增香施肥处理对高产优质杂交稻氮代谢生理性状的影响

增香施肥处理对高产优质杂交稻氮代谢生理性状的影响

陈逸

湖南农业大学生物科技学院

摘要：本研究旨在提高湖南高产优质杂交稻的香气质量，在前人研究的基础上，通过比较分析各品种糙米的氮代谢生理性状指标——糙米全氮含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、L-脯氨酸含量，进一步分析土壤碱解氮含量与谷粒生理性状的相关性，以探明增香施肥处理对高产优质杂交稻氮代谢生理性状的影响程度，为揭示增香施肥处理对稻米香气物质的增加所起的作用，提供可预测的生理性状可行性技术参数。

第一章研究综述

进入21世纪以后，中国粮食生产面临严峻形势，粮食总产连续几年下降，粮食安全问题突显，尽管2004年以来实现了粮食的恢复性增长，但仍不能掉以轻心。我国耕地面积不到全世界的7%，却需要养活占世界22%的人口。同时，2030年我国人口将达到16亿，粮食需求量将达到6.93亿吨。而在相当长一段时间内，耕地面积逐渐减少的趋势不可逆转，在我国人口快速增长的形势下，大多数研究都在致力于提高粮食单产。湖南水稻播种面积与年总产量均居全国第一，年产稻谷约占全国的13%，占湖南粮食总产的92%以上。因此，稻米品质的改良对湖南乃至全国的水稻生产都有极其重要的意义。优质稻品种应在优质的基础上提高产量，逐步解决优质与高产难以两全的矛盾。影响稻米质量的因素很多，最根本的就是水稻品种的品质特性。

湖南传统的名贵地方香稻具有丰富的品种资源多样性、生境的特殊性而导致的严格的地域性和低产量，严重限制了我省香米在市场上的竞争力。目前国内外有关香稻香气成分的分析研究、香气物质形成的前体以及香稻遗传物质的分析研究的报道颇多，对地方香稻种植的土壤、灌溉水等也进行了相关研究，但至今报道提高优质杂交稻香气质量的研究甚少。

要提高湖南高产优质杂交稻的香气质量，提升湖南大米的声望和国内国际市场，极有必要研究增香施肥处理对高产优质杂交稻的氮代谢生理性状影响，试图进一步分析增加高产优质杂交稻的香气质量的有利途径。

第二章实验结果与分析

1增香施肥处理对氮代谢生理性状的影响

增香施肥处理极显著降低了深优9586种植土壤碱解氮含量，说明增香施肥处理后深优9586对土壤中碱解氮的吸收量极显著增加，并且土壤碱解氮含量与糙米谷粒总氮、可溶性糖含量呈正相关。许多研究报道结果表明土壤总氮含量越高，谷粒越香，Yoshihashi等（2005）[1]认为施用氮肥与不施氮肥相比较，施氮有利于提高香气物质2-AP的含量，黄淑贞（1990）[2]、郑传刚等（2005）[3]发现香稻原产地土壤中全氮、碱解氮都明显高于非原产地，且原产地香稻植株茎叶中N的含量一般较非原产地高，因此土壤中丰富的N是地方香稻优质的基础。王德仁等（2001）[4]研究的结果还表明稻米氨基酸的总量随着施氮量的增加而提高。Barneix等（1992）[5]确认谷粒中的氮含量决定于其所攫取的植物营养组织中的N/C，本研究结果也表明土壤碱解氮含量与可溶性糖含量也呈负相关，这也就解释了L-脯氨酸含量与可溶性糖含量呈负相关。这与本研究结果一致。

2品种间氮代谢生理性状的比较

准两优6086总氮含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量极显著高于深优9586，而L-脯氨酸含量极显著低于深优9586。研究表明水稻颖果中L-脯氨酸含量越高，可溶性蛋白含量越低则谷粒越香[6]，因此深优9586变香的强度大于准两优6086。

3增香施肥处理与品种对糙米氮代谢的交互影响

Ehlting等（2007）[7]认为氮代谢过程主要受中等盐分浓度的影响和氮营养的供给情况。ShuyingYang（2012）[8]等也发现中国传统地方香稻产地干扰了土壤总氮含量与水稻颖果含氮化合物的相关性。本研究结果表明增香施肥处理显著增加了准两优6086种植土壤碱解氮含量，说明增香施肥处理后准两优6086对土壤中碱解氮的吸收量显著减少，因此有了土壤碱解氮含量、谷粒总氮与和L-脯氨酸均呈负相关的结果，这与ShuyingYang（2012）的研究结果一致。

4结论

（1）增香施肥处理极显著促进了深优9586对土壤中碱解氮的吸收量，并且土壤碱解氮含量与糙米谷粒总氮、可溶性糖含量呈正相关，而与L-脯氨酸含量呈极显著负相关。

（2）深优9586变香的强度大于准两优6086。

（3）准两优6086氮代谢受到了增香施肥处理中盐基离子的干扰，而增香施肥处理促进了深优9586氮代谢。

第三章创新点与研究展望

1创新点

1.1增香施肥处理对氮代谢生理性状的影响

以往许多研究报道结果表明土壤总氮含量越高，谷粒越香，Yoshihashi等（2005）[1]认为施用氮肥与不施氮肥相比较，施氮有利于提高香气物质2-AP的含量，黄淑贞（1990）[2]、郑传刚等（2005）[3]发现香稻原产地土壤中全氮、碱解氮都明显高于非原产地，且原产地香稻植株茎叶中N的含量一般较非原产地高，因此土壤中丰富的N是地方香稻优质的基础。王德仁等（2001）[4]研究的结果还表明稻米氨基酸的总量随着施氮量的增加而提高。本研究创新了增香施肥处理对氮代谢生理性状的影响。首先增香施肥处理是采用国家发明专利天然增香技术施肥配方对优质高产杂交稻进行施肥处理。本研究结果创新性表明土壤碱解氮含量与糙米谷粒总氮、可溶性糖含量呈正相关。土壤碱解氮含量与可溶性糖含量也呈负相关，进一步解释了L-脯氨酸含量与可溶性糖含量呈负相关。

1.2增香施肥处理与品种对糙米氮代谢的交互影响

本研究首次阐述了增香施肥处理与品种对糙米氮代谢的交互影响。本研究结果发现土壤碱解氮含量、谷粒总氮与和L-脯氨酸均呈负相关。

2研究展望

有待进一步对增香施肥处理后杂交水稻香气质量进行比较分析，从而进一步阐释增香施肥处理对杂交水稻香气质量的增加效应，阐释增香施肥处理后，香气质量与氮代谢的相关性。

参考文献：

[1]Yoshihashi，T.；Huong，N.T.T.；Inatomi，H.；2002.Precursorsof2-acetyl-1-pyrroline，apotentflavorcompoundofanaromaticricevariety[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry，50：2001～2004

[2]HuangSZ.Therelationofricequalityandthesoilcharacteristicofthearomaticrice[J].ofHunan.HunanAgriculturalSciences.1990，（4）：37～40.（inChinese）

[3]郑传刚.微量元素对香稻产量和稻米品质的影响[J].石河子大学学报，2005，23（4）：461～463.

[4]王德仁，等.施氮对稻米蛋白质、氨基酸含量的影响[J].植物营养与肥料学报，2001，7（3）：353-356.

[5]Barneix，A.J.，Amozis，P.A.，Guitman，M.R.，1992.Theregulationofnitrogenaccumulationinthegrainofwheatplants[J].PhysiolPlant.86（4），609～615

[6]EhltingB.，Dluzniewska，P.，Dietrich，H.，Selle，A.，Teuber，M.，Hänsch，R.，Nehls，U.，Polle，A.，Schnitzler，J.P.，Rennenberg，H.，Gessler，A.，2007.InteractionofnitrogennutritionandsalinityinGreypoplar[J].PlantCellEnviron.30，796～811.

[7]ShuyingYang；YingbinZou；YizengLiangetal.2012.RoleofsoiltotalnitrogeninaromasynthesisoftraditionalregionalaromaticriceinChina[J].FieldCropsResearch125：151～160