不同水、氮條件對(duì)水稻生長(zhǎng)及部分生理特征的影響.pdf

1、水資源嚴(yán)重短缺是制約我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。水稻作為我國(guó)主要的糧食作物之一是耗水量最多的作物，氮素對(duì)水稻生產(chǎn)的影響僅次于水。研究水稻氮素營(yíng)養(yǎng)和開發(fā)水稻節(jié)水種植，已成為廣大農(nóng)業(yè)科技工作者亟待解決的任務(wù)。實(shí)施水稻節(jié)水管理后，各種土壤生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致土壤硝態(tài)氮含量顯著增加，進(jìn)而可能成為水稻最重要的氮源形態(tài)。因此，開展水分脅迫條件下不同形態(tài)氮素對(duì)水稻生理、生長(zhǎng)發(fā)育影響的系統(tǒng)性研究具有重要意義。 為進(jìn)一步弄清不同水、氮條件

2、下水稻的生長(zhǎng)及生理特性，試驗(yàn)采用PEG模擬水分脅迫，以汕優(yōu)63、武育粳3號(hào)等水稻品種作為供試材料，對(duì)不同水分及不同氮素形態(tài)供應(yīng)條件下水稻形態(tài)、生理、生長(zhǎng)及產(chǎn)量等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了分析測(cè)定。測(cè)定內(nèi)容包括：(1)水分脅迫條件下水稻種子的發(fā)芽率及其部分抗旱指標(biāo)如幼苗含水量、細(xì)胞膜透性、體內(nèi)抗氧化酶活性等；(2)不同水、氮條件下水稻幼苗生物量、根系形態(tài)參數(shù)、根系活力及根基傷流量；(3)不同水、氮條件下水稻葉片的NO3-、Ca2+和Mg2+含量、浸出

3、液電導(dǎo)率、相對(duì)含水量、水分臨界飽和虧以及水勢(shì)；(4)不同水、氮條件下水稻的NH4+-N、NO3-N的吸收表征參數(shù)；(5)根系燙傷和HgC12處理?xiàng)l件下，不同形態(tài)氮素對(duì)水稻水分吸收的影響；(6)不同水、氮條件下水稻根系的細(xì)胞膜透性、膜電位及部分其他膜性質(zhì)；(7)田間小區(qū)試驗(yàn)條件下不同氮素供應(yīng)對(duì)旱作水稻產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響；(8)盆栽土-沙聯(lián)合培養(yǎng)試驗(yàn)條件下不同氮素供應(yīng)對(duì)旱作水稻根表鐵氧化膜的影響。 通過研究得到了以下主要結(jié)果：

4、 (1)水分脅迫對(duì)水稻胚根和胚芽生長(zhǎng)的影響有所不同，輕度水分脅迫會(huì)促進(jìn)水稻胚根的生長(zhǎng)，抑制水稻胚芽的生長(zhǎng)。與正常供水處理相比，50 g/LPEG處理使兩品種水稻幼苗的K+、可溶性總糖、蔗糖、脯氨酸含量均上升；使武育粳3號(hào)水稻幼苗的SOD、POD和CAT的活性下降，丙二醛含量增加16.64％；使汕優(yōu)63幼苗的SOD、POD和CAT的活性上升，但對(duì)細(xì)胞膜透性及丙二醛含量影響不大。 (2)輕度水分脅迫能促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)，增加總根長(zhǎng)

5、、根表面積和根體積，但降低根平均直徑。粳稻的臨界水分脅迫點(diǎn)大于100 g/LPEG，而秈稻的臨界水分脅迫點(diǎn)在50～100g/LPEG之間。正常水分供應(yīng)條件下，NH4+-N/NO3-N為5/5的處理促進(jìn)各品種水稻根體積的增加，促進(jìn)揚(yáng)粳9538、揚(yáng)稻6號(hào)水稻根表面積的提高，增加連嘉粳1號(hào)、兩優(yōu)培九、揚(yáng)粳9538水稻的根系直徑；模擬水分脅迫后，各品種水稻根系表面積、體積均隨NH4+-N/NO3-N的降低呈上升趨勢(shì)，等量供應(yīng)NH4+-N、NO3

6、-N營(yíng)養(yǎng)有利于提高各品種水稻根系直徑。 (3)正常水分條件下，NH4+-N有利于水稻地上部物質(zhì)累積；NO3-N則促進(jìn)根系物質(zhì)累積；NH4+-N/NO3-N為5/5處理的水稻根系活躍吸收面積最大，活躍吸收面積比亦最高；水分脅迫后，NH4+-N/NO3-N為5/5的處理更有利于水稻地上部分的生長(zhǎng)，NO3-N有利于水稻鮮重和干重增加，水稻的根系總吸收面積、活躍吸收面積均隨NO3-N供應(yīng)比例的增加呈上升趨勢(shì)。水分脅迫顯著降低各處理水稻的

7、傷流量，正常水分條件下NH4+-N/NO3-N為5/5處理的水稻傷流量最大；水分脅迫后，9/1處理的水稻傷流量相對(duì)較多。 (4)正常水分條件下，水稻幼苗葉片浸出液電導(dǎo)率隨NH4+-N/NO3-N比例的降低呈上升趨勢(shì)；模擬水分脅迫后，水稻幼苗葉片浸出液電導(dǎo)率隨NH4+N/NO3-N比例的降低呈下降趨勢(shì)，且在NH4+-N/NO3-N比例為25/75時(shí)，葉片浸出液電導(dǎo)率低于正常水分培養(yǎng)條件下的葉片浸出液電導(dǎo)率。而水分脅迫條件使高NH4

8、+-N/NO3-N處理的水稻葉片相對(duì)含水量降低、水分臨界飽和虧上升，但對(duì)低NH4+-N/NO3-N處理(25/75)水稻葉片相對(duì)含水量和水分臨界飽和虧影響很小。同樣，低NH4+-N/NO3-N處理削弱了水分脅迫對(duì)水稻葉片水勢(shì)的降低程度。低NH4+-N/NO3-N能總體上減輕水分脅迫對(duì)水稻水分生理的不良影響。 (5)NH4+-N抑制汕優(yōu)63水稻對(duì)NO3-N的吸收，促進(jìn)武育粳3號(hào)水稻對(duì)NO3-N的吸收；經(jīng)水分脅迫鍛煉后，NH4-N的

9、存在促進(jìn)汕優(yōu)63水稻幼苗吸收NO3-N，抑制武育粳3號(hào)水稻對(duì)NO3-N的吸收；NO3-N的存在促進(jìn)汕優(yōu)63、武育粳3號(hào)水稻對(duì)NH4+-N的吸收。當(dāng)環(huán)境中的NO3-N濃度低于NH+-N濃度時(shí)，水稻對(duì)NO3-N的吸收受NH4+-N的抑制；當(dāng)環(huán)境中的NO3-N濃度高于NH4+-N濃度時(shí)，NH4+-N的存在促進(jìn)了水稻對(duì)NO3-N的吸收；當(dāng)環(huán)境中NO3-N、NH4+-N兩者濃度相差不大時(shí)，NH4+-N的存在對(duì)NO3-N的吸收影響不明顯。高量NH4

10、+-N的存在，將抑制水稻對(duì)NH4+-N自身的吸收。 (6)不同氮素形態(tài)影響水稻生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收與產(chǎn)量的形成；等量的銨、硝供應(yīng)有利于提高水稻葉片的葉綠素含量和光合效率，最終提高水稻的生物學(xué)產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量；肥料中較高比例的NO3-N有利于提高作物體內(nèi)可溶性總糖、蔗糖含量；大量供應(yīng)NO3-N提高了土壤pH值，使土壤有效性鐵、錳、銅、鋅含量降低。 (7)根系燙傷處理后，正常水分條件下，NH4+-N/NO3-N為9/1、5/5、1/

11、9處理的水稻吸水量分別降低26.5％、24.1％、36.3％；而水分脅迫后，各處理水稻吸水量分別降低30.6％、23.9％、21.0％。加HgCl2處理后，正常水分條件下，NH4+-N/NO3-N為9/1、5/5、1/9處理的水稻吸水量分別降低47.1％、46.3％、31.8％，而水分脅迫后，各處理分別降低了46.6％、42.4％、23.5％。正常水分條件下，NH4+-N/NO3+-N為9/1處理的水稻光合速率最高，5/5處理的水稻氣孔

12、導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度及蒸騰速率最低；水分脅迫后，9/1、1/9處理的水稻氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度及蒸騰速率比正常水分處理的低，而5/5處理的水稻氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度及蒸騰速率比正常水分處理的高。 (8)水作條件下，揚(yáng)稻6號(hào)水稻葉片中鐵、錳累積量隨NH4+-N/NO3-N的降低呈上升趨勢(shì)。與水作相比，旱作條件降低了武育粳3號(hào)水稻葉片中錳、鋅的濃度，提高了葉片中鐵的濃度；水作條件下氧化膠膜大量存在，旱作后水稻根表仍然存有少

13、量鐵氧化膠膜。 (9)正常水分條件下，大量供應(yīng)NO3-N營(yíng)養(yǎng)處理的水稻葉片、根系的電導(dǎo)率最高；水分脅迫后，大量供應(yīng)NH4+-N營(yíng)養(yǎng)處理的葉片、根系的電導(dǎo)率最高。不同水分條件下，單獨(dú)供應(yīng)NH4+-N處理培養(yǎng)水稻后營(yíng)養(yǎng)液pH值均最低，單獨(dú)供應(yīng)NO3-N處理培養(yǎng)水稻后營(yíng)養(yǎng)液pH值最高；模擬水分脅迫后，培養(yǎng)水稻后營(yíng)養(yǎng)液的pH值比正常水分條件下相應(yīng)處理的稍高。水分脅迫條件下，NH4+-N/NO3-N為5/5處理的水稻根系的膜電位基礎(chǔ)值均較