干湿交替灌溉与氮肥形态耦合对水稻光合特性及氮素利用的影响

  【目的】  探讨干湿交替灌溉与氮肥形态对水稻光合特性及氮肥利用的影响。  【方法】  以徐稻3号为材料,在防雨棚内按处理数量构建9 m × 1.5 m × 0.4 m水泥池,用于2因素3水平完全区组试验。因素1为灌溉方式:浅水层灌溉 (0 kPa,CK)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kPa)、重度干湿交替灌溉 (?40 kPa)。因素2为氮素形态:100%NH₄+-N (NH)、50%NH₄+-N+50%NO₃–-N (1/2NH+1/2NN)、100%NO₃–-N (NN)。在水稻分蘖盛期、幼穗分化始期、抽穗期和成熟期取植株样品,测定水稻根系氮代谢酶活性、叶片光合荧光特性及植株各部位氮素含量。  【结果】  在相同氮肥形态下,轻度干湿交替灌溉根系硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS)、谷氨酸合成酶 (GOGAT)、谷氨酸脱氢酶 (GDH) 活性与浅水对照相比分别增加6.4%～80.4%、8.1%～85.9%、5.1%～61.8%与13.4%～94.0%;叶片光合速率及最大光化学效率得到提升;水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率明显提高,重度干湿交替灌溉则抑制根系NR、GS、GOGAT及GDH活性,降低叶片光合速率及最大光化学效率,最终导致水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率显著降低 (P < 0.05)。在浅水对照下,NH处理可改善根系氮代谢酶活性,提高叶片光合速率及最大光化学效率,有利于水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率的提升。干湿交替灌溉下,铵硝混合处理提高了根系氮代谢酶活性,增加了叶片光合速率及最大光化学效率,提高了水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率。相关分析表明,根系GS、GOGAT及GDH活性及叶片光合速率、最大光化学效率与氮素农学效率呈显著 (P < 0.05) 或极显著 (P < 0.01) 的正相关关系,而非光化学猝灭系数则与氮肥吸收利用率呈显著的负相关关系 (P < 0.05)。  【结论】  水稻生长期一直保持浅水层时,供应100%铵态氮可以充分发挥水肥的耦合效应,促进根系氮代谢酶活性,提高叶片的光合速率及最大光化学效率,有利于水稻的高产及氮高效利用。轻度干湿交替灌溉则以施用50%铵态氮和50%硝态氮混合氮肥最佳。     

轻度干湿交替灌溉协调水稻根冠生长、提高产量及氮肥利用效率

[目的]干湿交替灌溉是水分高效利用的有效措施,但是适宜的干湿程度受多种因素的影响.因此,研究不同干湿交替灌溉下水稻根系及地上生长发育的差异,以探讨干湿交替灌溉对水稻产量及氮肥利用效率的影响及其机理.[方法]以'徐稻3号'为材料进行盆栽试验,设置传统灌溉 (保持2～3 cm浅水层,CI)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kP...     

施磷量对不同磷敏感型水稻产量、品质及根系生长的影响

适宜的磷肥用量对提高水稻产量、改善稻米品质以及提高资源利用效率尤为重要。研究不同施磷量对水稻的产量、品质、根系生长的影响,探究根系与稻米品质间的关系,以期为水稻的高产优质高效栽培提供理论依据。以弱耐低磷品种连粳7号和强耐低磷品种甬优2640为供试材料,进行盆栽试验,试验设计4个磷肥施用量(按P2O5计),分别为0、60、120、180 kg·hm-2(分别以P0、P60、P120、P180表示),分别于分蘖盛期、抽穗期、成熟期3个时期测定水稻根长、根系生理活性、产量及品质指标,分析不同处理对水稻产量、品质及根系生长的影响。结果表明,随着施磷量的增加,水稻产量、加工品质、外观品质、蒸煮与营养品质、根长、根系氧化力与酸性磷酸酶活性均呈现先增加后降低的趋势,连粳7号的以上各指标在P120处理时达到最高,而甬优2640的各指标则是在P60处理时最高。与不施磷肥相比,抽穗期处理连粳7号在P120处理时根长、根系氧化力、根系酸性磷酸酶活性分别增加了51.1%、21.3%、14.6%;甬优2640在P60处理时根长、根系氧化力、根系酸性磷酸酶活性分别增加了66.6%、32.7%、17.7%。不同磷敏感型比较发现,甬优2640的产量、加工品质、蒸煮与营养品质、根长、根系氧化力、根系酸性磷酸酶活性高于连粳7号,垩白面积、垩白利率、垩白度均低于连粳7号。相关性分析可知:根长、根系氧化力、根系酸性磷酸酶活性与加工品质显著正相关,与外观品质显著负相关;根长与胶稠度呈极显著正相关。强耐低磷品种甬优2640在P60处理下具有更好的根系形态及生理活性,同时提高结实率与千粒重,促进水稻高产优质。     

外源油菜素内酯与不同水分处理对水稻生长生理、产量及氮素利用的影响

于2022年以‘徐稻3号’为材料，设置生育期正常灌溉（土壤水势为0 kPa）、中度水分胁迫（土壤水势为-30 kPa）两种水分处理及4种不同浓度（0、0.1、1.0、5.0 μmol·L^-1）油菜素内酯（BR）喷施处理，研究不同水分处理以及油菜素内酯耦合对根系生长、根系氮代谢酶活性、地上部生长以及氮素利用的影响。结果表明：与生育期正常灌溉相比，中度水分胁迫显著降低了水稻总根长、根表面积、根体积、根系活跃吸收面积、总吸收面积、地上部干质量、株高、分蘖数及净光合速率，降幅分别为21.8%、20.6%、12.9%、13.9%、13.4%、26.3%、13.8%、17.7%与13.1%；显著增加了抽穗期根平均直径、根系活力及根冠比，平均增幅分别为8.0%、28.6%与26.6%。随着外源油菜素内酯浓度的增加，水稻总根长、根表面积、根平均直径、根体积、根系活跃吸收面积、根系总吸收面积、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率及叶绿素含量均呈先升高后降低的趋势，在0.1 μmol·L^-1浓度(B1)处理下达到最大值。主要生育时期水稻总根长、根表面积、根体积、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率、叶绿素含量与产量及氮肥农学利用率均呈显著或极显著正相关关系。综上，生育期正常灌溉配合喷施0.1 μmol·L^-1油菜素内酯（BR）有利于水稻产量的提高，为本研究条件下最佳的水分与油菜素内酯耦合运筹模式。