水稻籽粒无机氮积累特性及其与氮代谢和施氮量关系研究

摘要

亚硝酸盐和胺还有其它含氮物，于一系列酶促反应下，可生成强致癌物亚硝胺，此过程被称为亚硝化作用，人体和动物体都能够吸收（亚）硝酸盐、胺等这些含氮物并在体内反应而生成亚硝化物。硝态氮是植物体内亚硝酸盐的主要来源，作物体内的硝态氮和铵态氮主要来自于根外施的氮肥。在一定施氮量范围内氮肥施用量与水稻产量呈显著正相关，大量施用氮肥已成为取得高产更高产的主要手段之一。然而大量施用氮肥增产同时，对稻米理化性质和品质有何影响，是否会造成水稻籽粒中硝态氮、铵态氮过度积累，进而危害人体健康，迄今未见研究报道。
　　水稻是全球主要用于粮食生产种植的栽培作物之一，全球大约有将近一半的人口把稻米作为主要食粮。中国又为全球水稻栽培及种植面积较大，稻谷总产量较高，以及稻米消费量较多的国家。因此，本试验选用产量和蒸煮食味品质不同的寒地粳稻品种五优稻4号、松粳3号、松粳6号、松粳9号、松粳12号，在不同氮肥水平下进行田间试验和盆栽试验，旨在为探明氮肥与水稻产量、稻米理化性质的关系以及水稻籽粒中硝态氮、铵态氮分布特点和品种间差异、在灌浆过程中籽粒硝态氮、铵态氮积累动态变化及其与施氮量和氮代谢关键酶活性间关系等，这对生产安全食用稻米具有重要的理论及实践指导意义。研究结果表明:
　　精米中硝态氮和铵态氮含量品种间有显著差异，在不施氮肥条件下品种间硝态氮含量变异为26.56～42.31％，铵态氮含量变异为37.53～49.63％，铵态氮含量高于硝态氮含量;硝态氮和铵态氮主要分布在籽粒的米糠层里，呈由籽粒外到内逐渐降低的变化趋势。随施氮水平的提高，不同品种糖米中硝态氮和铵态氮含量都大幅度升高，其中硝态氮增长率高达114.1％～203.0％，铵态氮增长率为52.33％～99.31％;随着水稻籽粒灌浆进程，籽粒中硝态氮的含量逐渐增多直至成熟，而硝态氮的日积累量和铵态氮含量是先逐步增加，达最高值后逐渐减少，呈现单峰曲线的变化趋势，抽穗后25 d达到峰值;硝态氮含量高的品种日积累量显著大于含量低的品种，铵态氮含量高的品种灌浆前期积累量少于含量低的品种，而灌浆后期高于含量低的品种;灌浆不同时期籽粒谷氨酰胺合成酶活性大小品种间有显著差异，与硝态氮和铵态氮含量及硝态氮日积累量间均呈显著或极显著正相关。
　　随着施氮水平的提高，水稻产量、产量构成因、蒸煮食味品质、理化性质和食味品质都发生显著变化。稻谷总产量、穗粒数和每平米穗数都表现为随氮肥施用水平提高呈增加趋势，千粒重和结实率却随氮肥施用水平的提高呈显著或极显著减少趋势。随着氮肥施用水平提升最高粘度、崩解值均成显著减少趋势，最终粘度、粘滞峰消减值呈极显著升高变化趋势。施氮量对食味品质也有显著影响，随施氮水平的提高，直链淀粉含量、蛋白质含量均增加，而食味值下降，氮肥虽然提高了稻米蛋白质含量提高了营养品质，但是却明显导致食味品质降低。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 氮肥与水稻产量关系研究

1．3 氮肥与水稻品质关系研究

1．3．1 氮肥与稻米直链淀粉含量关系研究

1．3．2 氮肥与稻米蛋白质含量关系研究

1．3．3 氮肥与稻米食味品质关系研究

1．3．4 氮肥与稻米淀粉谱特性关系研究

1．4 硝态氮与食品安全关系研究

1．5 氮肥与植物体内铵态氮、硝态氮关系研究

1．6 水稻氮代谢与铵态氮、硝态氮关系研究

1．7 本试验研究内容

2 材料与方法

2．1 供试材料

2．2 试验设计

2．2．1 田间试验

2．2．2 盆栽试验

2．3 品质性状测定及考种方法

2．3．1 稻米全氮及蛋白质含量测定方法

2．3．2 稻米直链淀粉含量测定方法

2．3．3 稻米昧度值测定方法

2．3．4 稻米淀粉谱特性(RVA谱)测定方法

2．3．5 考种

2．4 无机氮测定方法

2．4．1 水稻籽粒硝态氮含量测定方法

2．4．2 水稻籽粒铵态氮含量测定方法

2．5 水稻籽粒谷氨酰胺合成酶活性测定方法

2．6 数据统计分析方法

3 结果与分析

3．1 水稻籽粒硝态氮、铵态氮积累特性

3．1．1 不同品种间籽粒硝态氮、铵态氮、全氮含量遗传变异

3．1．2 籽粒中硝态氮、铵态氮的分布特点

3．1．3 灌浆过程中籽粒硝态氮和铵态氮积累动态变化

3．1．4 氮肥对不同品种籽粒硝态氮、铵态氮、全氮含量影响

3．1．5 籽粒谷氨酰胺合成酶活性与硝态氮和铵态氮积累关系

3．2 氮肥对水稻产量的影响

3．2．1 不同品种间产量性状比较

3．2．2 氮肥对不同水稻品种产量性状影响

3．3 氮肥对水稻蒸煮食昧品质和加工品质性状的影响

3．3．1 不同品种间水稻蒸煮食昧品质和加工品质性状比较

3．3．2 氮肥对不同水稻品种蒸煮食昧品质性状及加工品质性状的影响

3．4 氮肥对稻米淀粉谱特性影响

3．4．1 不同品种间稻米淀粉谱特性比较

3．4．2 氮肥对不同品种稻米淀粉谱特性的影响

4 讨论

4．1 关于稻米硝态氮和铵态氮含量遗传变异及氮肥调控关系

4．2 关于稻米硝态氮和铵态氮积累特性及与氮代谢关系

4．3 关于氮肥用量与水稻产量关系

4．4 关于氮肥用量与稻米品质关系

4．5 关于氮肥用量与水稻产量和品质及食品安全性

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文