四川杂交稻骨干恢复系稻米品质对氮素水平的响应

【目的】 氮素作为水稻生长发育的必需营养元素之一,显著影响稻米品质的形成。明确氮素水平对稻米品质的影响及不同品种对氮素的敏感性,可为水稻的优质育种和科学施肥提供依据。 【方法】 采用两因素裂区大田试验方法,主区为三个施氮水平 (N 0、90、180 kg/hm2),裂区为15个骨干恢复系和宜香优2115水稻材料。分析了稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质,并采用聚类分析方法,调查了供试材料的氮素敏感性。 【结果】 1) 随氮素水平的提高,稻米精米率及长宽比变化较小,但稻米糙米率和整精米率显著提高,与N0处理相比,N90与N180处理下稻米糙米率分别提高0.8%、1.4%;整精米率分别提高5.7%、7.9%;垩白度和垩白粒率则显著降低,与N0处理相比,N90与N180处理下稻米垩白度分别降低26.1%、55.0%;垩白粒率分别降低12.6%、32.8%。2) 氮素水平显著影响稻米淀粉RVA谱特征指标。随施氮量提高,稻米峰值粘度、热浆粘度、冷胶黏度、回复值及直链淀粉含量明显降低,消减值、崩解值、糊化温度及峰值时间变化较小。3) 聚类分析表明,施氮水平影响着水稻恢复系对氮素的敏感性。N90水平下,低氮敏感型包括乐恢188、成恢727及沪恢602;低氮中间型包括绵恢725、沪恢17、绵恢523及西科恢768;低氮迟钝型包括明恢63、多恢1号、成恢838(718、3023)、雅恢2115、蜀恢498(527)、宜香优2115。N180水平下,氮敏感型包括乐恢188、绵恢725、沪恢17、西科恢768;氮中间型包括明恢63、多恢1号、蜀恢498(527) 及宜香优2115;氮迟钝型由雅恢2115、成恢3203(838、718、727)、绵恢523及沪恢602组成。 【结论】 提高氮素水平可有效改善四川省骨干恢复系稻米的加工和外观品质,调节稻米淀粉RVA谱特性。其中雅恢2115、成恢3203(838、727、718) 及沪恢602品质较高且随氮素变化较小,属于氮迟钝品系,此类品系在低氮条件下品质属性变化较小。乐恢188、绵恢725、沪恢17及西科恢768属于氮敏感品系,此类品系对氮敏感度高,品质受氮素影响较大。氮中间品系则包括明恢63、多恢1号、蜀恢498(527) 及宜香优2115。      

不同生境下水稻稻米品质因子分析

运用因子分析法对不同生境下62个水稻品种中13个稻米品质性状研究结果表明,以前5个主因子对变异的累计贡献率>89％统计,垩白(垩白粒率和垩白度)、加工品质(糙米率、精米率、整精米率和碎米率)、粒形(糙米宽厚比、糙米长宽比)是影响早季稻米品质主要因素;糙米宽、整精米率、精米率、糙米长和直链淀粉含量是影响晚季稻米品质的主要因素。主因子之间早季垩白与碎米率、糙米宽厚比和糙米长宽比、碎米率与糙米宽厚比表现正向相关,晚季糙米宽与精米率和直链淀粉含量、精米率与糙米长和直链淀粉含量、糙米长与直链淀粉含量表现正向相关。主因子之间早季垩白与糙米率、精米率和整精米率,糙米率、精米率、整精米率与碎米率、糙米宽厚比和糙米长宽比,碎米率与糙米长宽比,糙米宽厚比与糙米长宽比表现负相关,晚季糙米宽与整精米率、精米率、糙米长和直链淀粉含量,整精米率与糙米长,精米率与直链淀粉含量表现负相关。     

稻田施氮量对水稻产量和稻米品质的影响

【目的】明确适宜稻田施氮量以保障水稻产量和稻米品质提升,协调土壤养分和水稻品质之间的供需平衡。【方法】以“沪旱61”为供试水稻品种,设置了4个稻田施氮量(折合纯N分别为0、100、200和300 kg hm^-2)以解析稻田施氮量对水稻产量和稻米品质的影响。【结果】施氮处理的水稻产量在5.2～9.0 t hm^-2范围,比对照提升41.0%～71.7%。随施氮量的增加,稻米中的蛋白质含量增加;而直链淀粉含量、胶稠度和食味值下降。随施氮量的增加,土壤中铵态氮和硝态氮含量增加;速效磷和速效钾含量下降,降幅分别达9.7%～45.5%和23.3%～70.7%。稻米食味品质是影响稻米综合品质的关键因素。统计学分析表明,稻米的蛋白质含量与土壤中硝态氮、速效钾和速效磷含量呈负相关,而直链淀粉含量与土壤中硝态氮、速效钾和速效磷含量呈正相关。【结论】在保证水稻稳产和稻米品质提升的前提下,“沪旱61”水稻栽培的最佳氮素用量为200 kg hm^-2。     

花后增温对双季优质稻产量和品质的影响

为明确未来气候变暖对双季优质稻产量和稻米品质的影响,采用开放式主动增温系统,早稻以金早47(常规籼稻)、两优287(杂交籼稻),晚稻以象牙香珍(常规籼稻)、万象优华占(杂交籼稻)和甬优5550(籼粳杂交稻)为试验材料,研究花后增温对双季优质稻产量和稻米品质的影响。结果表明,花后増温(早稻1.29℃,晚稻1.73℃)对早晚稻产量均无显著影响。增温条件下,早稻加工品质和垩白粒率均无显著变化,垩白度平均提高了16.0%;晚稻糙米率、整精米率、垩白粒率和垩白度分别平均提高了1.8%、3.5%、30.3%和27.2%;早晚稻蛋白质含量平均提高了6.27%,但直链淀粉含量平均降低了3.53%,淀粉颗粒的平均粒径提高了0.09 μm。增温对稻米RVA谱特征值的影响在季别和品种间存在较大变异。综上,花后增温对早晚稻产量无显著影响,有利于改善稻米的加工品质和营养品质,但降低了稻米的外观品质。本研究结果为未来气候变暖下双季优质稻的优质丰产栽培提供了理论依据。     

不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻旌优127产量及稻米品质的影响

为明确不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻产量形成和稻米品质的影响,以旌优127为试验材料,研究了2种施氮量(中等施氮量MN,120 kg·hm-2;高等施氮量HN,180 kg·hm-2)和3个移栽密度(12.0、16.5、22.5穴·m-2,记作D1、D2、D3)下,德阳、泸州生态点杂交稻产量、产量构成、干物质生产、稻米品质的变化。结果表明,德阳点土壤全氮、碱解氮含量高于泸州点,德阳点播种至齐穗平均太阳辐射、最高温度、最低温度均高于泸州点,但其齐穗至成熟平均太阳辐射、最高温度、最低温度低于泸州点。与泸州点相比,德阳点杂交稻产量、糙米率和精米率分别增加了14.3%~24.3%、0.9%~1.9%和0.7%~5.3%,其增产优势主要表现在有效穗、每穗粒数、生物产量和收获指数上。不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻产量形成和稻米品质的影响不同。德阳点杂交稻产量随施氮量增加而减少,相同施氮量水平下杂交稻产量随移栽密度的增加而增加,以MND3产量最高,为10.87~11.72 t·hm-2,且该密肥组合下碾米的品质、外观、食味相对较好。泸州点杂交稻产量随施氮量和移栽密度的增加而增加,以HND3产量最高,达到9.25~9.85 t·hm-2,碾米的品质、食味相对较好。德阳点的最佳密肥组合为120 kg·hm-2和22.5穴·m-2;泸州点的密肥组合为180 kg·hm-2和22.5穴·m-2。由此可见,合理的施氮量和适宜的移栽密度有助于提高杂交稻产量和稻米品质。本研究结果为不同生态稻区肥料优化管理和合理密植提供了理论依据。     

肥料对稻米品质的影响

稻米品质的形成是品种遗传特性、环境生态条件、栽培技术及加工条件综合作用的结果，在诸多因子中，肥料的影响较大。本文综述了肥料对稻米品质的影响，主要包括碾米品质的评价指标及大量元素肥料、中微量元素肥料和看机肥料对碾米品质的影响，肥料对稻米形状、垩白度、透明度等外观品质和直链淀粉含量、胶稠度等蒸煮及食昧品质的影响，并扼要分析了肥料对稻米蛋白质含量的影响。     

增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价

利用冬小麦品种‘镇麦168’,以黄棕壤、砂礓黑土、风沙土、红壤、潮土、黑土、黄土、灰钙土、紫色土、砖红壤、盐碱土和棕壤共12种典型农田土壤为基质,在开放式增温系统开展模拟大气增温框栽试验。试验设置常温对照（CK）和增温1.5℃（eT）两个处理,增温处理为冬小麦全生育期增温。以成熟期冬小麦单穗粒数、千粒重等表征产量变化,籽粒淀粉、蛋白质及其组分等营养指标体现品质构成。结果表明：（1）全生育期增温分别使黄棕壤、风沙土、黑土、黄土、灰钙土和紫色土冬小麦较常温对照减产33.82%、20.96%、16.60%、55.92%、28.45%和21.19%,但潮土冬小麦增产16.13%(P<0.05),其他土壤条件下冬小麦产量无明显变化。（2）就冬小麦营养品质,直链淀粉和支链淀粉含量在增温作用下较常温对照存在不同程度下降,且直链淀粉降幅大于支链淀粉,在红壤、黑土、黄土、灰钙土、紫色土、盐碱土和棕壤条件下冬小麦总淀粉含量显著降低（P<0.05）。籽粒蛋白质及其组分,清蛋白和球蛋白呈显著增加趋势,而醇溶蛋白和谷蛋白显著下降,且降幅大于前两者增幅,除红壤冬小麦总蛋白含量无显著变化以外,其他11种...     

不同类型土壤大豆产量对增温2℃的响应差异

中国农业种植区是全球对气候变化较敏感的地区之一,不同类型土壤的温度敏感性对农田生产力与全球气候变化的反馈关系产生重要影响。为了揭示不同类型土壤大豆产量对未来大气温度增加的响应规律,本研究以常温为对照,采用红外辐射加热装置模拟大气增温2℃,研究增温对黑土、棕壤、盐碱土、风沙土、灰钙土、黄土、黄棕壤、紫色土、砂礓黑土、潮土、红壤和砖红壤上大豆产量的影响。结果表明：增温2℃促使红壤上大豆的一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数和总荚数显著增加,分别比对照处理增加152.3%、144.7%、206.9%和147.5%,但增温2℃使砂礓黑土上大豆瘪荚数增加42.8%。除了砖红壤上大豆的二粒荚数增加76.4%和紫色土上大豆总荚数增加50.5%,其它类型土壤上大豆荚数虽有变化,但均未达到5%的差异显著水平。此外,增温2℃显著提高了红壤、砂礓黑土、紫色土和盐碱土上大豆的单株粒数,相应地,产量分别增加241.4%、59.2%、47.6%和75.2%。由此可见,中国主要农田土壤类型中红壤、砂礓黑土、紫色土和盐碱土4种土壤上大豆产量及其产量构成因素对增温2℃响应敏感,且表现出正效应,其它8种类型土壤上大豆产量对增温2℃响应不敏感。表明大豆产量形成对大气增温的响应间接受到土壤类型的调控。     

尕海湿地区沼泽草甸生长季土壤碳氮组分对增温施氮的响应

[目的] 为探究高寒湿地土壤碳氮组分对气候变暖和氮沉降的响应特征。[方法] 以尕海湿地沼泽草甸为研究对象,采用开顶箱增温(OTC)和外源氮素(NH₄NO₃)添加模拟未来气候变暖及氮沉降试验,分别设置对照(CK)、增温(W)、施氮(N)和增温施氮(WN)4种处理。在试验进行1.5年后对土壤碳氮组分含量进行测定。[结果] (1)开顶箱增温装置提高0—20 cm土层平均温度1.126℃,显著降低0—10 cm土层土壤含水量(SMC)、pH、全氮(TN)、微生物量氮(MBN)、铵态氮(NH₄⁺—N)、有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)含量,提高硝态氮(NO₃^-—N)含量。(2)施氮显著降低NH₄⁺—N、SOC和10—20 cm土层微生物生物量碳(MBC)及DOC含量,增加土壤TN、MBN和NO₃^-—N含量。(3)增温施氮显著增加土壤SMC、TN、NO₃^-—N和MBC含量,降低MBN、NH₄⁺—N和DOC含量。(4)相关分析显示,土壤水分与各理化因子均存在正相关性,土壤碳氮组分间均呈正相关性。[结论] 模拟增温施氮缓解尕海湿地植物生长的温度和氮的限制,促进TN的积累,对土壤微生物量碳氮影响较大,导致土壤微生物量碳氮及分布特征发生转换。     

不同生态条件下氮肥优化管理对杂交中稻稻米品质的影响

在四川省温江和射洪试验点,采用单因素随机区组试验设计,以‘F优498’水稻品种为试验材料,研究了不同氮肥处理[普通尿素优化施肥、减氮15%优化施肥、增氮15%优化施肥,PASP（聚天门冬氨酸）尿素1次施肥、2次施和优化施肥]对稻米品质的影响。结果显示,温江的碾米品质、外观品质和籽粒粗蛋白含量较优;射洪的峰值黏度和崩解值较高,消减值较低,蒸煮食味品质较好,同时直链淀粉含量较高。随着氮肥的施用,稻米碾米品质、直链淀粉含量和籽粒粗蛋白含量显著提高,崩解值显著降低;同时导致射洪生态点的峰值黏度增加,消减值减少;温江生态点的稻米外观品质变优,峰值黏度减小,消减值增加。较农民经验性施肥处理,普通尿素优化处理和PASP尿素处理提高了直链淀粉含量和籽粒粗蛋白含量,降低了温江垩白粒率和垩白度,改善了外观品质;氮肥优化处理降低了峰值黏度和崩解值,提高了消减值,使稻米蒸煮食味品质变差,同时提高了射洪精米率和温江整精米率。较优化施肥处理,PASP尿素处理降低了两试验点的精米率、整精米率和温江垩白粒率,增加了射洪的垩白粒率和垩白度,使外观品质变差;同时PASP尿素1次施肥和2次施肥处理降低了直链淀粉含量和籽粒粗蛋白含量;PASP尿素优化施肥处理降低了两试验点的峰值黏度、崩解值和温江直链淀粉含量,提高了两试验点的籽粒粗蛋白含量和射洪直链淀粉含量。较优化施肥处理,减氮15%和增氮15%优化施肥处理降低了两试验点的直链淀粉含量、整精米率及温江垩白粒率,增加了射洪垩白粒率和垩白度。与PASP尿素1次和2次施肥相比,PASP尿素优化施肥显著降低了垩白度、峰值黏度和崩解值,增加了消减值和籽粒粗蛋白含量;同时导致射洪生态点的整精米率降低,垩白粒率和直链淀粉含量增加;温江生态点的垩白粒率降低,整精米率增加。综合稻米碾米品质、外观品质、淀粉RVA、直链淀粉含量和籽粒粗蛋白含量的关系,射洪PASP尿素2次施肥处理稻米综合品质较好,温江优化施肥处理稻米综合品质较好。     

氮素穗肥对不同品种稻米品质性状的影响

以4种不同类型的稻米为材料,采用4个不同的氮素穗肥处理,利用黏度分析仪和XRD技术测定其淀粉特性,探索氮素穗肥对稻米品质及淀粉特性的影响。试验结果表明,氮素穗肥对稻米蛋白质、直链淀粉含量、支/直比和胶稠度的影响,品种间存在差异。各品种稻米的黏滞谱曲线随着氮肥的增加均呈整体下降趋势;相对粳稻而言,杂交籼稻和糯稻黏滞谱曲线在不同的氮肥处理下降幅度较小。各品种稻米淀粉的相对结晶度均表现为随氮肥施用量的增加而减小,17和18的两个衍射峰的分离状态逐渐减小。氮素穗肥施用量与稻米品质和淀粉特性关系密切,可通过调控氮素穗肥水平来改善稻米品质。     

免耕抛秧条件下不同氮肥用量对水稻生长和产量的影响

根据水稻免耕抛秧氮肥施用和吸收利用的特点,2007年在岑溪市筋竹镇进行了早晚两造水稻免耕抛秧不同氮肥施用量对比试验,以探索免耕抛秧栽培的最佳施氮量水平。结果表明:施N 150.0 kg/hm2处理的禾苗长势较好,且病虫害较轻,无效分蘖少,每穗实粒数和结实率以及产量均较高,是水稻免耕抛秧栽培的最佳施氮量。     

施氮量和穗粒肥比例对稻米营养品质及中微量元素含量的影响

通过田间试验研究了施氮量和穗粒肥比例对稻米氨基酸和蛋白质含量及Fe、Zn、Cu、Mn、Mg、Ca含量的影响。结果表明,稻米氨基酸和蛋白质含量均随着施氮量和穗粒肥比例的提高而增加,但施氮量和穗粒肥比例对氨基酸含量的影响程度因品种和氨基酸种类而异。合系39的氨基酸含量受施氮量和穗粒肥比例的影响较滇屯502的大;His、Val、Gly、Pro和Lys受施氮量和穗粒肥比例的影响较大,Ile、Arg、Asp和Glu受施氮量和穗粒肥比例的影响较小。稻米中Fe、Zn、Cu、Mn、Mg、Ca的含量和产量均随着施氮量的增加先上升后下降;从稻谷和蛋白质的产量、6种矿质元素的含量和产量看,供试粳型品种合系39的适宜施氮量较籼型品种滇屯502高。     

有机-无机肥配施对水稻产量、品质及氮素吸收的影响

通过田间试验,研究氮施用量相同的条件下,有机肥和化肥不同比例（有机肥氮分别占100%、70%、40%、20%和0%）,对早稻、晚稻及单季稻施用对水稻产量、品质和氮素吸收的影响。结果表明,有机肥氮为40%、20%、40%时,早稻、晚稻和单季稻产量最高,分别比单施化肥区增8.5%、2.8%和4.6%。有机肥氮在20%～40%之间,稻米品质较佳,比例过高则稻米易碎、垩白上升和蛋白质含量下降。有机肥氮为20%水稻氮素累积量最高,有利于氮素的吸收、利用。     

不同生态稻作区氮肥增产效应及其利用率

在4个典型生态粳稻区,以广适性的5个品种为材料,研究氮肥对不同稻区产量影响,并分析氮肥利用率及其不同稻区施氮效果的差异。结果表明:氮肥施用显著提高不同稻区产量,施氮增产率及其贡献率大小顺序为温暖粳稻区寒冷粳稻区籼粳交错区冷凉粳稻区,寒冷粳稻区产量提高主要是有效穗数和千粒重的增加,而其它3个稻区产量的提高主要是有效穗数和每穗粒数的增加所致。生产等量的稻谷氮肥需要量的大小顺序为寒冷粳稻区冷凉粳稻区籼粳交错区温暖粳稻区。不同稻区对氮肥的利用效率存在差异,氮肥农学利用率大小顺序为温暖粳稻区籼粳交错区冷凉粳稻区寒冷粳稻区,氮肥吸收利用率大小顺序为籼粳交错区温暖粳稻区冷凉粳稻区寒冷粳稻区,4个稻作区的土壤氮素贡献率在61.10%~66.09%之间,说明各稻作区吸收的氮肥主要来自土壤,通过培肥地力,维持较高的地力水平对稻谷的超高产、高效具有重要意义。     

Variation in the nutritional quality of rice straw and grain in response to different nitrogen levels

Abstract

Nitrogen (N) applied through urea is essential for rice crops and usually it is the most yield-limiting nutrient in irrigated rice production around the world. A field experiment was conducted to evaluate the effect of nitrogen levels (0, 90,120, and 150?kg?ha^?1) on the nutritional quality of straw and grain of rice varieties, PR 111, PR 122, and Pusa 44. In rice straw, significant interaction between nitrogen levels and all proximate components was observed. Increase in nitrogen level increased the crude protein by 69.23% (dry matter basis) whereas the neutral detergent fiber, acid detergent fiber, and cellulose content decreased by 7.82%, 11.18%, and 14.16%, respectively. In rice grain, crude protein content, starch content, and gel consistency were positively related to increase in nitrogen levels. Therefore, increase in nitrogen fertilization led to improved nutritive quality of both straw and grain for use as feed resource and human consumption, respectively.     

不同施肥方式下氮肥用量对直播稻根系形态及氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究施肥方式(点施于距土表1、5 cm土柱中心位置,分别记为M1、M2;距土表0~5、0~10 cm土壤与氮肥混匀施用,分别记为M3、M4)和氮肥用量(N 0、0.3、0.6、0.9、1.2 g/盆)对直播稻苗期生物量、根系形态及氮素吸收的影响,以期为直播稻科学施用氮肥提供理论依据。结果表明,M1、M2施肥方式下N0.6处理地上部和根系生物量都显著高于其他处理,增幅分别为17.8%~84.8%和13.9%~46.9%,根系形态指标表现为N0.3和N0.6高于N1.2处理;M3、M4施肥方式下N1.2处理地上部和根系生物量都显著高于其他处理,增幅分别为32.6%~36.3%和14.9%~16.2%,根系形态指标有随着施氮量增加而增加的趋势。施肥方式和氮肥用量对氮素吸收量的影响趋势与生物量表现一致,氮素吸收利用率表现为点施条件下M1M2,混施条件下M3M4。相关分析结果表明,水稻地上部生物量及其氮素吸收与根系形态参数及氮素吸收量存在显著正相关关系。综上所述,低氮条件下浅层点施、高氮条件下浅层混施有利于促进水稻苗期的生长发育,稳固良好的根系形态特性,增强其对养分的吸收利用。     

氮肥运筹对免耕高留茬抛秧稻氮素吸收、运转和子粒品质的影响

田间裂区试验研究了氮肥运筹对免耕高留茬抛秧稻氮素吸收、运转和稻米品质的影响。结果表明,随施氮量增加,水稻吸氮增多,转移到穗部的比例下降、滞留在叶片中的比例增加,氮素干物质生产效率和产谷效率下降。增施氮肥提高了糙米率、精米率和整精米率,垩白米率、垩白度和蛋白质含量随施氮量增加而上升。随施氮量的增加,淀粉RVA谱特征的最高粘度和崩解值降低,消减值和糊化温度升高。基∶蘖∶穗肥比为7∶0∶3和4∶3∶3处理提高了氮素农艺效率、稻米蛋白质含量、消减值,降低了最高粘度。     

施氮量和栽培密度对超级早稻不同器官氮素积累与转运及其吸收利用率的影响

以超级杂交早稻中嘉早17为材料,采用田间试验在施氮量为0、120、165、210 kg/hm24个水平和种植密度为22.5×104穴/hm2(D1)和30×104穴/hm2(D2)2个水平下研究施氮量和种植密度对其氮素利用、积累和转运特性的影响.结果表明,氮素积累总量随施氮量和种植密度的增加而增加,但氮素积累量的增幅随供氮水平的提高而降低,施氮量由120 kg/hm2(N1)上升到165 kg/hm2(N2)的增加幅度,明显大于施氮量由165 kg/hm2(N2)上升到210 kg/hm2(N3)时的增加幅度.叶片氮素转运量也随施氮量和栽培密度的增加而增加,转运率没有明显规律.农学利用率、氮肥偏生产力、收获时氮素生理效率和施肥量间存在负相关.同时发现低密度种植时,氮素农学利用率和收获期氮素生理效率均高于高密度种植.