天然火山石板熔岩台地土壤条件对水稻稻米品质的影响

摘要

为揭示火山熔岩石板田土壤环境对提升寒地水稻稻米品质的机制，选取黑龙江省牡丹江响水火山玄武岩天然石板地水稻田（T₁）和临近5.2 km的非石板地水稻田（T₂），采集土壤样本测定理化性状和元素含量等指标，并测定水稻品种灌浆结实期叶片光合参数、植株各部位N、P、K养分吸收、籽粒碳氮代谢关键酶活性变化及稻米品质指标，分析各品质指标与性状的相关性。结果表明：1)T₁土壤中有机质、有效硅及镁、铁、锌、硒等元素含量均显著高于T₂（P<0.05）。2)水稻各生育时期，T₁水稻叶片的SPAD均显著高于T₂（P<0.05），且植株鞘和叶、茎、穗各部位N、P、K养分的吸收和积累也显著高于T₂（P<0.05）。3)拔节-成熟期，T₁水稻单穴干物质重显著低于T₂（P<0.05），而单茎干物质重则显著高于T₂（P<0.05）。4)T₁籽粒中ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶在灌浆后期仍能保持较高的活性，而谷氨酰胺合成酶在籽粒整个灌浆进程中酶活性均显著高于T₂（P<0.05）。5)T₁条件下稻米的17种氨基酸含量及Mg、Fe、Zn、Se等元素含量均显著高于T₂（P<0.05）;T₁稻米的垩白米率、垩白度、粗蛋白含量均显著低于T₂（P<0.05），整精米率和食味评分均显著高于T₂（P<0.05）;T₁土壤可使水稻籽粒淀粉的峰值粘度升高，同时降低了籽粒淀粉的最低粘度、衰减值和回生值等淀粉RVA特征值。综上，火山熔岩石板田土壤环境可促使水稻植株光合能力及水稻单茎干物质积累量升高、促进植株对N、P、K养分及天然腐殖土中营养元素的吸收和积累、增加整个灌浆结实期或灌浆后期淀粉形成的关键酶代谢活性，进而改善稻米品质。

关键词

天然石板田 / 光合物质生产 / 碳氮代谢关键酶 / 稻米品质

基金资助

杂交水稻国家重点实验室（武汉大学）开放课题（KF202108）; 黑龙江省自然科学基金省市联合引导项目（SS2023C003）; 现代农业产业技术体系建设专项（CARS-01-102）