水稻是我國四大主糧之一,其產(chǎn)量和品質(zhì)通常遭受干旱[1]、高溫[3,4]、鹽堿[5]、重金屬[6,7]等環(huán)境因素的影響。其中,鹽脅迫是影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量的主要環(huán)境因素之一[8].銀北地區(qū)是寧夏主要的糧食生產(chǎn)基地之一,現(xiàn)有鹽堿地面積8. 47萬hm2,占耕地面積的53. 5:,土壤鹽漬化已成為制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要因素。盡管種植水稻已經(jīng)成為改良鹽堿地的一種有效途徑,但作為一種鹽中度敏感的禾本科作物,土壤中的鹽分依然會(huì)影響水稻的生長發(fā)育,引起水稻減產(chǎn)和品質(zhì)下降。
如何實(shí)現(xiàn)鹽堿地水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo),是當(dāng)前鹽堿地水稻種植技術(shù)研究中亟待解決的難題。以往有關(guān)鹽分脅迫對(duì)水稻生長發(fā)育和生理特性的影響研究比較全面[9 - 15],主要集中在水稻種子萌發(fā)[9],苗期生長[10]、不同器官離子運(yùn)輸與分布[11],養(yǎng)分吸收[12],株高[13],生物量積累[14]、光合生理特性[15]等方面。關(guān)于鹽分脅迫對(duì)水稻產(chǎn)量影響的研究報(bào)道不僅數(shù)量少,而且因土壤鹽分控制方法與含鹽量的不同,而使結(jié)論不盡一致[16 - 20],至于鹽分脅迫如何進(jìn)一步影響稻米品質(zhì)變化,更是鮮有報(bào)道[5].基于此,本試驗(yàn)在土壤含鹽量為0. 05:的自然鹽堿土基礎(chǔ)上,添加鹽分(Na Cl:Na2SO4= 2:1) 形成不同濃度梯度的鹽脅迫處理,利用盆栽方法開展鹽分脅迫對(duì)水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)等方面的影響研究,以探討土壤鹽分濃度、水稻產(chǎn)量和品質(zhì)之間的關(guān)系,明確水稻耐鹽范圍,為河套地區(qū)種稻改良鹽堿地提供理論依據(jù),同時(shí)對(duì)該區(qū)域內(nèi)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提升具有參考意義。
1材料與方法
1. 1試驗(yàn)材料
土壤取自寧夏銀北西大灘核心試驗(yàn)站含鹽量為0. 05:的耕層鹽堿土,供試土壤p H值8. 46、有機(jī)質(zhì)3. 4g·kg- 1、堿解氮42. 3mg·kg- 1、速效磷4. 5mg·kg- 1、速效鉀178mg·kg- 1.土樣風(fēng)干過篩(2mm) 后混勻,分別與不同梯度鹽分( 見1. 2處理設(shè)置) 充分混勻后,回填至盆缽中,形成不同濃度梯度的鹽漬化土壤。每盆缽高25cm,直徑34cm,內(nèi)裝過篩土17kg.選擇當(dāng)?shù)刂髟阅望}品種吉粳105( 節(jié)3) 作為水稻材料,在大田中育秧至3葉期時(shí),移栽至事先準(zhǔn)備好的盆缽中,每盆3穴,每穴3苗。全生育期保持2 - 3cm左右淺水層。
1. 2處理設(shè)置
取含鹽量為0. 05:的自然鹽堿土( 通常將0. 05:含鹽量的土壤視為非鹽漬化土壤) 作為對(duì)照,在此基礎(chǔ)上以(Na Cl:Na2SO4= 2:1) 的鹽分比例添加不同鹽分,形成依次為0. 05: 、0. 1: 、0. 2: 、0. 3: 、0. 4:的鹽分梯度處理,共計(jì)5個(gè)處理,每個(gè)處理10盆,重復(fù)3次。
1. 3測定項(xiàng)目與方法
考種與計(jì)產(chǎn): 水稻生長至成熟期各處理取5盆用于測量株高、植株干重,考查每盆穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重,各處理每盆實(shí)收計(jì)產(chǎn)。
米質(zhì)測定: 各處理均取部分收獲稻谷存放3個(gè)月,然后進(jìn)行稻米品質(zhì)測定。測定前各處理統(tǒng)一用NP4350型風(fēng)選機(jī)等風(fēng)量風(fēng)選,剔除空批粒。堊白粒率、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB /T 17891 - 1999優(yōu)質(zhì)稻谷》,用FOSS TECATOR公司生產(chǎn)的近紅外谷物分析儀(Infratec1241 grain analyzer) 測定精米的直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量。
1. 4統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、作圖,以軟件SPSS 13. 0進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性檢驗(yàn)與分析。
2結(jié)果與分析
2. 1鹽分脅迫對(duì)水稻生長發(fā)育的影響
2. 1. 1鹽分脅迫對(duì)水稻株高的影響鹽分脅迫對(duì)成熟期水稻株高的影響不明顯。如圖1所示,與對(duì)照( 土壤含鹽量0. 05:) 相比,土壤中鹽分含量在0. 1 - 0. 2:之間時(shí),對(duì)水稻株高基本上沒有影響; 土壤中鹽分增加至0. 3 - 0. 4:之間時(shí),對(duì)水稻株高略有影響,株高下降了2 - 3cm.盡管隨著土壤鹽分的增加,水稻株高有下降趨勢,但鹽分脅迫對(duì)株高的影響未達(dá)顯著水平(P > 0. 05,圖1)。
2. 1. 2鹽分脅迫對(duì)水稻植株干重的影響
由圖2可知,與對(duì)照( 土壤含鹽量0. 05:) 相比,0.1:的鹽分脅迫非但沒有引起水稻植株干重的下降,反而增加了植株的干重,但增加不明顯; 隨著鹽分的增加,水稻植株干重下降明顯,鹽分為0. 2:時(shí),植株干重下降了5g; 鹽分介于0. 3 - 0. 4:之間時(shí),植株干重下降了9- 11g.說明低濃度的鹽分 (0. 05 - 0. 1:) 對(duì)水稻后期干物質(zhì)的積累沒有影響,高濃度的鹽分(0. 2 - 0. 4:) 對(duì)水稻后期干物質(zhì)積累的影響比較顯著。
2. 2鹽分脅迫對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響
鹽分脅迫顯著影響水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。從表1可以看出,土壤鹽分脅迫程度越重,對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響就越大。低濃度鹽分處理(0. 1:) 與對(duì)照(0. 05:) 相比,除了每穗粒數(shù)外,每株穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均無明顯變化; 較高濃度鹽分處理(0. 2 - 0. 4:) 與對(duì)照(0. 05:) 相比,除了每株穗數(shù)變化不明顯外,每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均有明顯變化,高濃度鹽分造成了水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的明顯下降( 表1)。說明低濃度的土壤鹽分(0. 1:) 對(duì)水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素影響不大,高濃度的土壤鹽分(0. 2 - 0. 4:) 對(duì)水稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響比較顯著。

2. 3鹽分脅迫對(duì)稻米品質(zhì)的影響
2. 3. 1鹽分脅迫對(duì)稻米加工品質(zhì)的影響
稻米的加工品質(zhì)指標(biāo)包括糙米率、精米率和整精米率,其中整精米率是衡量稻米品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。由表2可知,鹽分脅迫幾乎不影響糙米率。0. 1:鹽分處理的精米率和整精米率高于0. 05:鹽分處理( 對(duì)照) ,但兩者差異不顯著。隨著鹽分濃度的不斷增加,精米率和整精米率不斷下降,整精米率下降幅度最大,精米率次之。與對(duì)照相比,鹽分濃度在0. 2 - 0. 4:之間時(shí),精米率下降了0. 9 - 4. 2:,整精米率下降了4. 2 - 8. 9:( 表2)。說明低濃度的土壤鹽分(0. 1:) 有利于改善稻米的加工品質(zhì),高濃度的土壤鹽分(0. 2 - 0. 4:)明顯不利于稻米加工品質(zhì)的改善。

2. 3. 2鹽分脅迫對(duì)稻米堊白粒率的影響
堊白被認(rèn)為是一種不良的品質(zhì)性狀,是籽粒結(jié)構(gòu)上的一種缺陷。堊白不但影響稻米外觀品質(zhì),也影響加工品質(zhì)。由圖3可知,與對(duì)照相比,0. 1:的土壤鹽分脅迫引起稻米堊白粒率的增加,但差異不顯著; 當(dāng)土壤鹽分增加至0. 2:時(shí),稻米堊白粒率明顯增加; 隨著土壤鹽分的不斷加重,稻米堊白粒率依次增加。說明一定濃度的土壤鹽分(0. 1:) 對(duì)稻米堊白并沒有造成不良影響,高濃度的土壤鹽分(0. 2: - 0. 4:) 顯著增加水稻籽粒的堊白,嚴(yán)重影響稻米的外觀品質(zhì)。
2. 3. 3鹽分脅迫對(duì)稻米直鏈淀粉含量的影響
稻米淀粉包含直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種類型。它們的組成比例對(duì)米飯的蒸煮品質(zhì)有著決定性的影響。直鏈淀粉含量則是反映這一組成比例的參數(shù)。由圖4可知,隨著土壤鹽分的不斷增加,稻米直鏈淀粉含量均有增加,與對(duì)照( 土壤含鹽量0. 05:) 相比,各濃度鹽分脅迫下稻米中直鏈淀粉含量增加的不顯著。說明土壤鹽分在0. 05 - 0. 4:之間時(shí),對(duì)稻米直鏈淀粉含量影響較小,可能不會(huì)影響米飯的蒸煮品質(zhì)。
2. 3. 4鹽分脅迫對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量的影響
稻米是人體蛋白質(zhì)的重要來源,其中的蛋白質(zhì)含量雖然較低,但其極易為人體消化和吸收,是稻米主要的營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)。從圖5可以看出,隨著土壤鹽分濃度的增加,水稻籽粒中蛋白質(zhì)含量均表現(xiàn)增加。與對(duì)照( 土壤含鹽量0. 05:) 相比,0. 1:的土壤鹽分脅迫雖引起稻米蛋白質(zhì)含量的增加,但增加幅度不明顯; 當(dāng)土壤鹽分濃度增加至0. 2:時(shí),稻米中蛋白質(zhì)含量增加明顯,增加幅度為27:; 當(dāng)土壤鹽分濃度增加至0.4:時(shí),稻米蛋白質(zhì)含量增幅達(dá)最大值,為53: .說明一定濃度的土壤鹽分(0. 2 - 0. 4:) 脅迫雖抑制水稻的生長,降低水稻產(chǎn)量,但可以增加稻米中的蛋白質(zhì)含量,提高了稻米的營養(yǎng)品質(zhì)。
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