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富硒水稻栽培技术

2014-04-21 10:13点击:0作者:来源:字号:

  播期上,一是要考虑水稻生长安全齐穗(南京为 9 月中旬前) ,二是要考虑避免水稻抽穗扬花期遭遇高 温的伤害。移栽秧龄以 28~32d 为宜,秧龄太长影响水稻缓苗和产量。根据六合区的气候条件,适宜播期在 5 月上、中旬,要克服过分抢早提前播种的生产习惯,保证水稻灌浆结实在适宜的光温条件下进行,避免连 续 5d 的 35℃以上高温对开花授粉的水稻产生热害影响,使结实率大幅度下降,造成减产或绝收。播量上, 常规粳稻大田用种量在 45~60kg/hm2,杂交籼稻大田用种量在 15kg/hm2 左右。高标准做好旱秧田的培肥和 沟渠配套,要确定合理的秧大田比例,一般控制在 1∶18 左右。移栽秧龄要适宜,控制在 30d 以内、6 张叶 片以内。确定合理基本苗,提高大田整地质量。粳稻在 27 万穴/hm2 以上,基本苗 90~120 万根/hm2;杂交 籼稻在 22.5 万穴/hm2 以上,基本苗 60~90 万根/hm2。

  3 控氮增磷钾,合理运筹肥料 目标产量为 900kg/hm2, 氮肥控制在 262.5kg/hm2 左右, 适当增加磷钾肥, 氮∶磷∶钾保持在 1.0∶0.6∶ 0.8 的适宜比例,积极应用测土配方和精准施肥技术。在孕穗末期,结合打破口药进行富硒叶面肥药混喷, 在始穗期和灌浆期各喷 1 次磷酸二氢钾(300mg/kg) 。除磷钾肥外,在优质稻生产中还应强调施用微量元素 肥料,如硅肥、锌肥、钼肥,补充稻田土壤的微量元素供应,对于改善稻谷的加工品质和理化指标非常有效。 试验表明,施用磷肥可以显着提高整精米率,施用锌肥可以降低垩白米率和垩白度,孕穗期、灌浆期叶面喷 施磷酸二氢钾可以降低垩白米率。

  4 科学水浆管理 水稻在生长过程中对水的需求极为重要。在营养生长阶段,田间保持浅水,有助于分蘖的发生和生长, 使田间尽快形成高产所需的群体基础,促进分蘖生长。当田间群体达到适宜穗数苗的 80%时开始烤田,以控 制无效分蘖的发生,促进有效分蘖的生长,改善群体质量,提高成穗率,减轻纹枯病的危害,增强植株抗倒 伏能力,延长生殖生长时间,促长大穗。在幼穗分化开始前及时复水,保证穗分化阶段水的供应,此时缺水 会严重影响水稻穗分化,造成严重减产。复水后坚持间隙灌溉,保证灌浆阶段籽粒充实所需水分,直到蜡熟 期方可断水。

  5 合理使用农药 优质稻多数后期绿叶面积大,植株糖分含量高,易受病虫危害,抽穗始期及齐穗后及时防治稻瘟病、纹 枯病,及时发现和防治螟虫及稻飞虱等害虫。同时,应选择广谱、高效、低毒、低残留、残留期短的药剂进 行防治。一定要选用残留期短于 10d 的农药,不要施用有机磷类农药,如甲胺磷、水胺磷、水胺硫磷、甲基 1605、甲基异柳磷、速扑杀、久效磷、氰戍菊酯、氧化乐果、呋喃丹等,最好施用生物农药。此外,在稻田 除草剂的选择方面,不能使用甲磺隆、除草醚等。

  6 适期收获 成熟后应及时收割,注意不能早收,早收影响产量和米质;迟收超过 15d,则糙米光泽度差,褐米及碎 米率提高。晒谷不要摊厚了,要勤翻动,保证干湿度均匀一致,以提高加工质量。 硒是人类必须的微量元素,对防治疾病、增进健康和防止衰老具有重要意义,被誉为“生命的奇效元素”。 人体对硒的需要量尚无统一的标准,1976 年国际硒学会推荐的标准是每日 60?g,中国营养学会 1988 年 的推荐标准是每日 50?g。世界上有三分之二的地区,中国有 72 %的县市不同程度缺硒[1],13 个省市的营 养调查表明,成人每日的摄硒量仅为 26. 63?g,缺硒现象普遍存在[ 2 ]。但矿质元素硒在体内无法自己合成, 必须从食物中摄取[3]。虽然可以借助食品添加剂、保健品或药物来快速补充人体缺乏的硒,但依然存在投资 大、费用高、覆盖面小,不能根治矿质元素营养不良的问题[4]。水稻是世界最重要的粮食作物,长期以来稻 米一直是南亚、东南亚和中国人民营养和能量的主要来源之一,其含硒量高低与人体硒营养状况密切相关, 硒摄入量的不足, 对人体健康将造成潜在威胁。而广大的水稻产区多属于缺硒或低硒地区,开展富硒水稻的 应用研究对人体健康具有重要现实意义.

  1.1 硒与人体健康 硒是环境中一种重要的生命元素,早在 1957 年就被证明为人体所必需。1973 年世界卫生组织宣布:硒 是人类必须的微量元素;1988 年中国营养学会把硒列为人类必须的营养元素。硒是人体内各种活性酶的重 要组成成分,参与机体正常的免疫功能 。硒是谷光甘肽过氧化物酶(GSH—Px)的组成部分,GSH—Px 能特 异性地催化还原型谷光甘肽转化为氧化型谷光甘肽,促进有毒的过氧化物还原为无毒的羟基化物,从而保护 细胞膜及组织免受过氧化物损伤 。调查 发现缺硒可引起以心肌损害为特征的克山病,而高硒地区人群的心 血管病发病较低。此外,硒与重金属具有较强的亲和力,能与体内的重金属结合形成金属一硒~ 蛋白质复 合物而起解毒作用。硒还参与辅酶 A、辅酶 Q 的合成等,硒被科学家称为人体微量元素中的“抗癌之王”。适 量的硒摄人还可以促进生长、保护视觉、延缓衰老,并有抵抗 AIDS、高血压、酒精性肝硬化、癌症、糖尿 病、视网膜病、白内障、大骨节病等病的作用。

  1.2 硒与水稻生长发育 在水稻生产上施硒肥,不但可以提高稻米中的硒含量,还能在一定程度上提高产量,改善稻米品质,增 强水稻抗逆性及减轻重金属铬、镉、铅等对水稻的毒害作用。谭周磁等 的试验结果表明,在贫硒地区施以 一定浓度的硒肥可提高水稻产量,结实率提高 3.172~12.107 个百分点,水稻产量提高 2.105% ~9.167 % 。水稻喷施富硒肥具有抗病、抗旱、抗寒、解霜冻、解药害等功能。吴永尧等¨ 研究表明,适量硒能增 强水稻的抗逆性及抗氧化性,清除过量自由基,防止过氧化,在一定硒浓度范围内,丙二醛含量、氧自由基 的产生速率及其它自由基的生成量均随硒浓度增加而降低,可提高机体抵御逆境伤害的能力。硒有减轻铬、 镉、铅等重金属毒害的作用,抑制水稻对重金属的吸收,且随着补硒质量浓度的增大,植物茎叶及根系吸收 重金属的能力下降。

  1.3 富硒稻米的特点

  1.3.1 富硒、优质 富硒水稻的硒含量显着高于常规水稻。据陈加友¨ 报道,山东胜华集团农业公司等培育的富硒水稻硒含量 高达 210 kg 是当地普通大米的 8 倍以上 吴忠坤 通过喷施富硒营养液生产的富硒水稻的精米硒含量在 0.13 , 。 ~0.27 mg/kg 之间,是对照处理的 5—1O 倍。硒在一定程度上能影响植物体内某些有机化合物的水平, 从而影响农作物的品质,在贫硒地区施以一定浓度的硒肥,可有效改善稻米品质。周鑫斌等 副研究发现, 叶面喷硒可以显着提高籽粒蛋白结合态硒含量。周遗品 的实验显示,土壤施适量的硒会使水稻中的蛋白质 和大多数氨基酸含量增加。唐国江等 研究认为,富硒稻谷的糙米率在 85% 以上,精米率大于 75% ,整 精米率大于 70%,碎米率在 5% 以下,垩白米率明显减少,米粒半透明,有光泽,煮熟后粘润可口,食味 好。

  1.3.2 保健、防病 硒被重新认识以来,其保健价值受到人们越来越多的关注。稻米作为世界人口的主食,是人体硒的主要 来源,稻米硒含量的高低直接影响到人体硒的营养状况。富硒稻米的开发成功,解决了低硒地区人体硒摄入 量不足的问题。富硒米具有较高的硒含量,并且主要以有机硒的形态存在,对人体无毒性且其生理活性高, 易为人体吸收。富硒稻米具有营养、保健、防病功能,能够预防和治疗与硒相关的一些人类疾病。

  1.3.3 安全、高效 近年来,随着环境污染的加剧、人们生活方式和膳食方式的显着改变,矿质元素营养失衡已成为影响人 类健康的重要因素¨引。据报道,世界上有 4O 多个国家缺硒,中国 2/3 的人口存在不同程度的硒缺乏,表 现在硒摄入量严重不足。人体补硒有 3 条途径:药物补硒、口服液补硒、食物链补硒。药物补硒毒副作用大, 口服液补硒价格昂贵,都难以有效地补充人体的硒营养。利用天然富硒食品是公认的一种最安全有效的补硒 途径,通过食用富硒稻米可达到补充人体有机硒的目的。 2 富硒水稻的研究现状 在富硒水稻的研究方向上,目前主要集中在 3 个方面:一是从生理栽培的角度,通过施外源硒来提高稻 米中的硒含量;二是从遗传育种角度,根据品种间的基因差异性,筛选富硒亲本,选育富硒水稻品种;三是 对水稻硒的遗传性分析。

  2.1 增施外源硒,生产富硒稻 目前在富硒水稻的开发应用上,研究最多的是增施外源硒来提高稻米中硒的含量。根据水稻对硒元素的 生理吸收、代谢特点,开发出易被植物吸收利用的富硒肥料,通过土壤施硒或叶面喷施,提高硒在水稻籽粒 中的营养积累,进而生产出硒含量明显高于对照的富硒功能水稻。

  2.1.1 外源硒能显着提高稻米硒含量 国际水稻研究所报道,土壤特性对水稻籽粒微量元素含量具有显着影响。吴永尧等研究认为,在缺硒和 低硒地区施用硒肥,能显着提高水稻含硒量,且土壤含硒量越高,水稻积累硒的量越大。稻田土壤中硒含量 的高低与稻米(糙米)中含硒量在一定程度上呈正相关 ,土壤含硒量高低对稻米中硒含量具有较大影响 。周 鑫斌等 研究发现,土壤不施硒时植株各器官硒含量顺序依次为:根>叶一茎>籽粒,硒易于向营养体富集; 土壤施亚硒酸盐后植株各器官硒含量则为:根>籽粒>叶>茎,表现出 Se 向籽粒富集的特征,说明施外源硒 可有效促进硒在稻米中的富集。魏丹等 、唐国江等 、纪国成等也认为水稻施硒可有效增加稻米中硒的含量, 并且在一定范围内稻米中硒含量表现出随硒浓度的增大逐渐增加的趋势。水稻对硒具有一定的生物富集作 用,施外源硒可以显着提高稻米中的硒的积累,因此可以通过追施富硒肥料来增加硒含量,生产富硒水稻。

  2.1.2 富硒稻的生产技术 生产上水稻施硒主要有 3 种方式,即土壤施硒、拌种、叶面喷施。拌种所需的剂量及浓度不易掌握,因 而此法在生产上应用较少;土壤施硒存在施硒量大、投资高、易污染环境等问题,在生产上的应用受到限制; 而叶面喷施具有便于操作、高效快捷等优点,因而在生产上得到了广泛的应用。在喷施硒肥的时期上,周鑫 斌等¨ 认为,以抽穗期喷施籽粒含硒量最高,其次是孕穗期,拔节期最低。张雪林等认为以齐穗期喷施效果 最佳。纪国成等认为水稻在破口期喷硒效果最佳,齐穗期、灌浆期次之,这与陈益新等 的试验结果一致。 从水稻不同生育时期施硒效果来看,破口期、齐穗期、灌浆期喷施富硒肥料都可明显提高稻米中的硒含 量,因此,采用硒肥分次喷施方法较为经济有效。在喷施剂量上,王金英等 认为在硒肥浓度 0~ 44.4 mg /kg 范围内,糙米硒含量随硒肥浓度增加张而显着增高。周鑫斌等 研究发现:叶面喷施亚硒酸钠 l0 hm 可 使水稻籽粒硒含量达到不喷硒处理的 7.9~11.0 倍。魏丹等 认为叶面喷施硒肥(Na2SeO3 )的最佳用量为 11.25 g/hm 。因此在喷施剂量上,可以参考硒肥(Na2SeO3)用量为 11.25g/hm 的标准。

  2.1.3 富硒水稻的开发生产 在富硒水稻的开发生产上,辽宁、江苏、湖北等地相继启动了富硒水稻生产示范项日,并取得一定的成 果。辽宁省盘山县 2000 年开始试种富硒水稻,第 2 年推广近 1.3 万 hm ,生产的富硒米打人北京等市场, 深受消费者欢迎 。江苏南京六合区 2001 年启动富硒水稻 0.3 万 hm:,现在已扩大到 1.2 万 hm ,六 合富硒大米远销上海、深圳、福州和香港等地 。2006 年湖北恩施也启动富硒水稻示范项目,规划示范面积 333.3 hm ,2007 年在全市范围内大面积推广 。

  2.2 筛选富硒种质资源,选育富硒品种 水稻对矿质元素硒具有生物富集效应,可根据品种间的基因差异,从现有的水稻品种中筛选出稻米硒含 量高的种质资源作为亲缘,培育高产、优质、抗病和富硒的水稻新品种。

  2.2.1 水稻品种间硒含量存在显着的基因型差异 水稻精米中硒含量存在显着的基因型差异。蒋彬 对 239 份水稻精米中的硒含量进行了测定分析,结果表 明,稻米中硒含量在 1.15~43.84 kg 之间,不同的水稻基因型稻米中硒含量差异极显着。江川等 对早 晚季水稻精米和米皮硒含量的基因型差异研究表明,不同基因型水稻品种精米和米皮中硒含量差异很大,不 同品种具有不同的富硒能力。李正文等 研究了江苏省 57 个水稻品种籽粒的硒含量,结果也表明不同水稻品 种对硒的积累存在明显差异。因此,可以从不同的基因型材料中筛选出硒含量高的富硒亲本材料,作为富硒 水稻育种的种质资源。

  2.2.2 培育富硒水稻新品种 通过筛选高硒含量的水稻材料为富硒水稻育种亲本,运用传统育种方法与现代生物技术(包括分子标记技 术和细胞工程等)相结合,可选育出富硒、高产、优质、抗病虫的优良水稻品种 韩龙植争将系谱选择与花药 培养相结合,创造出一系列富硒水稻新种质,其中香软米 1578 的硒含量为 59.7g/kg,明显高于普通水稻 硒含量;红米 1201 的硒含量高达 85.4 kg;红糯米 1572 和小粒米 1251 的硒含量均为 84.6 g/kg。这 些材料均具有较高的硒含量,可作为富硒水稻育种的优良种质资源。

  2.3 硒含量的遗传与 QTL 定位 蒋彬 、江川等 研究表明,不同基因型水稻品种精米和米皮中硒含量差异很大,不同品种精米和米皮中 硒含量分布遵循正态分布规律,表明水稻精米和米皮中硒含量属多基因控制的数量性状。孙明茂 以龙锦 1 号×香软米 1578 的 F 代分离群体为材料 构建了一张包含 95 个 SSR 标记 覆盖水稻基因组约 1 637 3 eM , 、 . 、 标记间平均距离为 l7.23cM 的遗传图谱,检测到与籽粒硒含量相关的 QTLs7 个,分布于第 1,2,7,10 染色体上,对表型变异的解释率分别为 3.96% ,8.41% ,10.59% ,4.69% ,5.39% ,5.64 % ,4.60% ,7 个 QTLs 共同解释的表型变异为 43.27% ,具有基因累加效应,表现为部分显性或显 性,这有利于深入理解水稻硒含量的遗传基础,为硒含量的 QTL 精细定位和分子标记辅助选择 奠定基础。

  3 问题及展望

  3.1 目前对水稻硒的研究主要集中在硒对水稻的营养,如喷施硒肥对水稻生长发育、产量和品质等的影响, 土壤含硒量与水稻含硒量的关系以及硒在水稻各个部位的分布等方面,而在富硒水稻的育种及遗传分析方面 的研究很少。在提高水稻硒含量的途径上,目前主要通过增施外源硒和选育富硒品种来提高稻米中的硒含 量,前者采取栽培施肥的技术,后者应用遗传育种的手段,把这两种手段结合起来提高水稻籽粒的硒含量, 是富硒水稻研究的一个方向。 3.2 水稻施硒肥的技术应用上,目前研究较多的是叶面喷硒,对土壤施硒、拌种研究相对较少。土壤是硒 营养的主要来源,但土壤硒的有效性受多种因素的影响和制约,如土壤的硒含量、硒形态、酸碱性、金属离 子的互作等,都可能影响水稻对土壤硒的吸收。吴永尧等研究发现 碍 ,土壤中的硒含量高,而吸收利用的 有效性低,增加土壤中硒的有效性是今后要继续研究的问题。能否开发出一种硒肥,既可以增加土壤硒含量, 又可以转化土壤中的硒元素,把无效态的硒缓慢分解释放,转化为易被水稻吸收利用的可溶性硒,还有待进 一步研究。拌种施硒使用方便,施用量少,但剂量难以掌握,有待进一步研究解决。

  3.3 硒在水稻体内各器官的分布存在显着差异,稻米籽粒中的硒含量较低。王金英等研究发现 ,水稻糠、 秸秆的含硒量高于糙米,依次表现为糠>秸秆>糙米。而糙米中的硒含量比精米中的硒含量要高,稻壳、糙 米、精米三者之间矿质元素含量高低顺序为稻壳>糙米>精米,人们真正食用的精米的硒含量较低。目前关 于硒在器官间分配的机理还不清楚,研究硒在各器官间分配的遗传机制,对于提高精米中的硒含量具有重要 的意义。

  3.4 富铁水稻等功能水稻在诱变育种、转基因育种、组织培养等方面的研究已取得明显进展,并有广阔的 应用前景,而富硒水稻在这些方面的研究还未见报道。富硒水稻的诱变育种、转基因育种及组织培养等也是 今后研究的方向。利用水稻各营养元素间的相互作用,运用育种手段培育富集两种或两种以上营养元素的多 功能水稻,也是今后功能水稻育种的一个研究方向。