优质稻植株花后碳氮流转与籽粒生长特征及调控研究

摘要

我国水稻高产与优质矛盾突出。虽然前人做了大量的有关稻米品质研究,但仍难以解释稻米品质差异形成的本质原因。水稻花后物质积累、再流转过程中生理差异及能力大小,是影响水稻籽粒生长、产量和稻米品质的重要因素。因此,水稻产量与稻米品质形成实质上是光合同化物生产及花后物质流转的过程。物质再流转顺利进行既要有足够的储存库又要有丰富的供给源,作物物质流转是作物源、库理论的丰富和发展。为了探讨优质稻八桂香、桂华占花后物质流转差异与籽粒生长特征及彼此相互关系,本文从优质稻品种及不同部位、不同施氮水平、不同水分管理、不同播种期下对优质水稻籽粒生长与花后碳氮流的影响方面进行研究。研究结果如下:
　　 优质籼稻花后茎叶干物质的再运转占籽粒干重的1/5～1/3,花后单株叶片和茎干重大,叶片干物质的运转率和运转速率高,水稻籽粒产量及蛋白质与淀粉积累量与地上茎鞘叶片营养器官中碳氮的再运转关系极为密切,单株叶片干重大、花后运转率高是优质水稻品质形成的重要生理原因之一。优质稻花后叶、叶鞘、节间干物质流转与籽粒灌浆特性密切相关,这种相关性体现在部位器官的相关性和时间上的相关性,节间干物质运转对籽粒生长的作用大于叶鞘,叶片干物质运转与籽粒生长的相关性最小,倒1节鞘物质输出与下部籽粒生长时间上同步,倒2节鞘与中部籽粒生长同步,倒3节鞘与上部籽粒生长同步。
　　 施氮水平影响桂华占和八桂香花后碳氮流转及籽粒的生长。高氮条件下增加茎鞘干质量积累和叶片碳氮同化物的转运,但不利于茎鞘碳氮同化物向籽粒转运,降低茎鞘淀粉向籽粒转运效率,不同施氮水平下,桂华占和八桂香花后碳氮流转与籽粒的生长间存在密切的相关。花后水分管理影响桂华占和八桂香花后碳氮流转及籽粒的生长,亏缺和淹水增加了茎鞘、叶片干物质对籽粒的贡献率,促进碳氮同化物转运供应籽粒合成淀粉和蛋白质。播种期影响桂华占和八桂香花后碳氮流转及籽粒的生长,播种期推迟减少了地上干质量、籽粒干质量及收获指数的提高,播期越迟,其影响越大,播种期推迟减少茎、叶干物质转运对籽粒生长的贡献。
　　 本研究明确了优质稻在不同的栽培条件下,花后茎叶碳氮流转特性,量化了优质稻花后茎叶碳氮物质流转在籽粒生长与淀粉和蛋白质形成中的作用;明确了优质稻不同部位叶片、叶鞘和节间花后碳氮流转的动态特征及序列性,建立了不同部位茎叶碳氮物质流转与不同部位籽粒生长间的相关性,这种相关性体现在部位器官的相关性和时间上的相关性,序列性和相关性极大地丰富和发展了水稻花后物质流转相关生长理论。