CO2濃度、施氮量和密度對雜交稻稻米品質(zhì)的影響——FACE研究.pdf

1、大氣二氧化碳(CO2)濃度持續(xù)增高是全球氣候變化最為突出和確定的現(xiàn)象之一。水稻是世界最重要的糧食作物之一，大氣CO2濃度升高使水稻產(chǎn)量增加，但對稻米品質(zhì)的影響及其與栽培條件的關系尚不明確。本文利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)系統(tǒng)平臺，以雜交稻品種汕優(yōu)63（2011年）和Ⅱ優(yōu)084（2012年）為供試材料，二氧化碳設環(huán)境CO2濃度和高CO2濃度（增200μmol mol-1），施氮量設低氮和高氮（15和2

2、5 g m-2），移栽密度設低密度、常密度和高密度（16、24和32穴m-2），成熟期測定收獲稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮/食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，研究了不同栽培條件下大氣CO2濃度升高對雜交稻米品質(zhì)的影響。主要結果如下:
　　1、高CO2濃度使兩雜交稻糙米率、精米率和整精米率均略有下降，其中汕優(yōu)63糙米率和Ⅱ優(yōu)084整精米率降幅分別達0.1和0.05顯著水平，但對兩品種稻米堊白米率、堊白大小和堊白度均無顯著影響。
　　2、高C

3、O2濃度使汕優(yōu)63、Ⅱ優(yōu)084糙米產(chǎn)量（32％和22％）、精米產(chǎn)量（32％和22％）、整精米產(chǎn)量（31％和19％）大幅增加。CO2濃度與氮肥或密度的互作對Ⅱ優(yōu)084糙米產(chǎn)量、精米產(chǎn)量、整精米產(chǎn)量均達極顯著水平。
　　3、高CO2濃度使汕優(yōu)63、Ⅱ優(yōu)084稻米直鏈淀粉含量極顯著增加(+3.5％、+6.7％)，使糊化溫度顯著或極顯著減少（約1～2％），但對兩品種膠稠度均無顯著影響。
　　4、稻米RVA譜測定數(shù)據(jù)表明，高CO2濃度

4、使汕優(yōu)63、Ⅱ優(yōu)084稻米最高粘度值(+4.2％、+3.2％)、崩解值(+7.1％、+11.0％)和冷膠粘度值(+2.2％、+2.3％)顯著或極顯著增加，使汕優(yōu)63熱漿粘度值顯著增加2.8％，但對兩品種消減值和最高粘度時間均無顯著變化。
　　5、高CO2濃度使汕優(yōu)63、Ⅱ優(yōu)084稻米蛋白質(zhì)(-10.5％、-7.1％)、清蛋白(-12.9％、-8.7％)、球蛋白(-11.4％、-7.2％)、醇溶蛋白(-11.6％、-8.0％)及谷蛋

5、白(-12.4％、3.8％)的濃度均極顯著下降（Ⅱ優(yōu)084谷蛋白除外），但使兩品種稻米蛋白質(zhì)及其組分的產(chǎn)量均極顯著增加，平均增幅為11.4％～18.5％。
　　6、測定稻米Ca、K、Mg、Na、Cu、Fe、Mn、Zn元素濃度，高CO2濃度使汕優(yōu)63稻米Mg(-7.0％)和K濃度(-9.4％)極顯著下降，使Ⅱ優(yōu)084稻米Mg(-7.3％)、Cu（-6.6％）、Fe(-3.7％)和Mn濃度(-7.9％)均顯著或極顯著下降，其它元素濃度

6、多呈下降趨勢，但均未達顯著水平。相反，高CO2濃度使汕優(yōu)63和Ⅱ優(yōu)084稻米所測元素的累積量均極顯著增加，增幅分別為23.4％～37.3％和12.5％～22.5％。
　　7、CO2濃度與氮肥或密度處理的互作對兩品種加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)、稻米RVA參數(shù)、蛋白質(zhì)及其組分濃度多無顯著影響，但對Ⅱ優(yōu)084蛋白質(zhì)及其組分產(chǎn)量、元素濃度和累積量多有不同程度的互作效應。
　　綜上所述，本世紀中葉大氣中的CO2濃度使雜交稻籽粒產(chǎn)量大