水分及水氮互作對水稻庫容的影響效應(yīng)及其機(jī)制研究.pdf

1、針對水稻產(chǎn)量低、充實度差的問題,本試驗于2007至2009年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)進(jìn)行,防雨棚試驗和大田試驗相結(jié)合。以水分處理和水氮互作相結(jié)合:水分處理,抽穗后一直保持田間持水量的85％(W1)和保持田間相對持水量的65％(W2)；水氮互作為,抽穗前三個氮素處理,即穗肥總量一定的條件下,倒4葉期一次施入穗肥(N1),倒2葉期和4葉期兩個時期等量施入穗肥(N2),倒2葉期一次施入穗肥(N3)。抽穗后保持水層(W1),保持干旱(W2,土壤水

2、勢-30kpa左右)和淺濕交替(W3,土壤水勢-8kpa以內(nèi)),從庫容數(shù)量和質(zhì)量兩個方面著手,分析不同水分和水氮互作條件下植株液流、灌漿速率、籽粒灌漿、葉片衰老和可溶性糖的變化,探討水分及水氮互作對水稻庫容的影響效應(yīng)及其機(jī)制,研究結(jié)果如下:
　　 1、水稻灌漿期水分處理對最終產(chǎn)量有較大影響,W1的產(chǎn)量顯著高于W2,而W1的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率、強(qiáng)勢粒的千粒重和充實度與W2的都沒有達(dá)到顯著差異,W1的弱勢粒充實度和千粒重與W2

3、的達(dá)到了顯著或極顯著差異。兩個水分處理間的產(chǎn)量差異主要是由弱勢粒的充實度和千粒重引起的。
　　 2、通過分析不同水分條件下籽粒千粒重、灌漿速率、液流強(qiáng)度和穎殼蒸騰的變化,來研究水分處理對水稻充實影響的作用機(jī)理。弱勢粒的灌漿速率與充實度呈極顯著正相關(guān),弱勢粒的灌漿速率可以代表弱勢粒的充實度。強(qiáng)勢粒的千粒重在灌漿前中期增加較快,而弱勢粒的千粒重在灌漿中后期增加較快；W2相對于W1減小了強(qiáng)弱勢粒在灌漿期的灌漿速率,增加了灌漿后期一天中

4、19:00-次日1:00和次日1:00-次日7:00兩個時段弱勢粒的灌漿速率。
　　 對于植株的液流強(qiáng)度,基部節(jié)間和穗頸節(jié)間的液流強(qiáng)度在不同灌漿期的變化趨勢不一致,基部節(jié)間的規(guī)律性較強(qiáng),而穗頸節(jié)間的變化趨勢相對較大?；抗?jié)間和穗頸節(jié)間的液流強(qiáng)度與土壤含水量呈正相關(guān)的關(guān)系,隨著土壤含水量的降低,基部節(jié)間和穗頸節(jié)間的液流強(qiáng)度減小。水分處理對灌漿中期白天和灌漿后期晚上的平均液流強(qiáng)度影響較大。W2相對于W1提高了基部節(jié)間灌漿中期一天內(nèi)7

5、:00—13:00、13:-19:00兩個時段和穗頸節(jié)間灌漿后期一天內(nèi)19:-次日1:00、次日1:00-次日7:00兩個時段的液流強(qiáng)度；在水稻灌漿中后期,基部節(jié)間液流強(qiáng)度白天很大,而晚上接近于零；穗頸節(jié)間液流強(qiáng)度白天和晚上都較高?；抗?jié)間和穗頸節(jié)間的液流強(qiáng)度隨著土壤含水量的降低、灌漿時間的向后推移,保持較高液流強(qiáng)度的時間縮短。提高中后期白天穗頸節(jié)間的液流強(qiáng)度,能夠提高弱勢粒的灌漿速率,增加灌漿,提高弱勢粒的充實度及千粒重。因此,利用液

6、流計活體監(jiān)測水稻灌漿,適時掌握水稻灌漿進(jìn)程是一種很好的的方法。
　　 對于水稻穎殼蒸騰,隨著水稻灌漿向后推移,穎殼蒸騰的平均速率逐漸減小,在灌漿后期,W2減小了全穗、強(qiáng)勢粒、弱勢粒的穎殼蒸騰平均速率。W1的穗頸節(jié)間液流、穎殼蒸騰以及全穗、弱勢粒對穗頸節(jié)間液流的利用量,都大于W2,尤其是弱勢粒的穗頸節(jié)間液流利用量在兩個處理的差別最大。
　　 3、水氮互作條件下,N3W3的產(chǎn)量最高,為最佳組合方式。在特定的水分處理和穗肥氮素

7、總量的情況下,隨著穗肥施入時期的推遲及比例的增大,稻穗的千粒重及籽粒的充實度逐漸增大。N3W3顯著提高水稻的千粒重和充實度。水氮互作的三個處理之間,分蘗數(shù)和穗數(shù)均沒有差異；穗粒數(shù)在N2W2、N1W1之間達(dá)到了顯著差異；與對照N1W1相比,N2W2降低了產(chǎn)量,N3W3提高了產(chǎn)量。三個水氮互作處理之間產(chǎn)量的差異是通過影響水稻的籽粒充實度和千粒重實現(xiàn)的。N2W3顯著提高了強(qiáng)勢粒品質(zhì),N3W3顯著提高了弱勢粒的品質(zhì)。
　　 4、強(qiáng)勢粒的

8、起始灌漿速率大于弱勢粒的,而灌漿后期的灌漿速率則為弱勢粒大于強(qiáng)勢粒；強(qiáng)勢粒一次枝梗起始灌漿速率大于二次枝梗,灌漿后期強(qiáng)勢粒一次枝梗的灌漿速率小于二次枝梗的；弱勢粒在不同的水氮互作處理下,一次、二次枝梗的起始灌漿速率,灌漿后期的灌漿速率不一致。對于弱勢粒二次枝梗的灌漿速率,三個氮素處理之間,N3提高了灌漿后期的灌漿速率,延長了較高灌漿速率的持續(xù)時間；在N3處理下,W3明顯提高了強(qiáng)弱勢粒的起始灌漿速率,延長了弱勢粒較高灌漿速率速率持續(xù)的時間

9、,有利于弱勢粒的灌漿,能夠改善品質(zhì)和提高產(chǎn)量。因此,N3W3對于產(chǎn)量的提高主要是,提高了強(qiáng)弱勢粒的起始灌漿速率,延長了弱勢粒較高灌漿速率持續(xù)的時間,提高了弱勢粒灌漿后期的灌漿速率。
　　 通過分析葉片衰老、可溶性糖含量、籽粒灌漿之間的相互關(guān)系發(fā)現(xiàn),強(qiáng)勢粒的灌漿速率與上三葉MDA含量呈極顯著負(fù)相關(guān),與上三葉的SPAD值和CAT活性呈顯著或極顯著正相關(guān)；弱勢粒的灌漿速率與劍葉SPAD值呈顯著正相關(guān),而與倒二葉、倒三葉的SPAD值呈正

10、相關(guān),與上三葉的MDA含量、CAT活性呈負(fù)相關(guān)。保持劍葉較高的葉綠素含量、延緩葉片衰老能夠提高弱勢粒的灌漿速率。葉、莖、弱勢粒的可溶性糖含量對籽粒充實影響較大,降低葉片和弱勢粒的可溶性糖含量及提高莖中的可溶性糖含量,能夠提高強(qiáng)勢粒的灌漿速率；降低葉片和鞘的可溶性糖含量及提高強(qiáng)勢粒的可溶性糖含量能夠提高弱勢粒的灌漿速率；增加葉片和弱勢粒的可溶性糖,降低莖中的可溶性糖,能夠提高強(qiáng)弱勢粒的籽粒充實度。水稻葉、鞘中的可溶性糖向莖中轉(zhuǎn)運(yùn),促進(jìn)強(qiáng)弱