专利名称：获得高蛋白籽粒的水稻培育方法
技术领域：
本发明涉及水稻种植技术，特别地，涉及一种获得高蛋白籽粒的水稻培育方法。
背景技术：
上世纪末的营养调查表明我国居民食物中的蛋白质水平不足，距“九十年代中国食物结构改革与发展纲要”中规定的2000年72g(优质蛋白质占1/3)的水平还有很大差距，持别是目前我国2000多万的婴幼儿食物中的蛋白质不足问题尤为严重。约从4～6个月开始，纯母乳所含热能和其它营养素已不能满足婴儿生长发育的需要，必须及时对婴儿给予辅食补充。有资料显示，我国婴儿0～6个月生长发育状况与先进国家水平相差无几，但6个月以后的差距明显拉大。研究表明，我国婴儿营养不良的主要原因是未能按时添加辅食，或添加辅食的质和量不能满足婴儿营养需要。营养不良会导致免疫功能差、发病率高，甚至导致智商减低、身材矮小。因此婴儿断奶食品和辅助食品的开发至关重要。婴儿正处于生长发育的关键时期，对食品有着特殊的要求，一方面要求卫生、易消化、热量和营养充足，另一方面又要求营养素的比例合适。由于大米是世界范围内最广泛的谷物，且大米蛋白质的品质是各类谷物蛋白中的最佳者，所以大米就成为各类儿童营养食品首选的主要原料。国外对营养米粉的研究较早，如雀巢、亨氏等营养米粉业巨头都宣称有一百多年的生产历史。而国内这方面的研究起步较晚，至今也就十几年的时间。现有研究表明，营养米粉对改善婴幼儿营养状况、促进婴幼儿生长发育效果显著，是一种潜力巨大的婴儿断奶食品和辅助食品。
大米是最适合婴幼儿的营养源之一，但其低蛋白含量(8％左右)极大地限制了大米的应用潜力。提高大米的蛋白含量的技术具有良好的应用前景。目前，主要从育种和栽培角度提高大米的蛋白含量，我国已经选育出了一些蛋白质含量接近甚至高于13％的高蛋白品种。日本还分离出了谷蛋白的合成基因，并找到了有关谷蛋白含量和醇溶蛋白含量的控制基因及其位点，从而进一步选育出了谷蛋白含量特别高的能提高蛋白利用率的品种，对肾脏病患者有保健作用的谷蛋白含量特别低的品种以及对过敏性皮炎有功效的球蛋白含量特别低的品种。蛋白质的形成除了受遗传因素的制约外，还受环境条件的影响。适度施用氮肥和控制温度能增加籽粒蛋白含量。目前这些研究处于试验阶段，还未形成稳定可靠的成熟技术。另外，从报道的结果看，这些方法对提高大米的蛋白含量的效果还不理想。
水培技术已成功用于多种园艺作物的商业化生产，但在谷类作物的生产中几乎没有应用，相关研究资料也稀少。另试验中还发现，水培水稻难结实。本技术的目标即是用水培手段大幅度提高大米的蛋白含量，从而为婴幼儿营养粉的生产提供理想原料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种获得高蛋白水稻籽粒的培育方法，使水稻籽粒的蛋白含量大于15％，并解决水培水稻难结实的问题。
为实现本发明的目的，采用如下技术方案在温室的培养床上种植水稻，培养床不透光，在水稻的苗期、分蘖-开始抽穗和抽穗后三个阶段分别按配方A、B、C供给营养液，定时调节营养液pH值到5.0～5.3。当溶液电导率下降到1/2时，更换营养液。日最高温度控制在30～35℃，日最低温度控制在25～27℃，相对湿度控制在75～88％范围内。所述配方A为每升溶液中含35毫克NH4NO3、12毫克NaH2PO4·2H2O、22毫克K2SO4、27毫克CaCl2、100毫克MgSO4·7H2O、0.5毫克MnCl2·4H2O、0.03毫克(NH4)6Mo7O24·7H2O、0.4毫克H3BO3、0.01毫克ZnSO4·7H2O、0.01毫克CuSO4·5H2O、2.5毫克FeCl3·6H2O、4.0毫克可溶性柠檬酸化合物。所述配方B为每升溶液中含140毫克NH4NO3、50毫克NaH2PO4·2H2O、90毫克K2SO4、110毫克CaCl2、405毫克MgSO4·7H2O、1.8毫克MnCl2·4H2O、0.1毫克(NH4)6Mo7O24·7H2O、1.2毫克H3BO3、0.05毫克ZnSO4·7H2O、0.04毫克CuSO4·5H2O、10.0毫克FeCl3·6H2O、15.0毫克可溶性柠檬酸化合物。所述配方C为每升溶液中含105毫克NH4NO3、36毫克NaH2PO4·2H2O、66毫克K2SO4、80毫克CaCl2、300毫克MgSO4·7H2O、1.5毫克MnCl 2·4H2O、1.0毫克(NH4)6Mo7O24·7H2O、1.2毫克H3BO3、0.03毫克ZnSO4·7H2O、0.03毫克CuSO4·5H2O、7.5毫克FeCl3·6H2O、12.0毫克可溶性柠檬酸化合物、56毫克谷氨酸钠。
本发明相对于现有技术的有益效果是1.极大提高水稻籽粒的蛋白含量，应用本发明可获得蛋白含量高达15-16％的水稻籽粒，而对相同品种用常规大田生产技术获得的水稻籽粒的蛋白含量只有7-10％左右。
2.水稻用本发明水培能正常结实。
具体实施例方式
理论上，环境因子对水稻蛋白质含量有明显影响，但影响机制较复杂，作用机理目前还不完全清楚。在大田条件下，环境因子难以控制。本发明通过用温室水培技术，精确控制营养供给，包括不同生育阶段用不同营养配方，定时补充水分到设定营养液体积，定时调节营养液pH，及时更换营养液，并将环境温度和相对湿度控制在一定范围内，加以选择合适品种，达到培育高蛋白水稻籽粒的目的。
将水稻种植在温室内培养床上，培养床不透光。水稻的生长过程分苗期、分蘖-开始抽穗和抽穗后三个阶段，分别按表1所示配方A、B、C供给水稻营养液，每天早晨补充水分到原体积，平均每隔两天测一次电导率和测一次pH值，并将pH调节到5.0～5.3。当溶液电导率下降到原来的1/2时，更换一次营养液。日最高温度控制在30～35℃，日最低温度控制在25～27℃，相对湿度控制在75～88％范围内。注意病虫害和株型管理，防止倒伏。适时收获籽粒。对籽粒风干后储藏。
表1所示配方中，配方B与国际上通用的水稻配方相近，但氮素浓度有提高，在本发明中用此配方可保证灌浆前水稻营养器官有充足的氮素积累；配方A的营养盐浓度大致是配方B的1/4，在本发明中用此配方可保证秧苗的正常生长，并有助于控制分蘖；配方C新增了谷氨酸钠，其他营养盐浓度大致是配方B的3/4，在本发明中用此配方可保证水稻的正常灌浆结实。
表1.营养液配方
实施例培养容器为17L黑色塑料桶。每容器种植3丛，每丛2株水稻。植株用泡沫固定。分苗期、分蘖-开始抽穗和抽穗后分别按配方A、B、C供给营养液，每天早晨补充水分到原体积，平均每隔两天测一次电导率和测一次pH值，并将pH调节到5.0，当溶液电导率下降到原来的1/2时，更换一次营养液。日最高温度控制在30～35℃，日最低温控制在25～27℃，相对湿度控制在75～88％范围内。注意病虫害和株型管理，防止倒伏。适时收获籽粒。对籽粒风干后储藏。收获糙米用Flash EA1112 CHN元素分析仪检测，蛋白质含量为16.3％。
权利要求
1.一种获得高蛋白籽粒的水稻培育方法，其特征在于，在温室的培养床上种植水稻，培养床不透光，在水稻的苗期、分蘖-开始抽穗和抽穗后三个阶段分别按配方A、B、C供给营养液。定时调节营养液pH值到5.0～5.3，当溶液电导率下降到1/2时，更换营养液。日最高温度控制在30～35℃，日最低温度控制在25～27℃，相对湿度控制在75～88％范围内。
2.根据权利要求1所述的高蛋白籽粒水稻培育方法，其特征在于，所述配方A为每升溶液中含35毫克NH4NO3、12毫克NaH2PO4·2H2O、22毫克K2SO4、27毫克CaCl2、100毫克MgSO4·7H2O、0.5毫克MnCl2·4H2O、0.03毫克(NH4)6Mo7O24·7H2O、0.4毫克H3BO3、0.01毫克ZnSO4·7H2O、0.01毫克CuSO4·5H2O、2.5毫克FeCl3·6H2O、4.0毫克可溶性柠檬酸化合物。
3.根据权利要求1所述的高蛋白籽粒水稻培育方法，其特征在于，所述配方B为每升溶液中含140毫克NH4NO3、50毫克NaH2PO4·2H2O、90毫克K2SO4、110毫克CaCl2、405毫克MgSO4·7H2O、1.8毫克MnCl2·4H2O、0.1毫克(NH4)6Mo7O24·7H2O、1.2毫克H3BO3、0.05毫克ZnSO4·7H2O、0.04毫克CuSO4·5H2O、10.0毫克FeCl3·6H2O、15.0毫克可溶性柠檬酸化合物。
4.根据权利要求1所述的高蛋白籽粒水稻培育方法，其特征在于，所述配方C为每升溶液中含105毫克NH4NO3、36毫克NaH2PO4·2H2O、66毫克K2SO4、80毫克CaCl2、300毫克MgSO4·7H2O、1.5毫克MnCl2·4H2O、1.0毫克(NH4)6Mo7O24·7H2O、1.2毫克H3BO3、0.03毫克ZnSO4·7H2O、0.03毫克CuSO4·5H2O、7.5毫克FeCl3·6H2O、12.0毫克可溶性柠檬酸化合物、56毫克谷氨酸钠。
全文摘要
本发明公开了一种获得高蛋白籽粒的水稻培育方法，在温室的培养床上种植水稻，培养床不透光，在水稻的苗期、分蘖－开始抽穗和抽穗后三个阶段分别按不同配方供给营养液，定时调节营养液pH值，定时更换营养液，控制温度和湿度，即可培育出可获得高蛋白籽粒的水稻。本发明极大地提高了水稻籽粒的蛋白含量，并且解决了水培水稻难结实的问题。
文档编号A01G16/00GK1647611SQ200510049030
公开日2005年8月3日 申请日期2005年2月3日 优先权日2005年2月3日
发明者周启发, 王纪华 申请人:浙江大学