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水稻籽粒锌积累机制的研究

李志刚  
【摘要】: 通过农业措施提高粮食中人体必需微量元素含量的研究对改善发展中国家人群的微量元素如锌的营养具有重要意义。 不同品种水稻整株或精米中Zn含量差异极显著,它们的差别可达10倍。不同水稻锌营养基因型在形态特征、生理特性和遗传效应等都具有明显差异,如锌高效品种通常有较大的根冠比。但目前对水稻籽粒富集锌的机制尚未是个未知数。因此,通过研究水稻籽粒积累锌的生理生化机制,对于今后选育锌高效品种以及通过栽培措施调节锌在水稻籽粒中的积累,从而改善人类健康等方面均有重大的理论和现实意义。同时通过水培和土培和田间试验研究了导致不同基因型水稻籽粒锌积累差异的机制,取得的主要结果如下; 1)在水稻生育后期叶面喷施锌肥(0.2mg kg~(-1)Zn)能够显著提高水稻籽粒锌含量,与单施基肥+分蘖肥相比,汕优63提高3096,而二九丰提高35%。不同品种比较,汕优63精米锌含量大于二九丰。 2)水稻分次施用氮钾肥有利于锌在籽粒中的积累,不同施肥方法相比较,以仅施基肥+分蘖肥的锌含量最低,而促花肥、保花肥、粒肥(此三肥不加锌)以及喷施油菜素内酯对提高了水稻叶片光合速率,延缓叶片衰老,延长灌浆时间,对水稻产量有显著提高作用,但是对于精米锌含量作用不明显。 3)水稻精米锌含量随供锌水平的提高而提高,但不同的品种精米锌的含量有显著的差异,碧玉早糯和26715精米中锌含量显著高于浙农921(如在2μmol L~(-1)的供锌水平下精米锌含量分别为:47.4,40.6,34.3mg kg~(-1)DW,其它供锌水平下也有类似的趋势);颖壳锌含量也是随供锌水平的提高而提高,26715颖壳锌含量最低;在32μmol L~(-1)的供锌水平下,浙农921与浙农92l颖壳锌含量差异不显著(分别为80.3和78.7mg kg~(-1)DW),但精米中锌含量差异极为显著(分别为60.2和35.3 mg kg~(-1)DW) 4)精米中铁含量随供锌水平的提高呈先下降后上升然后再下降的趋势,在一定的范围内(0.5~8μmol L~(-1)),水稻精米中铁含量与供锌水平呈显著正相关,锌对铁元素的吸收有促进作用。在不供锌的情况下,精米中铁含量高于0.5μmol L-’的供锌水平,而在较高的供锌水平u-’)下,锌对铁在精米中的积累 则有抑制作用。铜的积累与铁相似。 5)在盛花期停止供锌后8-15天是水稻植株锌再分配最为活跃的时期,在 此时期,根系、剑叶、稻穗以及籽粒锌含量变化比较快。停止供锌后,根系锌含 量呈下降趋势,而剑叶锌含量呈先上升后下降的趋势,稻穗和籽粒锌含量都是呈 下降趋势。但是从锌积累总量来看,根系锌积累量呈下降趋势,剑叶锌积累量则 是先升后降的趋势,稻穗和籽粒中锌积累量都是上升趋势。 6)籽粒锌积累能力不同的水稻品种根系、叶片、稻穗以及籽粒和颖壳锌积 累有所差异,停止供锌后,碧玉早糯剑叶锌积累量下降幅度大于浙农 921,而稻 穗中锌含量的下降幅度却下刊掘灭21;但从稻穗锌积累量来看,两个品种稻穗 锌积累量均表现为提高的趋势,与浙农 92相比较,碧玉早糯稻穗锌积累量提高 更多。停止供锌后,碧玉早糯颖壳中的锌呈先升后降趋势,而其籽粒锌积累量则 是一直上升;浙农 92颖壳锌含量呈上升趋势,而其籽粒中锌含量却是呈下降趋 势。 7)盛花期喷施细胞分裂素能提高锌在剑叶中的积累,却降低锌在稻穗、精 米以及颖壳的积累,不同处理精米中锌含量差异显著,在30mg Zn kg-’土的施锌 条件下,碧玉早糯精米锌含量分别为(mg kg*DW):68.7(CK)和55.1(6-BA), 浙农 921为 39.74KK)和 32.3“仑A人 不同的品种对细胞分裂素的敏感性不 一样,以碧玉早糯更为敏感,说明其叶片的衰老更加有利于其体内锌的再运输。


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