寒地水稻叶片SPAD值与稻米蛋白质含量的关系

摘要

为揭示寒地水稻叶片SPAD值及其衍生值与稻米蛋白质含量的关系,于2020—2021年在水稻拔节期(T1)、孕穗期(T2)、齐穗期(T3)测定顶部3片叶的SPAD值,依据盆栽试验(试验1和试验2)的数据资料建立SPAD值衍生指标与稻米蛋白质含量之间的关系模型,利用大田试验(试验3)数据资料对建立的模型进行验证。结果表明,2020年氮肥试验中A8水平(氮素施用量362.07 kg·hm^(-2))稻米蛋白质含量较A1~A7水平(A1~A7氮素施用量分别为0、51.72、103.45、155.17、206.90、258.62、310.35 kg·hm^(-2))分别极显著增加34.55%、27.44%、26.39%、22.19%、18.07%、14.39%、12.23%,而A8水平食味值较A1~A7水平分别极显著降低8.10%、5.06%、4.99%、4.10%、3.45%、2.96%、2.28%,2021年蛋白质含量、食味值变化趋势与前者相同。两年品种试验6个品种稻米蛋白质含量比较中,C6品种(三江6号)蛋白质含量较C5(龙粳21)、C4(垦粳8号)、C3(龙稻203)、C2(松粳16)、C1(松粳22)分别极显著提高2.99%、12.23%、10.43%、5.04%、15.63%,C6食味值较C5、C4、C3、C2、C1分别极显著降低1.17%、12.09%、3.54%、2.89%、7.93%。品种差异及施氮量对不同生育时期水稻顶部3片叶的SPAD值分布规律有较大影响,但水稻冠层叶片出现的两次“黑黄交替”现象不受品种的影响,其中单片叶的SPAD值受品种差异的影响,与蛋白质含量不存在相关性,借助指标SPAD(L1+L2+L3)/3、SPAD_(L2×L3/mean)可有效降低品种及环境差异对蛋白质含量预测结果的影响,指标SPAD(L1+L2+L3)/3与蛋白质含量在T1~T3期(拔节期、孕穗期、齐穗期)的拟合方程分别为:Y=0.24 X-1.94,R^(2)为0.75**、Y=0.25 X-1.69,R^(2)为0.74**、Y=0.27 X-2.45,R^(2)为0.72**;SPAD_(L2×L3/mean)拟合方程分别为:Y=0.22 X-1.05,R^(2)为0.75**、Y=0.27 X-2.43,R^(2)为0.72**、Y=0.26 X-2.24,R^(2)为0.72**(Y为蛋白质含量,X为SPAD衍生值),拟合方程均达到极显著水平。稻米蛋白质含量和食味值评分变现为线性负相关,回归方程为Y=-4.21 X+113.32(Y为食味值,X为蛋白质含量),拟合优度R^(2)=0.93**,达到极显著水平。综上,借助指标SPAD(L1+L2+L3)/3和SPAD_(L2×L3/mean)能够实现快捷、无损和实时预测稻米蛋白质含量,在一定程度上判定出稻米蒸煮食味品质的优劣,达到按质收获以及对品质实时监测的要求,促进优质寒地水稻的可持续发展。