粒千粒重和充實(shí)度。三處理千粒重和籽粒充實(shí)度間的差異主要在弱勢(shì)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(shì)粒的弱勢(shì)粒位籽粒對(duì)氮素調(diào)控最敏感。 灌漿日變化，整體上看，各灌漿時(shí)期內(nèi)，均是白天灌漿較夜間快。白天兩個(gè)時(shí)段的灌

7、漿差異較小，夜間也是如此。同一灌漿時(shí)期內(nèi)，處理間及強(qiáng)弱勢(shì)粒間粒重日變化趨勢(shì)基本一致。強(qiáng)勢(shì)粒在灌漿前中期粒重日增加量較大，灌漿后期，部分強(qiáng)勢(shì)粒在1：00-7：00時(shí)間段內(nèi)粒重出現(xiàn)負(fù)增加。處理間的差異主要集中在白天。 一枝梗上的弱勢(shì)粒位籽粒粒重灌漿及相對(duì)充實(shí)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(shì)粒位籽粒的灌漿能力遠(yuǎn)比二枝梗上的弱勢(shì)粒位籽粒灌漿能力強(qiáng)。 6．成熟期不同粒位籽粒可

8、溶性糖含量變化，整體上，強(qiáng)勢(shì)粒成熟期籽粒的可溶性糖含量均略高于弱勢(shì)粒。不同粒位上，強(qiáng)弱勢(shì)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(qiáng)勢(shì)粒N0

9、成熟期不同粒位籽粒直鏈淀粉含量的變化，充實(shí)好的強(qiáng)勢(shì)粒平均直鏈淀粉含量略高于弱勢(shì)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(shì)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(qiáng)弱勢(shì)粒，平均直鏈淀粉含量隨施氮量的增加而減少。 成熟期弱勢(shì)粒的粒位之間支鏈淀粉含量的差異大于充實(shí)較好的N0處理強(qiáng)弱勢(shì)粒及N90和N180處理的強(qiáng)勢(shì)粒。N90和N180處理弱勢(shì)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(qiáng)勢(shì)粒及N0的弱勢(shì)粒均是二枝梗籽粒的平均支鏈淀粉含量高于一枝梗。同時(shí)，處理間平均支鏈淀粉含量隨施氮量的增加而減少，強(qiáng)弱勢(shì)粒表現(xiàn)一致。處理間淀粉含量差異主要是由弱勢(shì)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(shì)?？偟矸鄣娜兆兓c粒重的日變化趨勢(shì)基本相似，但略比粒重增加的趨勢(shì)復(fù)雜。 8．灌漿期內(nèi)弱勢(shì)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(dá)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(shì)粒SSS和GBSS酶活性呈“S”型變化，在花后29天達(dá)峰值。在整個(gè)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(dá)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(shí)期，除花后29天外，其余灌漿時(shí)期均是19：00的AGPP酶活性最高，其余時(shí)間點(diǎn)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(shí)期SSS酶活性的日變化趨勢(shì)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(shì)一致，只灌漿中期，三處理的變化趨勢(shì)不同。除SSS酶達(dá)峰值的花后29天一天中的酶活性一直在升高外，其余時(shí)期基本上白天的酶活性比

13、夜間的大。 不同灌漿時(shí)期的GBSS酶活性日變化趨勢(shì)并不相同，各灌漿時(shí)期N90和N180處理的變化趨勢(shì)基本相似，而N0處理的變化趨勢(shì)與N90和N180處理不同。 SSS酶活性在整個(gè)灌漿期與籽粒充實(shí)都達(dá)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(shí)達(dá)顯著極顯著正相關(guān)。 9．灌漿期內(nèi)弱勢(shì)粒單粒激素含量變化，弱勢(shì)粒單粒內(nèi)源激素玉米素（ZR）、生長(zhǎng)素（IAA）和脫落酸（ABA）含量在整個(gè)灌漿期內(nèi)呈“S