新型植物氮代謝調(diào)節(jié)劑在水稻、玉米上的作用效果與機(jī)理研究.pdf

1、水稻和玉米是低蛋白作物，提高低蛋白作物的蛋白質(zhì)含量是育種與栽培專(zhuān)家長(zhǎng)期以來(lái)的奮斗目標(biāo)。為提高水稻、玉米籽粒的蛋白質(zhì)含量，本文以水稻為供試作物，采用土培和田間小區(qū)試驗(yàn)進(jìn)行了氮代謝調(diào)節(jié)劑的篩選、效果較好調(diào)節(jié)劑的合理配方、合理配方的適宜噴施濃度及其在不同土壤和大田上的施用效果等研究。以玉米為供試作物，采用田間小區(qū)試驗(yàn)進(jìn)行了氮代謝調(diào)節(jié)劑的合理配方、合理配方的適宜噴施濃度等方面的研究，結(jié)果如下： 1.氮代謝調(diào)節(jié)劑可明顯提高灌漿前、中期水稻

2、功能葉的硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)與轉(zhuǎn)化酶及籽粒的GS活性，灌漿中、后期水稻功能葉的蛋白水解酶活性，灌漿期水稻功能葉與莖鞘中氮的轉(zhuǎn)運(yùn)量；除PGR1和PGR5處理外，其余氮代謝調(diào)節(jié)劑處理能顯著提高水稻籽粒、糙米的全氮、蛋白氮含量和籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量。在5種調(diào)節(jié)劑中，以PGR4的效果最好，PGR3次之。PGR4處理糙米的蛋白氮含量比對(duì)照高1.41g·kg-1，相當(dāng)于蛋白質(zhì)含量提高8.39g·kg-1；籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)14

3、.3％。PGR3處理糙米的蛋白氮含量比對(duì)照高1.37g·kg-1，相當(dāng)于蛋白質(zhì)含量提高8.15g·kg-1；籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)9.2％。 2.調(diào)節(jié)劑的合理配方能顯著提高水稻籽粒、糙米的全氮、蛋白氮含量，顯著增加水稻籽粒的蛋白質(zhì)產(chǎn)量。水稻籽粒、糙米的蛋白氮含量的提高是由于調(diào)節(jié)劑合理配方處理能明顯提高灌漿前、中期水稻功能葉的NR、GS活性和籽粒的GS活性，灌漿中、后期水稻功能葉的蛋白水解酶活性；顯著增加灌漿期水稻功能葉、莖鞘中

4、氮的轉(zhuǎn)運(yùn)量。調(diào)節(jié)劑A(PGR3)的配方中以PGRF3的效果最好，調(diào)節(jié)劑B(PGR4)的配方中以PGRF7的效果最好。PGRF7處理水稻糙米的蛋白氮含量比對(duì)照高3.80g·kg-1，相當(dāng)于蛋白質(zhì)含量提高22.61g·kg-1；籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)17.9％。PGRF3處理水稻糙米的蛋白氮含量比對(duì)照高3.18g·kg-1，相當(dāng)于蛋白質(zhì)含量提高18.92g·kg-1；籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)13.7％。 3.調(diào)節(jié)劑B(PGRF7)

5、的三個(gè)濃度處理中以PGRC1處理水稻籽粒的蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高，與對(duì)照之間的差異達(dá)極顯著水平；該處理水稻糙米的蛋白氮含量也與對(duì)照之間的差異達(dá)顯著水平，且與另外2個(gè)濃度處理之間的差異不顯著； 同時(shí)，該處理噴施調(diào)節(jié)劑的量最小，投入的成本也最低，故調(diào)節(jié)劑B的合理噴施濃度為PGRC1。調(diào)節(jié)劑A(PGRF3)的三個(gè)濃度處理中以PGRC5處理水稻的籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高，也僅有此處理的蛋白質(zhì)產(chǎn)量與對(duì)照之間的差異達(dá)顯著水平；該處理水稻糙米的蛋白氮含量與

6、對(duì)照之間的差異達(dá)極顯著水平，且與其它2個(gè)濃度處理之間的差異不顯著，因此，調(diào)節(jié)劑A的合理噴施濃度為PGRC5。 4.新型植物氮代謝調(diào)節(jié)劑B(PGRF7)能顯著提高湖南5種主要水稻土水稻籽粒與糙米中的全氮和蛋白氮含量、籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量，明顯改善糙米的氨基酸組成，特別是提高人、豬和雞的必需氨基酸含量、賴(lài)氨酸和蛋氨酸的含量；且水稻糙米中全氮和蛋白氮含量的提高率5種水稻土之間的差異不顯著，籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量的增產(chǎn)率5種水稻土之間的差異也不顯著。

7、說(shuō)明新型植物氮代謝調(diào)節(jié)劑在5種水稻土上的噴施效果基本一致。 5.在田間條件下，新型植物氮代謝調(diào)節(jié)劑B(PGRF7)對(duì)水稻的產(chǎn)量影響不大，但能顯著提高湘早秈24號(hào)和威優(yōu)56糙米的全氮、蛋白氮含量及籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量。湘早秈24號(hào)糙米的全氮、蛋白氮含量及籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量分別提高了8.5％、8.3％和11.3％。威優(yōu)56糙米的全氮、蛋白氮含量及籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量分別提高了12.5％、12.1％和14.4％。 6.調(diào)節(jié)劑(PGR4)的合理

8、配方能明顯提高灌漿期玉米功能葉與莖桿中的全氮和蛋白氮含量的減少量，功能葉的硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶與轉(zhuǎn)化酶活性及籽粒的谷氨酰胺合成酶與轉(zhuǎn)化酶活性，灌漿中、后期玉米功能葉的蛋白水解酶活性；顯著增加玉米籽粒的全氮與蛋白氮含量、產(chǎn)量及蛋白質(zhì)產(chǎn)量。在調(diào)節(jié)劑的4個(gè)配方中，以PGRF4和PGRF3為較合理的配方。PGRF4處理玉米籽粒的蛋白氮含量比對(duì)照高1.35g·kg-1，相當(dāng)于蛋白質(zhì)含量提高8.44g·kg-1；籽粒產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)9.5％，籽

9、粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)19.6％。PGRF3處理玉米籽粒的蛋白氮含量比對(duì)照高0.78g·kg-1，相當(dāng)于蛋白質(zhì)含量提高4.88g·kg-1；籽粒產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)11.4％，籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)17.4％。 7.新型植物氮代謝調(diào)節(jié)劑(PGRF4)的三個(gè)濃度處理均能明顯提高玉米的穗粒數(shù)、百粒重，顯著增加玉米籽粒產(chǎn)量和提高玉米籽粒的全氮與蛋白氮含量，極顯著地增加玉米籽粒蛋白質(zhì)產(chǎn)量；但三個(gè)濃度處理之間玉米籽粒蛋白氮含量與蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差