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文檔簡(jiǎn)介
1、大氣CO2濃度持續(xù)增高是全球氣候變化因子中最為突出和確定的現(xiàn)象。作為光合作用的底物,高CO2濃度增加了水稻碳源的供應(yīng)進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量增加和品質(zhì)改變,但這種影響是否與植株源庫(kù)水平及互作有關(guān)?其可能原因是什么?這方面的研究非常缺乏。本研究利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)平臺(tái),模擬2050年大氣CO2濃度(580μmol·mol-1),設(shè)置兩個(gè)剪葉疏花實(shí)驗(yàn),研究開(kāi)放條件下高CO2濃度、人為源庫(kù)處理對(duì)水稻產(chǎn)量性狀以
2、及稻米加工、外觀、營(yíng)養(yǎng)和蒸煮/食味品質(zhì)的影響及其種間差異。
試驗(yàn)一以超級(jí)雜交稻Y兩優(yōu)900和南粳9108為試驗(yàn)材料,齊穗期源庫(kù)改變?cè)O(shè)對(duì)照(CK)、剪除劍葉(LC1)、剪除所有功能葉(LC3)、間隔剪去1/3的枝梗(1/3SR)以及間隔剪去1/2的枝梗(1/2SR)。主要結(jié)果如下:
1.與AMB相比,F(xiàn)ACE處理使兩品種籽粒產(chǎn)量平均增加8%*,其中CK、LC1、LC3、1/3SR和1/2SR處理水稻產(chǎn)量分別增加5%、1
3、5%**、21%**、1%、-0.3%。與CK相比,LC1、LC3、1/3SR和1/2SR處理使兩水稻籽粒產(chǎn)量平均分別下降9%*、44%**、22%**、43%**。從產(chǎn)量因子看,F(xiàn)ACE對(duì)穗數(shù)(3%)、每穗穎花數(shù)和飽粒重影響較小,但使飽粒率平均增加3%,CK、LC1、LC3、1/3SR和1/2SR處理下分別增加1%、11%+、11%、-1%、-1%。與CK相比,LC1、LC3處理使飽粒率分別下降10%**和46%**;1/3SR、1/
4、2SR處理使每穗穎花數(shù)分別下降32%**和49%*,但使飽粒率(約10%**)和飽粒重(2%)明顯增加。
2.FACE使出糙率、出精率和整精米率略降,但均未達(dá)顯著水平。與CK相比,源庫(kù)處理使出精率均下降,疏花處理使出糙率下降,降幅較小(<2%)但多達(dá)顯著或極顯著水平。
3.FACE使不同源庫(kù)處理水稻精米籽粒長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比和堊白粒率均無(wú)顯著影響,但使堊白度平均增加15%,增幅為3~44%。與CK相比,LC3處理使粒
5、長(zhǎng)和堊白度平均分別增加2%**和24%**;疏花處理使粒寬增加而長(zhǎng)寬比減小(<2%),多達(dá)顯著水平。
4.FACE使不同源庫(kù)處理水稻精米蛋白質(zhì)濃度下降6~18%**,平均降幅為11%**。FACE使精米元素濃度均呈下降趨勢(shì),其中S、Mg、 Ca、Zn、Fe、Mn、Cu濃度降幅均達(dá)0.1以上顯著水平(14~37%);相反,F(xiàn)ACE使精米植酸濃度平均增加5%。與CK相比,源庫(kù)處理(LC1除外)使蛋白質(zhì)濃度極顯著增加;剪葉處理使S、
6、Mg、Ca、Zn、Fe、Mn濃度均呈增加趨勢(shì),而植酸濃度表現(xiàn)相反;疏花處理使P、S、Mg、Ca、Zn、Fe、Cu濃度增加。
5.FACE使米粉崩解值平均增加7%*,但使消減值平均降低2%。與CK相比,剪源疏庫(kù)使米粉消減值增加(<14%**),使崩解值下降(<17%**)。就蒸煮食味品質(zhì)而言,F(xiàn)ACE使米飯外觀、黏度、平衡度和食味值均增加(9~12%**),而使米飯硬度下降(6%**)。與CK相比,源庫(kù)處理(LC1除外)使米飯外
7、觀、黏度、平衡度、食味值一致下降,而使米飯硬度增加,多達(dá)0.05以上顯著水平。
6.FACE使DSC曲線峰值溫度和終止溫度增加(約1%),使米粉熱焓值和DSC曲線峰寬度下降(4~6%),但對(duì)起始溫度、峰高度無(wú)顯著影響。源庫(kù)處理對(duì)上述指標(biāo)多無(wú)顯著影響。就淀粉粒徑而言,F(xiàn)ACE使淀粉粒體積、表面積加權(quán)平均值和大粒徑淀粉粒所占比例增加(2~4%),使小、中粒徑淀粉粒所占比例下降(3~4%);與CK相比,LC3、1/3SR和1/2SR
8、處理使前3個(gè)參數(shù)下降(2~5%),使后兩個(gè)參數(shù)增加(3~8%),均達(dá)極顯著水平。
7.除產(chǎn)量、食味品質(zhì)以及DSC曲線相關(guān)指標(biāo)外,CO2處理與品種對(duì)其他指標(biāo)多存在不同程度的互作效應(yīng);CO2處理與源庫(kù)處理間的互作對(duì)產(chǎn)量、飽粒率、蛋白質(zhì)、P、K、崩解值、淀粉體積加權(quán)平均值、中粒徑或大粒徑淀粉粒占比的影響均達(dá)0.1以上顯著水平。
實(shí)驗(yàn)二以常規(guī)粳稻武運(yùn)粳24為材料,源庫(kù)處理設(shè)CK、拔節(jié)期剪50%葉(LCH)、剪100%葉(LC
9、A)、齊穗期剪去1次枝梗(SR1)和剪去2次枝梗(SR2)。主要結(jié)果如下:
1.與AMB相比,F(xiàn)ACE處理使WYJ24籽粒產(chǎn)量平均增加2%,在CK、LCH、LCA、SR1和SR2處理?xiàng)l件下分別增加5%、3%、19%+、-14%和-7%。與CK相比,LCH、LCA、SR1和SR2處理使其分別下降13%*、23%**、42%**、37%**。FACE使飽粒率增加(2%),使每穗穎花數(shù)減少(3%),但對(duì)單位面積穗數(shù)、飽粒重沒(méi)有影響。
10、與CK相比,LCH、LCA處理使每穗穎花數(shù)分別下降6%*、16%**,使飽粒重下降1~3%*; SR2處理使飽粒率、飽粒重分別增加7%**、11%**;兩剪穗處理使每穗穎花數(shù)大幅下降(45~48%**)。
2.FACE使出糙率、出精率、整精米率略減(約1%)。與CK相比,拔節(jié)期剪葉處理使出精率、整精米率下降(1~3%);疏花處理使出糙率下降(<1%),但出精率(約4%)、整精米率增加(約5%),多達(dá)極顯著水平。
3.
11、FACE使精米堊白粒率、堊白度平均分別增加30%、36%,使長(zhǎng)寬比下降1%**,但對(duì)粒長(zhǎng)、粒寬沒(méi)有影響。與CK相比,LCH處理使粒寬下降1%*;疏花處理使粒長(zhǎng)、粒寬增加(<3%),但使長(zhǎng)寬比(0.5~1.2%)、堊白粒率、堊白度下降(45~85%),多達(dá)極顯著水平。
4.FACE使不同源庫(kù)處理水稻精米蛋白質(zhì)含量下降8~13%,平均降幅為10%*,使各元素濃度均降低,降低均未達(dá)顯著水平(S除外),但使植酸濃度增加21%**。與C
12、K相比,疏花處理使蛋白質(zhì)、S、Zn、B濃度增加(13~48%**)。
5.FACE對(duì)RVA譜和DSC曲線相關(guān)指標(biāo)均無(wú)顯著影響,但疏花處理使起始溫度(<4%*)、峰高度(約7%*)下降。FACE使淀粉粒體積(2%+)、表面積加權(quán)平均值(2%*)和大粒徑淀粉粒所占比例(4%+)增加,使小(2%*)、中粒徑淀粉粒所占比例(4%+)下降。與CK相比,LCH、SR1和SR2處理使前3個(gè)參數(shù)下降(2~10%),而后2個(gè)參數(shù)增加(1~13%
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