氮肥通过协调香稻籽粒中蛋白质和淀粉合成来改善外观品质

氮肥通过协调香稻籽粒中蛋白质和淀粉合成来改善外观品质

(1)田间和盆栽试验证明，施氮降低了香稻垩白；

(2)施氮降低了碳代谢酶活性，但提高了氮代谢酶活性；

(3)蛋白质和淀粉在垩白的形成中均起重要作用，而不仅仅是淀粉或蛋白

质。

籽粒中蛋白质和淀粉的合成对水稻垩白的调节至关重要。然而，氮肥施用

下如何在籽粒中进行协调其生物合成，以提高香稻的外观品质，目前尚不清

楚。通过盆栽和田间试验，研究了施氮对香稻籽粒垩白、淀粉和蛋白质含量以

及碳氮代谢相关酶活性的影响。田间试验采用美NO)、54(N64)、128(N128)、

160(X160)和192(N192)kg/ha5个氮肥水平，在同等处理的基础上进行了盆栽试

验。本研究的目的：(1)确定施氮对香稻垩白的影响；(2)确定施氮对籽粒灌浆过

程中碳氮代谢的变化；(3)探讨香稻垩白与籽粒淀粉和蛋白质合成的关系。本研

究为氮肥管理下香稻垩白形成的调控提供了依据。

试验J-水稻生长季在中国云•南省四双版纳傣族自治州劫海县勘哲镇

(100°23'E,21。96'N)进行。该地区属亚热带高原季风气候，海拔

1188.92m,2-8月平均气温22.41℃降水量984.39mm。试验土壤为黄壤土。本

试验选用了在当地广泛种植的香软釉稻品种滇屯502。有报道称该品种垩白度

较高(Yuanetal.,2005,Chenetal.,2021)o田间试验采用单因素随机区组设

计，3个重复,5个氮处理。5个氮水平分别为0(NO)、64(N64)、128(N128)、

160(W60)和192(N192)k«/hao全稻季磷肥(P205)和钾肥(K20)的施用量分别为

120和105kg/ha。播种30d后，于2月17日移栽水稻三叶期植株，株距为

13.3cmX30cm,每山2株°地块面积为5mX10m。盆栽试验采用与田间试验相

同的处理因素。5个N水平分别为0(N0)、0.057(X64)、0.114(N128)>

0.142(N160)和Q171(N192)g/kg。全稻季磷肥(P205)和钾肥(K20)的施用量分

别为0.011和0.09g/kg。盆栽试验每处理20个，盆径28cm,盆高30cm,盆内

填充风干土12kg。播种30d后，水稻三叶期植株按每山2株、每盆3穴进行移

栽。

稻米外观品质与粒重表1田间试验卜.氮肥对水稻外观品质和粒重的响应

ChalkinessGrain

ChalkinesskernelsareaChalkinessweight

Treatmentpercentage%%%mg

NO55.81a24.20a13.49a35.04a

N6448.67a18.33b9.02b35.07a

N12833.45b15.16bc5.08c34.81a

N1G028.33b11.55d3.24c32.44b

N19224.67b14.45cd3.57c31.65b

60

45

30

15

0

28Nn92

Nl60

(9

兴葬0

)

s

s

u6

Uf15

M

W

l

o3

总10

0

5NON64NI28NI60N192

Nrate(kg/ha)Nrate(kg/ha)

图1盆栽试验中香稻外观品质(a-c)、粒重(d)对氮肥的响应及籽粒外观比较(e)

香稻粒重的动态变化

45

M(

E36

)

W

X27

-MS

18

.E

E9

DJ

10203040010203040

Dayafteranthesis(d)Dayafteranthesis(d)

图2水稻拟合粒重和籽粒灌浆速率对氮肥的响应表2水稻花后灌浆拟合参数对

氮肥的响应

Maximum

grainfillingMeangrain

rateTimeformaximumfillingrateEffectivegrain

niggrain_1grainfillingratemggrain_1fillingduration

Treatmentd-1der1d

NO1.78a7.37d1.16a29.88b

N641.77a7.88cd1.14a30.34b

N1281.70ab8.48bc1.08a32.04b

N1601.51be8.97b0.95b33.08b

N1921.29c11.18a0.80c38.81a

成熟期淀粉和蛋白质含量表3成熟期水稻淀粉和蛋白质含量对氮肥的响应

StarchAmyloseAmylopectinProtein

ExperimentalcontentcontentcontentcontentAmylopec

typeTreatment%%%%Amylose

FieldNO90.11a20.40a69.71a7.27c3.42a

N6486.87ab20.03ab66.832b7.40c3.34a

N12881.58b19.67bc61.92b8.30b3.15a

N16079.74b19.57bc60.18b8.93a3.07a

N19279.42b19.17c60.26b9.13a3.14a

PotNO91.41a20.60a70.81a6.81b3.44a

N6483.10b19.06b64.04b7.26b3.36a

N12878.20bc18.43b59.78b8.61a3.25a

N16077.25bc18.28b58.97b8.91a3.23a

N19276.37c18.35b58.68b8.62a3.32a

灌浆期水稻蛋白质和淀粉含量的变化

图3水稻花后淀粉（a、b）和蛋白质（c、d）含量对氮肥的响应

水稻籽粒氮、碳代谢相关酶活性的变化

2.8

(

M

J2.I

uJ.

,ano

E1.4)

1

V

9

O

30.7O

0.0

2.5

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NoNI

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2.4

C1.8

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30.62.5

0.00.0

NON64N128NI60NI92NON64NI28NI60NI92

11Nr1ale(kgha1")1Nrale(kgha1)

图4盆栽试验不同氮处理卜.蛋白质(a-d)和淀粉(e-h)代谢相关酉每活性的变

化。,谷氨酰胺合成酉每，GOGAT,谷氨酸合成酶;GOT,谷草转氨酹;GPT,谷丙转

氨酶;AGP,二磷酸腺甘葡盘糖焦磷酸化酶;GBSS,颗粒结合淀粉合成酶;SSS,可

溶性淀粉合成酸;SBE,淀粉分支酶。

籽粒垩白与拟合籽粒灌浆参数、淀粉和蛋白质含量的关系

表4灌浆阶段籽粒垩白度与灌浆参数拟合的关系

Mean

MaximumTimeforgrainEffective

Craingrainfillingmaximumgrainfillinggrainfilling

Indexweightratefillingratera