氮钾肥不同用量对水稻淀粉合成的影响

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为探明氮钾肥对水稻籽粒淀粉合成的影响,本试验以南粳9108(粳稻)为试验材料,设置(试验一)纯氮0 kg·hm-2、90 kg·hm-2、135 kg·hm-2、180 kg·hm-24个施氮水平(分别由N0、N1、N2、N3表示,以N0为对照)和(试验二)纯钾0 kg·hm-2、90 kg·hm-2、135 kg·hm-2、180 kg·hm-24个施钾水平(分别由K0、K1、K2、K3表示,以K0为对照);研究氮、钾肥施用量对淀粉合成相关酶活性和淀粉积累的影响。以期为水稻高产优质栽培提供技术支撑和理论依据。试验结果表明:1.施氮对颖果淀粉合成的影响(1)两年试验结果表明颖果中蔗糖含量随着生育进程的推进呈先增后降的变化趋势,蔗糖含量在花后15 d达到峰值,且随施氮量的增加而增加,N3相对N0、N1、N2分别平均增加33.42%,31.59%,22.49%。成熟期(花后30天),颖果中蔗糖含量的两年的变化趋势不一致,但施氮有利于提高颖果中蔗糖的含量。葡萄糖和果糖含量随着生育进程推进而降低,在花后10 d达到峰值,且随着施氮量的增加呈先增后降的变化趋势,果糖含量在N2处理下相对于N0、N1、N3分别平均高出49.25%、33.27%、11.79%,葡萄糖含量在N2处理下相对于N0、N1、N3分别平均高出50.42%、41.87%、9.40%。成熟期(花后30 d),葡萄糖含量随着随着施氮量的增加而增加,颖果中果糖含量的两年的变化趋势不一致,但施氮有利于提高成熟期颖果中果糖的含量。(2)在0-180 kg·hm-2施氮范围,AGPase、BE、DBE酶的活性随施氮量的增加呈先升后降的变化规律,AGPase、SSs酶在花后10 d达到峰值,AGPase酶的活性随施氮量的增加呈先升后降的变化规律,N2处理下分别比N0、N1、N3高8.46%,0.47%,7.94%;SSs酶的活性随施氮量的增加而增加,N3分别比N0、N1、N2高65.04%,35.00%,30.01%。GBSS、BE、DBE酶的活性在花后15 d达到峰值,GBSS酶的活性随施氮量的增加而增加,N3处理分别比N0、N1、N2高20.45%,5.42%,5.29%;BE、DBE酶的活性随施氮量的增加呈先升后降的变化规律,BE在N2处理下分别比N0、N1、N3高25.07%,13.80%,16.00%,DBE在N2处理下分别比N0、N1、N3高25.72%,10.16%,6.35%。(3)在0-180 kg·hm-2施氮范围,水稻产量随氮肥增加而增加,以N3处理效果最优,N1、N2处理条件下峰值粘度,崩解值高,消减值低,蒸煮品质较好。支链淀粉和总淀粉的积累随施氮量的增加呈先升后降的变化规律。成熟期(花后30 d),支链淀粉在N2处理下相对于N0、N1、N3分别平均高出18.01%,9.20%,6.19%,总淀粉在N2处理下相对于N0、N1、N3分别平均高出16.31%,8.70%,7.82%,且N2处理下降低直链淀粉和支链淀粉比值。不同年份间氮肥对直链淀粉积累在的变化规律有所差异,2018年,成熟期(花后30 d),直链淀粉积累量随施氮量的增加而增加,N3相对于N0、N1、N2分别高出10.67%,10.64%,7.49%;2019年,成熟期(花后30 d),直链淀粉积累量随施氮量的增加呈现先升后降的变化趋势。N2相对于N0、N1、N3分别高出12.93%,10.79%,2.95%,2.施钾对颖果淀粉合成的影响(1)两年试验结果表明颖果中蔗糖含量随着生育进程的推进呈先增后降的变化趋势,花后15 d达到峰值,且随施钾量的增加呈先升后降的变化趋势,蔗糖含量在K2处理下相对K0、K1、K3分别平均增加119.89%,55.08%,22.52%。成熟期(花后30 d),颖果中蔗糖含量随施钾量的增加而增加;葡萄糖和果糖含量随着生育进程推进而降低,在花后10 d达到峰值,葡萄糖含量随施钾量的增加呈先升后降的变化趋势,以K2处理最高,K2处理相对K0、K1、K3分别平均增加183.73%、86.46%、91.57%;成熟期(花后30 d),颖果中葡萄糖含量随施钾量的增加而增加,颖果中果糖含量的两年的变化趋势不一致,但施钾有利于提高成熟期颖果中果糖的含量。(2)在0-180 kg·hm-2施钾范围,颖果中AGPase、SSs、GBSS、BE、DBE酶的活性随施钾量的增加呈现先升后降的变化规律,AGPase、SSs酶在花后10 d达到峰值,且随施钾量的增加呈先升后降的变化趋势,AGPase在K2处理分别比K0、K1、K3分别高1.1%,73.74%,42.96%,SSs在K2处理分别比K0、K1、K3分别高98.31%,43.26%,2.63%。GBSS、BE、DBE酶的活性在花后15 d达到峰值,且随施钾量的增加呈先升后降的变化趋势,GBSS在K2处理下分别比K0、K1、K3分别高35.08%、14.95%、21.22%%;BE在K2处理下分别比K0、K1、K3高59.67%,34.74%,19.57%,DBE在K2处理下分别比K0、K1、K3高22.56%,9.86%,15.97%。(3)水稻产量随钾肥增加呈现先升后降的变化趋势,以K2处理效果最优,且峰值粘度,崩解值高与其他处理,消减值低于其他处理,蒸煮品质较好。颖果中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的积累量随钾肥用量(0-180 kg·hm-2)的增加呈现先升后降的变化规律。成熟期(花后30 d),直链淀粉在K2处理下分别比K0、K1、K3平均高21.40%,11.84%,4.63%,支链淀粉在K2处理下分别比K0、K1、K3平均高20.36%,11.63%,8.34%,总淀粉在K2处理下分别比K0、K1、K3平均高20.61%,11.68%,7.42%,且K2处理下降低直链淀粉和支链淀粉比值。综合考虑稻米的产量和品质,试验表明在氮用量在135 kg·hm-2、钾用量在135kg·hm-2时,有利于调控淀粉合成相关酶的活性,提高颖果中蔗糖、葡萄糖、果糖的含量,促进淀粉组分的形成,降低颖果中直链淀粉/支链淀粉比例,提高稻米的产量,改善稻米的品质。
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