氮肥后移对杂交籼稻产量及不同粒位稻米垩白与食味品质的影响

以低垩白高食味品种宜香优2115和高垩白低食味品种F优498为材料,在施氮量150 kg/hm²条件下,研究了3 种氮肥运筹方式（基肥:蘖肥:穗肥分别为5:3:2、3:3:4、3:1:6,分别记为N1、N2 N3）和不施氮（N0）对杂交籼稻产量及不同粒位稻米垩白性状和食味品质的影响,并探讨了不同粒位稻米垩白性状与食味品质的关系。结果表明,品种、氮肥运筹对产量、氮肥农学利用效率及不同粒位稻米垩白性状及食味值均存在显著影响。参试2个品种产量及氮肥利用效率均以N2处理最高,实现了产量及氮肥利用效率的协同提高;同时能进一步降低宜香优2115不同粒位的垩白性状、提高相应粒位食味值;而F优498的食味值以N1处理为宜,可改善其不同粒位稻米品质。进一步分析发现,垩白度和垩白粒率强势粒低于弱势粒、一次枝梗上的籽粒低于二次枝梗上的籽粒、穗上部籽粒低于穗中部和下部籽粒,而食味值则强势粒高于弱势粒、一次枝梗上的籽粒高于二次枝梗上的籽粒、穗上部籽粒高于穗中部和下部籽粒。相关分析表明,稻米垩白性状与食味值呈显著或极显著相关（r=-0.706^*~-0.937^**）,降低稻米垩白是提高食味品质的主要途径。     

节水栽培条件下冬小麦籽粒微量元素和蛋白质含量对施氮的反应

为明确节水栽培下冬小麦籽粒微量元素、蛋白质含量对施氮的响应及其调控效应,在大田限水灌溉条件下研究了施氯对高产冬小麦品种石家庄8号籽粒铁、锌、锰、铜含量、蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,冬小麦一次性基施157．5kg N／ha处理的籽粒产量、蛋白质含量和铁、锌、锰、铜含量均显著高于不施氮肥处理,在基施157．5kg N／ha基础上追施氮肥,上述各指标的变化均不显著,过量施氮籽粒铁、锌、锰含量反而呈降低趋势。在本试验奢件下,冬小麦一次性基施157．5kg N／ha可以使产量、品质和资源效率得到最佳统一。     

节水栽培条件下冬小麦籽粒微量元素和蛋白质含量对施氮的反应

为明确节水栽培下冬小麦籽粒微量元素、蛋白质含量对施氮的响应及其调控效应,在大田限水灌溉条件下研究了施氮对高产冬小麦品种石家庄8号籽粒铁、锌、锰、铜含量、蛋白质及其组分含量的影响.结果表明,冬小麦一次性基施157.5 kg N/ha处理的籽粒产量、蛋白质含量和铁、锌、锰、铜含量均显著高于不施氮肥处理,在基施157.5 kg N/ha基础上追施氮肥,上述各指标的变化均不显著,过量施氮籽粒铁、锌、锰含量反而呈降低趋势.在本试验条件下,冬小麦一次性基施157.5 kg N/ha可以使产量、品质和资源效率得到最佳统一.     

两个垩白突变体的鉴定及突变基因的图位克隆

【目的】研究两个水稻垩白突变体胚乳垩白的形成机制,为稻米品质改良提供理论基础。【方法】以从中花11的EMS突变体库中筛选出的两个稳定遗传的垩白突变体eb6、eb7为材料,对其进行农艺性状、稻米理化性质和遗传学分析,并利用eb6与南京11衍生的F2群体对控制垩白的基因进行图位克隆。同时对候选基因的表达模式及淀粉合成相关基因在突变体及野生型中表达情况进行了分析。【结果】与野生型相比,两个突变体胚乳中央部位呈现白色且不透明,淀粉复合颗粒形状不规则且排列疏松,而突变体胚乳边缘部位与野生型无异,都为半透明状,淀粉复合颗粒呈多面体且排列致密。相对于野生型,突变体eb6、eb7成熟种子中的直链淀粉含量和胶稠度显著降低,蛋白质含量显著升高。RVA谱分析显示突变体淀粉黏滞性明显低于野生型。同时,支链淀粉聚合度分析显示突变体eb6中聚合度(DP)小于16的短链显著增加,DP为16~23的中长链显著减少。遗传分析表明突变体eb6、eb7胚乳垩白表型由单隐性核基因控制,并且它们为一对等位突变体。利用突变体eb6与南京11杂交衍生的F2群体将突变体基因定位在第1染色体长臂上物理距离86.6 kb的区间内。该区间包含22个开放阅读框(ORF),其中ORF13编码腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶大亚基2(Os AGPL2)。序列分析发现eb6与eb7分别在Os AGPL2第3、第7外显子上发生1个单碱基替换,并分别导致一个氨基酸替换。RT-PCR及原位杂交结果显示,Os AGPL2主要在水稻发育中的籽粒中表达。同时Os AGPL2的突变导致了多个淀粉合成相关基因在水稻籽粒灌浆过程中的表达模式发生改变。【结论】突变体eb6、eb7籽粒胚乳出现严重垩白表型为Os AGPL2突变所致。本研究进一步证明了Os AGPL2在调控水稻籽粒胚乳中淀粉的合成、淀粉复合颗粒的形成及稻米理化性质的平衡中起着重要的作用。     

不同类型水稻品种稻米蛋白质含量与蒸煮食味品质的关系及后期氮肥的效应

目的 为揭示不同类型水稻品种稻米蛋白质含量与其蒸煮食味品质间的关系及其对不同后期施氮水平的响应。方法 以3个常规籼稻品种和3个常规粳稻品种为供试材料,在抽穗期实施不同氮肥水平的处理,分析稻米蛋白质及其组分含量与蒸煮食味品质的关系。结果 不论籼粳亚种,后期氮素肥料均显著增加了稻米蛋白质含量,品种对氮素的反应存在明显不同,但肥料处理效应大于品种间差异。随着后期氮肥水平的提高,稻米中四种蛋白组分含量也显著增加,以醇溶蛋白和谷蛋白对氮肥的施用反应较大;直链淀粉含量有所下降,胶稠度显著变短;淀粉糊化特征值中最高黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度下降,而回复值、消减值呈上升趋势;食味值显著下降。相关分析显示,籼﹑粳稻总蛋白质含量与胶稠度呈极显著负相关;籼稻蛋白质含量与食味值(r=-0.975^**)﹑最高黏度呈极显著负相关,与崩解值呈负相关,与回复值﹑消减值呈正相关或显著正相关;粳稻蛋白质含量与食味值(r=-0.923^**)和崩解值呈极显著负相关,与最高黏度呈显著负相关,与回复值﹑消减值的关系和籼稻基本相同。籼、粳稻食味值均与球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白显著负相关,与清蛋白(即比例最小的组分)的关系,籼稻呈极显著负相关,而粳稻相关性未达显著。结论 后期氮肥水平的增加显著提高稻米蛋白质及其组分含量。稻米蛋白质含量的增加,显著劣化稻米蒸煮品质和适口性。四种蛋白组分的增加均会不同程度地劣化稻米食味,其中,尤以球蛋白和醇溶蛋白的负效应较为显著,谷蛋白对食味的负效应也不可忽视,在籼稻品种中表现更明显。     

不同施氮水平和基追比对弱筋小麦籽粒产量和品质的影响

为确立弱筋小麦优质高产生产的氮肥管理策略,以2个弱筋小麦品种扬麦9号和宁麦9号为材料,研究了不同施氮水平及基追比对小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明,小麦籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系,增加施氮量及提高后期追氮比例提高了弱筋小麦蛋白质含量及籽粒容重、湿面筋含量、沉淀值、吸水率和稳定时间,但降低了总淀粉含量和弱化度。面团形成时间随施氮量的增加而增加,但随追氮比例的增加而降低。施氮量对籽粒蛋白质组分含量均有提高作用,依次为球蛋白>谷蛋白>醇溶蛋白>清蛋白,而追氮比例处理对醇溶蛋白和谷蛋白含量具有显著的提高效应,清蛋白和球蛋白含量因追氮比例而异。增加施氮量及提高后期追氮比例显著提高了直链淀粉含量和直/支比,但降低了支链淀粉含量。同比例追肥,两次追施比一次施用籽粒产量和蛋白质、醇溶蛋白和谷蛋白含量增加,但湿面筋含量降低;直链淀粉含量和直/支比增加而总淀粉和支链淀粉含量降低。综合产量和品质分析表明,在本试验条件下,弱筋小麦在施氮量180 kg.ha-1、基肥∶拔节肥∶孕穗肥为7∶2∶1时可以实现高产与优质的协调。     

高有机质土壤条件下施氮对强筋小麦产量及品质的影响

为研究高有机质含量土壤条件下施用氮肥对强筋小麦产量及品质的影响，选择土壤有机质含量为3．09％的地块，通过播前底施和拔节期追施等量氮肥（225kg／ha），对两个强筋小麦品种（8901-11和济麦20）的产量和部分生理及品质指标进行了研究。结果表明，增施氮肥有利于提高叶片叶绿素含量、氮素含量以及旗叶硝酸还原酶活性；施用氮肥可显著提高籽粒产量、籽粒蛋白质含量、蛋白质产量、沉淀值、谷蛋白大聚合体及谷蛋白含量，且追施效果优于底施；追施氮肥可以更好地调节籽粒蛋白的组成及含量，从而改善籽粒营养及加工品质。对于清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白等三种蛋白质组分的含量，不同小麦品种的施氮反应不尽相同。本试验中，施氮处理对8901-11的影响大于对济麦20的影响。     

两个籼稻品种垩白对稻米蒸煮食味与营养品质的影响

以冈优527(杂交籼稻)和窄叶青8号(常规籼稻)为材料,研究垩白对稻米蒸煮食味品质及营养品质的影响。与非垩白米相比,冈优527垩白米的直链淀粉含量极显著升高,最终黏度、消减值、回复值显著升高,胶稠度、峰值黏度、崩解值显著降低,RVA谱的其余指标无显著变化。窄叶青8号垩白米与非垩白米的上述各指标间无显著差异。窄叶青8号垩白米的粗蛋白含量显著低于非垩白米,而冈优527垩白米的粗蛋白含量与非垩白米相比无显著变化。2个品种垩白米的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、赖氨酸含量与非垩白米间无显著差异, 但谷蛋白含量显著低于非垩白米。     

水稻结实期根系活性与稻米垩白形成的相关性初步研究

 以垩白不同的籼稻品种为材料，进行了田间试验和盆钵试验。结果表明,垩白不同的品种，其结实期根系活性存在显著差异。垩白米率、垩白度与结实期根系活性呈负相关。在根系活性指标中，库容根活量与垩白的关系最密切，而根系α 萘胺氧化力、颖花根活量与垩白的相关性较低。在抽穗期施用硝态氮肥，可以明显提高根系活性，减少垩白。抽穗期施用呼吸抑制剂叠氮化钠，导致多垩白品种GD9501的根系活性大幅度下降，垩白米率和垩白度大幅度提高；但少垩白品种青六矮表现相反。不同药剂处理下，垩白米率和垩白度分别与抽穗后10 d的根系活性呈显著（r=-0.8567*）和极显著(r=-0.9211**)负相关。     

施氮量对冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响

为研究高有机质土壤条件下施氮量对不同品质类型冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响，以强筋小麦品种临优145和郑麦9023及弱筋小麦品种宁麦9号和宝丰949为材料进行了不同施氮量的试验。结果表明，增施氮肥可以提高籽粒蛋白质及其各组分的含量。总蛋白质、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均随着施氮量的增加显著提高，N2处理较NO处理分别提高0．78、0．12、0．31和0．35个百分点；清蛋白含量也随施氮量的增加而提高，但不同施氮处理间差异不显著。强筋小麦和弱筋小麦贮藏蛋白含量差异显著，但可溶性蛋白含量差异不显著。随着施氮量的增加，品种间可溶性蛋白含量差异加大，但贮藏蛋白含量差异减小。氮肥施用量对小麦籽粒各蛋白组分在总蛋白中所占的比例影响不大．不同品种籽粒中各蛋白组分在总蛋白中所占比例受施氮量的影响也不同。     

Endosperm Structure of White-Belly and White-Core Rice Grains Shown by Scanning Electron Microscopy

Abstract:

White-belly and white-core are the major two types of grain chalkiness in japonica rice. This study aims to compare the morphological features of white-belly and white-core using a scanning electron microcope (SEM). A japonica rice cultivar Wuyujing3 and its mutants were used as materials. Nearly 1000 SEM images were observed, and 12 representative photos were selected. SEM images showed contrasting differences between white-belly and white-core in endosperm microstructure including the shape of endosperm cell, the size distribution of starch granules, and the amount of protein bodies. White-belly and white-core also varied markedly in morphological features of the cracked compound starch granules. Our findings should help to advance our understanding of the multi-faceted nature of grain chalkiness from the perspective of starch and protein accumulation, and should be of value for future work on rice grain chalkiness.     

施氮时期对扬稻6号颖果发育及稻米品质的影响

通过盆栽试验研究了相同施氮量下不同施氮时期（分蘖期和孕穗期）对扬稻6号颖果发育及稻米品质的影响。与对照相比,增施氮肥（尿素）特别是孕穗肥能显著提高稻米精米率、整精米率、蛋白质含量,降低垩白粒率和直链淀粉含量;在分蘖期和孕穗期施氮肥能明显影响颖果发育,提高粒重,而后者的效果更为明显;在颖果发育过程中不同时期增施氮肥能显著降低颖果的总淀粉和直链淀粉含量,但对支链淀粉含量影响较小;不同时期增施氮肥特别是孕穗肥对淀粉体和蛋白质体的发育及结构均有显著影响,能显著改变籽粒中不同部位特别是腹部淀粉体和蛋白质的分布、数目和形状。与对照相比,淀粉体和蛋白质体的排列更紧密、相互间空隙较少、数量增加、密度增大,淀粉体形状多数呈晶状体。     

稻田养鱼模式下减量施氮对杂交中稻产量和氮肥利用率的影响

以大穗型杂交中稻蓉18优1015和多穗型杂交中稻内6优103为材料,于2018年在四川泸县开展试验,研究稻鱼共生模式下不同施氮量(N0,不施氮;N1,减氮66.6%;N2,减氮33.3%;CK,常规施氮,施氮量135 kg/hm^2)对杂交中稻产量、产量构成因子、干物质、收获指数、氮肥利用率的影响。结果表明,大穗型杂交中稻产量以N2处理最高,较CK增加2.8%;多穗型杂交中稻产量以CK最高,较N2、N1处理分别增加5.3%、20.4%;随施氮量的增加,杂交中稻有效穗数、干物质量呈显著增加的趋势,结实率、收获指数则呈下降趋势,减量施氮对杂交中稻每穗粒数和千粒重影响不显著;大穗型杂交中稻的氮肥农学利用率N2、N1处理较CK分别增加63.2%、45.6%,多穗型杂交中稻氮肥农学利用率N2处理较CK增加了27.4%;随施氮量的增加,杂交中稻氮肥偏生产力呈显著下降趋势,与CK相比,N2、N1处理的氮肥偏生产力分别增加了74.6%和48.2%。可见,在稻田养鱼模式下,综合考虑产量和氮肥利用率,杂交中稻的适宜减氮量为33.3%。     

减氮密植模式下常规粳稻产量形成特征

以常规粳稻南粳9108和南粳5718为试材,探讨了减氮密植对常规粳稻产量形成特征的影响。结果表明,南粳9108和南粳5718在T1处理（较常规栽培减氮10%、增密15%）下的产量与CK（常规高产栽培）条件下基本持平,在T2（较常规栽培减氮20%、增密30%）和T3（较常规栽培减氮30%、增密45%）处理下的产量则较CK显著下降;T1处理下参试品种的有效穗数和每穗粒数与CK相当,T2和T3处理的有效穗数、每穗粒数、群体颖花量与CK相比显著下降,结实率和千粒重亦低于T1处理和CK。本研究表明,适宜减氮密植处理可以实现常规粳稻节氮、高产栽培。     

红壤性稻田紫云英与化肥减施对早稻品质与养分吸收的影响

【目的】阐明紫云英种植利用后减施化肥对早稻品质、养分吸收及土壤肥力的相互影响,为红壤稻田施肥提供科学依据。【方法】以红壤稻田为研究对象,2015年开始在江西高安大田定位研究种植利用紫云英对早稻生长发育及养分吸收利用的影响。设置6个试验处理：1)不施肥对照处理(CK);2)绿肥处理(G),即紫云英量22 500 kg/hm²;3)100%化肥处理(N₁₀₀);4)紫云英翻压22 500 kg/hm²+100%化肥处理(GN₁₀₀);5)紫云英翻压22 500 kg/hm²+80%化肥处理(GN₈₀);6)紫云英翻压22 500 kg/hm²+60%化肥处理(GN₆₀)。【结果】紫云英配施全量及减施适量(20%)化肥能提高水稻产量,保障水稻N、P营养,提高土壤有机质和碱解氮含量。紫云英配施化肥能提高早稻整精米率、垩白与胶稠度但降低蛋白质含量。早稻产量、糙米率、整精米率、垩白粒率、蛋白质与籽粒含N量呈显著正相关,与籽粒含Si量呈显著负相关;籽粒含Mg量与精米率呈显著正相关。籽粒P、Ca、Mg吸收量对碾米品质、蛋白质含量和垩白粒率是正效应,对胶稠度是负效应。土壤碱解氮对籽粒含N量是间接正效应,对籽粒含Si量是间接负效应;碱解氮、有效磷、速效钾对籽粒N、P、K吸收量是间接正效应;pH对籽粒Ca、P含量以及交换性Ca、Mg对籽粒P含量均为间接负效应。【结论】紫云英22 500 kg/hm²还田并减施20%化肥能提高水稻产量,提升稻米品质。     

Effects of Nitrogen Application Time on Caryopsis Development and Grain Quality of Rice Variety Yangdao 6

A pot experiment was conducted to study the effects of different nitrogen application time(during the tillering or the booting stages)with the same nitrogen rates on the caryopsis development and grain quality of rice variety Yangdao 6.The increased nitrogen fertilizer(urea),especially applied during the booting stage,could evidently increase the milled rice rate,head rice rate and protein content in rice grains compared with the control(no nitrogen application),and decrease chalky grain rate and amylose content.Moreover,the increased nitrogen fertilizer significantly affected the caryopsis development and enhanced the grain weight when nitrogen applied during the tillering and the booting stages,especially during the booting stage.During caryopsis development the increased nitrogen fertilizer applied during the tillering and booting stages could obviously decrease the total starch and amylose contents,but not obviously for the amylopectin content in rice grain.Increased topdressing of nitrogen fertilizer,especially applied during the booting stage,had significant effect on the development and structures of amyloplasts and proteinoplasts.That is,it could change the distribution,number and shape of amyloplasts and proteinoplasts in the endosperm cells especially in grain abdomen.Compared with the control the arrangements of amyloplasts and proteinoplasts were closer,with more numbers,higher density and less interspaces each ohter.Furthermore,most amyloplasts showed polyhedron under the increased nitrogen fertilizer level.     

不同氮肥种类对稻虾共作水稻生长和田面水水质的影响

稻虾共作模式具有较高的综合效益,近年在全国发展迅速。为稻虾共作选择适宜氮肥种类,既能保证田面水水质,又能保证水稻氮素供应而促进水稻生长,对稻虾共生系统的清洁生产至关重要。设置3种施肥处理（CF,基施复混肥并追施尿素;CRF,缓释复混肥作基肥一次性施用;OF,基施有机无机复混肥并追施尿素）,并以不施氮肥为对照（CK）,研究不同施肥处理对水稻分蘖期之前田面水水质及全生育期水稻生长的影响。结果表明,与CF和OF处理相比,CRF处理降低稻虾田田面水氨氮及亚硝态氮的效果最好,有利于小龙虾回田生长;施肥处理提高了土壤无机氮含量,促进了水稻干物质累积;CRF处理水稻的有效穗数、产量、氮肥农学效率和氮肥偏生产效率显著高于其他处理,与CF和OF处理相比,产量分别提高14.26%和12.84%,氮肥农学效率分别提高64.86%和54.65%,氮肥偏生产效率分别提高15.00%和13.60%。此外,CRF处理还节约了追肥所需的劳动力。综上,从田面水水质、水稻生长及氮肥利用效率等因素考虑,在稻虾共作中采用缓释复混肥一次性基施的施肥方式是较佳选择,有利于该模式的可持续发展。     

控释氮肥对杂交水稻糙米蛋白质品质和氮代谢关键酶活性的影响

以八两优100（杂交早稻）和威优46（杂交晚稻）为材料,研究了施用控释氮肥对稻米蛋白质含量、氨基酸含量及其组分以及叶片和籽粒中硝酸还原酶（NRase）、谷氨酰胺合成酶（GS）和蛋白水解酶活性的影响。结果表明,八两优100和威优46控释氮肥处理糙米蛋白质、复合蛋白含量均显著或极显著高于尿素处理,其中谷蛋白和谷蛋白/醇溶蛋白比值增幅明显。施控释氮肥的八两优100和威优46糙米氨基酸总量、必需氨基酸和限制性氨基酸含量均较施用尿素的明显提高。在施用尿素和控释氮肥条件下,供试两组合叶片中NRase、蛋白水解酶、GS以及籽粒中的GS活性的动态变化一致。施用控释氮肥有利于功能叶中NRase、GS、蛋白水解酶以及籽粒中的GS活性维持较高水平。控释氮肥对杂交水稻功能叶氮代谢关键酶活性和籽粒中蛋白质合成及氨基酸积累均有明显的调节作用。这可能是控释氮肥能显著提高杂交水稻产量和蛋白质及氨基酸含量的生理原因之一。     

不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对大气CO2浓度升高响应的差异

目的 探明不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对FACE(大气CO₂浓度增高)响应的差异。方法 以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE对不同类型水稻产量、氮素吸收利用的影响。结果 1）FACE处理极显著提高了水稻产量,平均增加24.17%, 常规籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高;2）FACE处理显著增加了单位面积穗数,常规粳稻增幅最大,并显著增加了杂交籼稻和常规籼稻每穗粒数;3）FACE处理显著提高了成熟期吸氮量和氮素籽粒生产效率,成熟期吸氮量平均增加21.23%,杂交籼稻增幅最大, FACE和对照均以常规籼稻最高;氮素籽粒生产效率平均增加7.33%,杂交籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高。成熟期吸氮量对产量促进作用略大于成熟期氮素籽粒生产效率;4）FACE处理降低了植株含氮率,成熟期平均下降0.105个百分点,常规粳稻降幅最大。FACE处理极显著提高植株干物质量,成熟期平均增加23.95%,常规籼稻增幅最大;FACE处理显著提高常规籼稻和杂交籼稻成熟期单穗吸氮量,分别增加10.79%、13.93%,但常规粳稻下降了9.60%;FACE处理显著提高了成熟期群体吸氮强度,平均增加22.29%,杂交籼稻增幅最大。FACE处理对水稻全生育期天数无显著影响;FACE处理显著提高茎鞘、叶片、穗各器官吸氮量,叶片增幅最大,平均增加51.86%,杂交籼稻增幅最大;FACE处理显著提高了不同生育阶段吸氮量,抽穗-成熟阶段增幅最大,平均增加108.90%,杂交籼稻增幅最大;5）植株干物质量、单穗吸氮量、吸氮强度、穗吸氮量、抽穗-成熟阶段吸氮量对成熟期总吸氮量的促进作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生育天数、茎鞘叶吸氮量、移栽-分蘖和分蘖-抽穗阶段吸氮量;6）FACE处理显著提高了氮肥偏生产力,降低了每百千克籽粒需氮量,前者平均增加24.16%,常规籼稻增加最多;后者平均降低4.7%,常规籼稻降幅最大。结论 FACE处理可显著提高水稻产量和氮素吸收利用效率,但品种间差异较大。