氮素形態(tài)和水分條件對(duì)水稻水分生理和氮素代謝影響的研究.pdf

1、氮素營(yíng)養(yǎng)和水分是影響水稻生長(zhǎng)的兩個(gè)關(guān)鍵因素。為提高水分利用率，水稻節(jié)水栽培方式已成為目前的研究熱點(diǎn)，在不同地區(qū)發(fā)展了覆草、覆膜等節(jié)水栽培方式。水稻旱作后，主要有兩個(gè)環(huán)境條件的發(fā)生改變:田間水分狀況由淹水轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂乒喔然蛳鄬?duì)輕度水分脅迫;土壤中氮素形態(tài)由銨態(tài)氮為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵鯌B(tài)氮為主或銨態(tài)氮和硝態(tài)氮混合。因此，研究不同水分條件和氮素形態(tài)對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育、水分和光合生理、氮素吸收和代謝的影響具有重要的理論意義。
　　 本研究以不同基因型

2、水稻品種（汕優(yōu)63、揚(yáng)稻6號(hào)、86優(yōu)8和武運(yùn)粳7號(hào)）為材料，采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)及聚乙二醇(PEG6000)模擬水分脅迫的方法，研究不同氮素形態(tài)和水分條件對(duì)不同基因型水稻生長(zhǎng)發(fā)育、水分和光合生理、滲透調(diào)節(jié)以及氮素代謝的影響及其生理機(jī)制。闡明不同氮素形態(tài)和水分條件對(duì)不同基因型水稻在脅迫下的響應(yīng)，為指導(dǎo)不同地區(qū)水稻節(jié)水栽培提供適宜品種參考。主要結(jié)果如下:
　　 1.與正常水分條件相比，水分脅迫對(duì)銨、硝營(yíng)養(yǎng)水稻根系的生長(zhǎng)均有促進(jìn)效應(yīng)，尤其在

3、硝營(yíng)養(yǎng)水稻中表現(xiàn)顯著。就地上部生長(zhǎng)而言，水分脅迫對(duì)銨營(yíng)養(yǎng)處理秈稻的地上部干重和分蘗數(shù)無(wú)影響，但顯著降低了硝營(yíng)養(yǎng)秈稻品種;而粳稻品種銨、硝營(yíng)養(yǎng)地上部干重均顯著變化，但水分脅迫條件下銨營(yíng)養(yǎng)粳稻的地上部干重顯著高于硝營(yíng)養(yǎng)粳稻。在兩種水分條件下，供應(yīng)銨營(yíng)養(yǎng)水稻整株生物量均顯著高于硝營(yíng)養(yǎng)水稻，在水分脅迫條件下表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱性。
　　 2.與硝營(yíng)養(yǎng)相比，水分脅迫條件下，銨營(yíng)養(yǎng)水稻的根系具有較高的根系活力、吸收面積和水分吸收能力。無(wú)論是在正

4、常水分還是在脅迫水分條件下，銨營(yíng)養(yǎng)水稻根系水分吸收和運(yùn)輸?shù)耐緩揭运ǖ赖鞍诪橹鞯募?xì)胞-細(xì)胞途徑;而硝營(yíng)養(yǎng)水稻根系在正常水分條件下以細(xì)胞-細(xì)胞途徑占優(yōu)勢(shì);水分脅迫后水分運(yùn)輸途徑轉(zhuǎn)為質(zhì)外體途徑為主。
　　 3.與正常水分條件相比，水分脅迫條件下，銨、硝營(yíng)養(yǎng)水稻根系通氣組織（根系孔隙度）均有所增加，在硝營(yíng)養(yǎng)根系增加尤為顯著。水分脅迫顯著降低了硝營(yíng)養(yǎng)水稻根系水流導(dǎo)度和傷流液流速，而對(duì)銨營(yíng)養(yǎng)水稻無(wú)影響。硝營(yíng)養(yǎng)水稻根皮層通氣組織的發(fā)育阻礙了

5、水分的從根表面到根系中柱內(nèi)的徑向運(yùn)輸，從而降低了硝營(yíng)養(yǎng)水稻的水分吸收。銨營(yíng)養(yǎng)的水稻由于主要通過(guò)水通道蛋白進(jìn)行水分運(yùn)輸，受根系通氣組織的影響很小。
　　 4.在兩種水分條件下，銨營(yíng)養(yǎng)水稻的凈光合速率均顯著高于硝營(yíng)養(yǎng)水稻。水分脅迫顯著降低了硝營(yíng)養(yǎng)水稻的總?cè)~面積和新完全展開葉的葉面積和葉綠素含量（SPAD值），而對(duì)銨營(yíng)養(yǎng)水稻無(wú)影響，說(shuō)明銨營(yíng)養(yǎng)水稻在水分脅迫條件下能夠維持較高的光合特性，從而為水稻的生長(zhǎng)提供更多的同化產(chǎn)物。
　　

6、 5.正常水分條件下，硝營(yíng)養(yǎng)水稻葉片中硝酸還原酶活性顯著高于銨營(yíng)養(yǎng)水稻;水分脅迫條件下，硝營(yíng)養(yǎng)水稻硝酸還原酶顯著降低，銨營(yíng)養(yǎng)水稻基本不受水分脅迫影響。與正常條件下相比，水分脅迫條件下，硝營(yíng)養(yǎng)水稻葉片對(duì)硝態(tài)氮的同化能力顯著下降，銨營(yíng)養(yǎng)水稻各部位對(duì)氮素的同化能力基本不受影響，從而保證了逆境下植物生長(zhǎng)所需的充足氮源。
　　 6.在不同水分和氮素形態(tài)條件下，水稻各部位有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、游離氨基酸和可溶性糖）的含量均為葉片＞莖稈＞

7、根系。水分脅迫條件下，銨營(yíng)養(yǎng)水稻各部位有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量均顯著高于硝營(yíng)養(yǎng)水稻;而銨、硝營(yíng)養(yǎng)水稻各部位無(wú)機(jī)離子（K+、Ca2+和Mg2+）的含量無(wú)變化，說(shuō)明本研究條件下無(wú)機(jī)離子（K+、Ca2+和Mg2+）參與水稻的滲透調(diào)節(jié)不顯著。有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)是水稻的主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。
　　 7.分根實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，供應(yīng)硝營(yíng)養(yǎng)一側(cè)根系水分脅迫顯著降低水稻地上部的生長(zhǎng)和干物質(zhì)的積累，尤以兩側(cè)根系同時(shí)供應(yīng)硝營(yíng)養(yǎng)的水稻中表現(xiàn)明顯。在兩側(cè)根系分別供應(yīng)兩