溶解氧對水稻生長和氮素吸收及根際氮素轉(zhuǎn)化的影響.pdf

1、溶解氧在稻田氮素循環(huán)和水稻生長發(fā)育中發(fā)揮了重要作用，深入研究不同氧環(huán)境下土壤氮素轉(zhuǎn)化和水稻氮代謝，對調(diào)控水田氮素流失和提高水稻氮素有效利用具有重要意義。本研究主要包括以下2個試驗:1、以3種不同生態(tài)型水稻中浙優(yōu)1號（水稻）、IR45765-3B（深水稻）和中旱221（早稻）為材料，設(shè)增施過氧化鈣、微納氣泡水灌溉、表土濕潤灌溉和淹水對照4個處理，研究不同土壤增氧方式對水稻光合特性、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量形成以及稻田土壤氮素轉(zhuǎn)化和水稻氮素吸收與利

2、用的影響;2、營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，以中浙優(yōu)1號、IR45765-3B和中旱221為材料，研究不同溶解氧濃度（DO，1 mg/L、3 mg/L、5.5 mg/L、7.5 mg/L和自然生長）對不同形態(tài)氮素含量變化、水稻根系生長、氮素吸收和利用特性的影響。主要結(jié)果如下:
　　1、增施過氧化鈣和微納氣泡水灌溉處理增加了中浙優(yōu)1號、IR45765-3B和中旱221主要生育時期的葉片SPAD值、葉面積指數(shù)、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和干物

3、質(zhì)量，水稻有效穗數(shù)和結(jié)實率顯著高于對照;表土濕潤灌溉處理下，3個水稻品種的葉片SPAD值、葉面積指數(shù)、光合參數(shù)和干物質(zhì)量下降，結(jié)實率顯著低于對照，但提高了葉片水分利用率。階段干物質(zhì)積累及其比例在品種間表現(xiàn)不同。增施過氧化鈣處理下，中浙優(yōu)1號、IR45765-3B和中早221稻谷產(chǎn)量分別較對照增加22.38％、18.27％和18.17％;微納氣泡水灌溉處理下，3個品種稻谷產(chǎn)量分別較對照增加13.89％、10.67％和8.85％;表土濕潤灌

4、溉處理下，產(chǎn)量分別比對照減少5.86％、8.19％和6.16％。
　　2、增施過氧化鈣、微納氣泡水增氧灌溉和表土濕潤灌溉均提高了稻田土壤氧化還原電位，改善了土壤氧環(huán)境。水稻分蘗期和齊穗期各增氧方式處理的土壤硝化強度和脲酶活性顯著高于淹水處理，促進了土壤中無機氮的硝化，降低了土壤氮素的反硝化損失，有利于水稻對氮素的吸收與利用。在拔節(jié)期、齊穗期和完熟期3個品種的植株氮素積累量均表現(xiàn)為增施過氧化鈣、微納氣泡水灌溉顯著高于淹水處理，而表土

5、濕潤灌溉處理顯著低于對照。完熟期，增施過氧化鈣處理下中浙優(yōu)1號、IR45765-3B和中旱221植株氮素積累量分別較淹水對照增加21.2％、13.2％和17.0％，微納氣泡水灌溉處理下3品種的植株氮素積累量分別較對照增加14.3％、6.9％和9.1％。與對照相比，增施過氧化鈣和微納氣泡水處理顯著提高了水稻收獲指數(shù)，氮素籽粒生產(chǎn)效率與對照無顯著差異，而表土濕潤灌溉處理顯著增加水稻氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮素籽粒生產(chǎn)效率。
　　3、水培試

6、驗條件下，水稻分蘗期，營養(yǎng)液中總氮含量下降速率隨溶解氧濃度上升而減小，銨鹽含量下降速率隨溶解氧濃度上升而提高。同一測定時間，硝酸鹽含量隨溶解氧濃度上升而提高。亞硝酸鹽在營養(yǎng)液中含量極低且不穩(wěn)定。3個水稻品種在1mg/L DO處理下，均能形成明顯的溶生性氣腔;3 mg/L DO和自然生長處理下，中浙優(yōu)1號仍有明顯的通氣組織形成，IR45765-3B和中旱221根系皮層薄壁細胞溶解較少;5.5 mg/L DO和7.5 mg/L DO處理下，

7、3個水稻品種根系沒有氣腔形成或形成極少。與自然生長相比，3個水稻品種在3 mg/L DO處理下根系活力均有所提高，1 mg/L DO和7.5 mg/L DO處理下根系活力下降，5.5 mg/L DO處理品種間表現(xiàn)不同。同一溶解氧濃度下品種間分蘗期根系活力表現(xiàn)為中浙優(yōu)1號＞中早221＞IR45765-3B。3個水稻品種不同溶解氧濃度下完熟期干物質(zhì)量和產(chǎn)量變化趨勢一致:3 mg/L DO＞自然生長＞1 mg/LDO＞5.5mg/L DO＞7

8、.5 mg/L DO，其中，3個水稻品種3 mg/L DO處理稻谷產(chǎn)量較自然生長提高1.0％-12.9％，1 mg/L DO、5.5 mg/L DO和7.5 mg/L DO較自然生長分別下降1.7％-18.9％、7.6％-23.1％和18.8％-57.0％。
　　4、水培試驗條件下，谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脫氫酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性在不同生育時期及品種間表現(xiàn)存在差異，但無明顯規(guī)律。不同溶解氧濃度下，3個水稻品種植株含氮量隨生

9、育期推進逐漸下降，拔節(jié)期含氮量隨溶解氧濃度提高逐漸下降，齊穗期和完熟期處理間表現(xiàn)與拔節(jié)期相反。相較于自然生長，3 mg/L DO處理提高3個品種全生育期氮素積累量;5.5 mg/L DO和7.5 mg/L DO處理降低水稻氮素吸收，提高生育中后期階段的氮積累量吸收比例;1 mg/L DO處理在生育時期和品種間表現(xiàn)不同。完熟期，3 mg/L DO處理下，3個水稻品種氮素積累量較自然生長增加2.3％-7.3％，1 mg/L DO、5.5 m