稻米的加工品质指标包括糙米率、精米率和整精米率,其中整精米率是衡量稻米品质优劣的重要指标之一。由表2可知,盐分胁迫几乎不影响糙米率。0. 1:盐分处理的精米率和整精米率高于0. 05:盐分处理( 对照) ,但两者差异不显着。随着盐分浓度的不断增加,精米率和整精米率不断下降,整精米率下降幅度最大,精米率次之。与对照相比,盐分浓度在0. 2 - 0. 4:之间时,精米率下降了0. 9 - 4. 2:,整精米率下降了4. 2 - 8. 9:( 表2)。说明低浓度的土壤盐分(0. 1:) 有利于改善稻米的加工品质,高浓度的土壤盐分(0. 2 - 0. 4:)明显不利于稻米加工品质的改善。
2. 3. 2盐分胁迫对稻米垩白粒率的影响
垩白被认为是一种不良的品质性状,是籽粒结构上的一种缺陷。垩白不但影响稻米外观品质,也影响加工品质。由图3可知,与对照相比,0. 1:的土壤盐分胁迫引起稻米垩白粒率的增加,但差异不显着; 当土壤盐分增加至0. 2:时,稻米垩白粒率明显增加; 随着土壤盐分的不断加重,稻米垩白粒率依次增加。说明一定浓度的土壤盐分(0. 1:) 对稻米垩白并没有造成不良影响,高浓度的土壤盐分(0. 2: - 0. 4:) 显着增加水稻籽粒的垩白,严重影响稻米的外观品质。
2. 3. 3盐分胁迫对稻米直链淀粉含量的影响
稻米淀粉包含直链淀粉和支链淀粉两种类型。它们的组成比例对米饭的蒸煮品质有着决定性的影响。直链淀粉含量则是反映这一组成比例的参数。由图4可知,随着土壤盐分的不断增加,稻米直链淀粉含量均有增加,与对照( 土壤含盐量0. 05:) 相比,各浓度盐分胁迫下稻米中直链淀粉含量增加的不显着。说明土壤盐分在0. 05 - 0. 4:之间时,对稻米直链淀粉含量影响较小,可能不会影响米饭的蒸煮品质。
2. 3. 4盐分胁迫对稻米蛋白质含量的影响
稻米是人体蛋白质的重要来源,其中的蛋白质含量虽然较低,但其极易为人体消化和吸收,是稻米主要的营养品质指标。从图5可以看出,随着土壤盐分浓度的增加,水稻籽粒中蛋白质含量均表现增加。与对照( 土壤含盐量0. 05:) 相比,0. 1:的土壤盐分胁迫虽引起稻米蛋白质含量的增加,但增加幅度不明显; 当土壤盐分浓度增加至0. 2:时,稻米中蛋白质含量增加明显,增加幅度为27:; 当土壤盐分浓度增加至0.4:时,稻米蛋白质含量增幅达最大值,为53: .说明一定浓度的土壤盐分(0. 2 - 0. 4:) 胁迫虽抑制水稻的生长,降低水稻产量,但可以增加稻米中的蛋白质含量,提高了稻米的营养品质。
3讨论
盐分作为一个不利的环境因子,影响着植物的生长发育、产量及其品质。已有研究表明,盐分胁迫导致水稻种子萌发受阻[9],幼苗苗长下降[10]、各器官K+、Ca2 +浓度降低[11]、养分元素积累的减少[12]、株高降低[13]、生物量积累减少[14]以及光合能力下降[15]等。本研究结果表明,在盐分胁迫条件下,水稻株高的变化虽呈下降趋势,但不同处理之间差异不显着,这与梁正伟等[13]的研究结果基本一致,说明成熟期株高性状不宜作为衡量水稻耐盐碱性强弱的主要指标,只能作为一般参考指标[13].
生物量与作物后期的籽粒产量存在紧密联系,是决定作物经济产量的主要因素之一[21].水稻地上部的生物量是叶、茎、鞘、穗干重的总和,水稻地上部生物量可用来作为衡量水稻的耐盐碱性高低的一项常用指标。杨福等[22]研究了苏打盐碱胁迫对水稻不同生育时期各器官干物质积累的影响,结果表明随盐碱胁迫的加重,水稻地上部干重呈现降低趋势。与其研究结果较为相似,本研究表明当盐分浓度提高到0. 1:时,植株干重的轻微增加,当盐分浓度达到0. 2: - 0. 4:时,植株干重不增反降,说明低浓度盐分(0. 05 -0. 1:) 能够轻微地促进水稻干物质的积累,高浓度盐分(0. 2 - 0. 4:) 不利于水稻后期干物质的积累。
目前关于盐分胁迫对水稻产量影响的研究报道较为少见。总的趋势是,随着盐分胁迫的浓度增大,产量越来越低[16].朱明霞等[20]研究发现,土壤含盐量在0. 11 - 0. 22:之间时,对水稻产量的影响差异不显着,当土壤含盐量大于0. 22:时,产量构成因素千粒重、有效穗数、穗粒数、结实率受到显着影响,导致水稻的产量下降明显。与以上研究结果的趋势较为相似,本研究表明低浓度盐分(0. 1:) 能够轻微提高水稻产量( 与对照相比差异不显着) ,其原因主要表现在每穗粒数的增加; 高浓度盐分(0. 2 - 0. 4:) 导致水稻产量明显下降,主要是由于每穗粒数和千粒重减少所造成。
盐分胁迫下,水稻籽粒产量的下降,必然会影响稻米品质。余为仆[5]研究表明,低浓度盐分胁迫对稻米品质的影响较小,但较高浓度的盐分胁迫会明显劣化稻米品质。要获得较好的产量与品质,适合水稻种植的土壤盐分含量控制上限应为0. 06: .本研究认为,土壤盐分浓度0. 1:为水稻获得较好产量与品质的临界值。低浓度盐分(0. 1:) 有利于改善稻米的加工品质,对稻米的外观品质影响较小,但对稻米蛋白质含量的增加具有促进作用。高浓度盐分(0. 2 - 0. 4:) 对稻米的加工品质产生不利的影响,明显增加水稻籽粒的垩白,导致水稻的外观品质变劣,然而明显增加稻米蛋白质含量。
本试验仅在盆栽条件下,模拟研究不同浓度盐分对水稻产量和品质的影响,所得结论有一定的局限性,需要大田实验验证。有关盐分胁迫对水稻产量和品质的生理机制更是知之甚少,有待今后深入研究。众所周知,自然状态下盐碱土壤理化性状较为复杂,盐碱并存,分布不均,多以斑块状分布。为了获得盐碱地水稻高产优质,今后应综合考虑土壤盐分、p H值及碱化度等重要参考指标,全面系统地研究它们对水稻产量和品质的影响,以获得较为准确的水稻综合耐盐碱范围。
4结论
本研究表明,土壤盐分含量在0. 4:以内,对水稻株高无明显不利影响; 低浓度盐分(0. 1:) 能够轻微地促进水稻干物质的积累和产量的提高,对稻米外观品质无不利影响,而且对稻米加工品质、蒸煮品质和营养品质的改善具有一定的正效应; 高浓度盐分(0. 2 - 0. 4:) 不利于水稻后期干物质的积累,并造成水稻产量的下降,对稻米加工品质和外观品质造成了不利影响,但明显改善稻米的营养品质。建议可将土壤盐分0. 1:作为盐碱地水稻生产的临界盐分指标。本研究结果为构建盐碱地水稻高产优质种植技术奠定基础资料。
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