葉面噴施高效鐵肥及田間養(yǎng)分綜合管理對水稻籽粒鐵富集的調(diào)控研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、缺Fe引起的營養(yǎng)失衡問題是目前世界上人類面臨的主要營養(yǎng)健康問題之一。缺Fe嚴(yán)重削弱人體免疫系統(tǒng)功能,阻礙身體正常的生長發(fā)育。在我國尤其是中西部地區(qū),因攝入主食作物中Fe含量不足以滿足需要而引起的人體營養(yǎng)不良問題普遍存在。因此,提高主食作物及其產(chǎn)品的Fe含量對緩解或消除人體Fe營養(yǎng)不良問題具有重要意義。 稻米是重要的糧食作物之一,世界上50%人口以大米為主食,但大米是低Fe、Zn營養(yǎng)食品。因此,稻米中Fe含量的些許提高對改善人體F

2、e營養(yǎng)缺乏,提高人體健康水平意義重大。在當(dāng)今討論的解決人類微量元素缺乏問題的幾種策略中,農(nóng)藝措施尤其施肥已成為改善谷物中微量元素缺乏的一種現(xiàn)實(shí)的、經(jīng)濟(jì)的和可持續(xù)發(fā)展的策略,而鑒于微量元素Fe易被土壤固定,根外噴施就成為經(jīng)濟(jì)有效的施用方法。但到目前幾乎所有的根外噴Fe試驗(yàn)研究主要集中在緩解植物缺Fe失綠癥的矯正上,葉面噴施Fe肥能否強(qiáng)化谷類作物籽粒Fe營養(yǎng)方面的研究未見報(bào)道。 本論文即研究葉面施用Fe肥及田間養(yǎng)分綜合管理對水稻籽粒

3、Fe營養(yǎng)的生物強(qiáng)化效應(yīng)。取得的主要研究結(jié)果如下: 1.生物強(qiáng)化稻米Fe營養(yǎng)高效葉面肥料-Fe(Ⅱ)-AA的研制。與噴施去離子水(對照)相比,水稻葉面噴施Fe(Ⅱ)-AA,一般能使精米中Fe營養(yǎng)濃度顯著提高15%左右,且精米中其他有益中微量元素含量如Ca、Mg、B、Zn、Cu、Mn等均有不同程度的增加,精米蛋白質(zhì)和氨基酸含量也有明顯提高。與常用葉面Fe肥如FeSO<,4> 7H<,2>O和Fe(Ⅲ)-EDTA相比,對稻米Fe營養(yǎng)的

4、生物強(qiáng)化效應(yīng)及其營養(yǎng)品質(zhì)的提高效果顯著,且避免了Fe<'2+>的迅速氧化,價(jià)格便宜,便于生產(chǎn)上大面積施用。 Fe(Ⅱ)-AA肥效穩(wěn)定。盆栽及大田噴施試驗(yàn)結(jié)果表明,與對照(噴施去離子水)相比,F(xiàn)e(Ⅱ)-AA處理對不同基因型水稻糙米Fe營養(yǎng)的生物強(qiáng)化效應(yīng)是顯著的。糙米Fe濃度提升最高的是編號429的秈稻,達(dá)67.41%,使粳稻“丙98110”精米Fe濃度提高了13%-19%。Fe(Ⅱ)-AA處理對不同基因型稻米Fe營養(yǎng)的生物強(qiáng)化效

5、應(yīng)明顯不同,其對秈型糯性白米稻糙米中Fe的強(qiáng)化在15%以上,對秈型糯性黑米稻編號9088的糙米Fe強(qiáng)化高達(dá)38%,對幾個(gè)秈型非糯性稻糙米Fe的強(qiáng)化在25%左右。 2.試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在水稻開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA,與對照(不噴施Fe(Ⅱ)-AA)相比,不僅稻谷產(chǎn)量而且精米中Fe濃度等營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)均有顯著提升。在粳稻“丙98110”開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA,稻谷產(chǎn)量達(dá)到了13.197 g plant<'-1>,比對照顯著提高了1

6、3.96%,精米中Fe濃度顯著提高了13.18%,蛋白質(zhì)和總氨基酸含量也分別顯著提高了13.78%和13.63%。而其他兩個(gè)時(shí)期(分蘗期和孕穗期)噴施Fe(Ⅱ)-AA,稻米中Fe營養(yǎng)含量強(qiáng)化效應(yīng)不顯著。 因此,綜合精米Fe含量、稻谷產(chǎn)量及其營養(yǎng)品質(zhì)考慮,在水稻開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA對稻米Fe營養(yǎng)的生物強(qiáng)化效應(yīng)最好,同時(shí)也能收到增產(chǎn)提質(zhì)的效果。 3.合理的田間養(yǎng)分綜合管理是獲得水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要途徑。盆栽條件下,對

7、N、P、K及其互作效應(yīng)對稻米Fe營養(yǎng)的生物強(qiáng)化效應(yīng)進(jìn)行了探討,并運(yùn)用二次多項(xiàng)式回歸方程建立了N、P、K互作與稻米Fe營養(yǎng)之間的肥效關(guān)系。結(jié)果表明,單施氮肥可以強(qiáng)化稻米Fe營養(yǎng),增加施氮量能提高稻米Fe含量;適量施磷肥能強(qiáng)化稻米中的Fe營養(yǎng),過量施P不利于稻米中Fe的積累;低鉀有利于提高稻米中Fe濃度,過量施鉀降低其含量。 氮磷鉀養(yǎng)分綜合管理對稻米Fe營養(yǎng)有強(qiáng)化效應(yīng),由回歸設(shè)計(jì)建立氮磷鉀肥效應(yīng)方程:Y=3.22+15.70X<,1

8、>+14.62X<,2>-10.26X<,1><'2>-8.45X<,2><'2->14.39X<,1>*X<,2>(R=0.86*)。進(jìn)一步計(jì)算可知,當(dāng)施尿素1.20 g pot<'-1>,過磷酸鈣0.39 g pot<'-1>,氯化鉀0.53 g pot<.-1>,得出秈稻“浙農(nóng)952”糙米中最優(yōu)Fe濃度為10.180 mg kg<'-1>。 4.葉面噴施Fe<'2+>和Fe<'3+>的吸收機(jī)理研究表明,葉面噴施Fe<'Ⅲ>

9、-EDTA顯著提高了兩個(gè)水稻品種秈稻“浙農(nóng)952”和粳稻“丙98110”葉片質(zhì)膜上的氧化還原系統(tǒng)活性,F(xiàn)e<'Ⅱ>-EDTA處理對其沒有影響;葉面噴施Fe<'Ⅱ>-EDTA和Fe<'Ⅲ>-EDTA.均顯著提高了兩種水稻葉片質(zhì)膜上的H<'+>-ATPase活性。水稻對葉面Fe離子的吸收可能為主要依賴質(zhì)膜上H<'+>-ATPase和氧化還原系統(tǒng)的主動(dòng)吸收過程。水稻葉片以吸收Fe<'2+>為主,F(xiàn)e<'3+>還原為Fe<'2+>是葉片吸收的前

10、提。 5.對水稻籽粒Fe積累動(dòng)態(tài)的研究表明,水稻花后灌漿過程中,稻米Fe濃度總體呈下降趨勢,花后前15天下降趨勢非常明顯,以后趨緩。而灌漿過程中,稻谷Fe含量總體呈上升趨勢,與稻米中Fe濃度相反,花后前15天上升趨勢非常明顯,以后趨緩。顯示水稻進(jìn)入開花期開始灌漿后單位時(shí)間內(nèi)稻米碳水化合物卸載量明顯高于Fe營養(yǎng)吸收量,但單位稻谷(包括稻殼)內(nèi)Fe營養(yǎng)的絕對含量緩慢增加。 Fe積累與碳水化合物在稻米內(nèi)的卸載不是同步的,F(xiàn)e并不是隨著

11、光合產(chǎn)物向庫(稻谷)的卸載而積累的,暗示稻米Fe積累機(jī)制與碳水化合物的卸載機(jī)制不同。 本試驗(yàn)結(jié)果還顯示,很大部分的Fe營養(yǎng)向稻米中的積累發(fā)生在水稻進(jìn)入開花期后的前15天內(nèi),碳水化合物的卸載發(fā)生在前20天內(nèi)。這表明如果通過外部手段如葉面噴施肥料等農(nóng)藝措施調(diào)控稻米Fe營養(yǎng)水平,最佳時(shí)期可能是在水稻進(jìn)入開花期后的前15-20天,這與我們有關(guān)“開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA對稻米Fe營養(yǎng)的生物強(qiáng)化效應(yīng)最好,同時(shí)也能收到增產(chǎn)提質(zhì)的效果”的試

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