水稻葉色變化的生理機(jī)制及其氮素調(diào)控研究.pdf

1、氮素是植株生長(zhǎng)所需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，葉色診斷是進(jìn)行合理施肥的重要調(diào)控手段之一。氮素是影響葉色變化的最重要的營(yíng)養(yǎng)元素，而氮素調(diào)控葉色變化的生理機(jī)制尚不明確?；诖?，本實(shí)驗(yàn)在2005-2007年三年在水培的條件下開展。采用兩個(gè)供試水稻品種：粳稻豫粳6號(hào)和秈稻兩優(yōu)培九。設(shè)置四個(gè)不同氮素濃度處理，分別為：生育期無添加氮素的處理，生育期一直維持40mg/L氮素濃度和維持80mg/L氮素濃度的處理，生育期氮素濃度持續(xù)變化的處理。研究了水稻地上部冠層葉

2、色黑黃變化的規(guī)律及根系氮素吸收與葉色值之間的關(guān)系，葉色黑黃變化與葉片碳(SS、SPS)、氮(GS、GOGAT)代謝酶之間的關(guān)系，以及在不同的生育時(shí)期，無氮素處理的水稻植株添加氮素處理后葉色的變化及葉片中碳、氮代謝酶活性的變化。初步結(jié)果如下： 1. 即使是無外加氮素的處理，水稻冠層葉色也有明顯的黑黃變化。同一品種不同氮素濃度處理生育期冠層葉色深淺有明顯差異，隨氮素濃度的增加，生育期冠層葉片的葉色值變大，同期不同處理的葉色值表現(xiàn)為：

3、0處理<變氮素處理≤40處理<80處理。說明，水稻葉色黑黃變化是一個(gè)受內(nèi)生節(jié)奏制約的生物學(xué)過程，氮素濃度對(duì)葉色深淺具有一定的調(diào)節(jié)作用，但不能改變其黑黃變化節(jié)奏。 2. 兩品種40mg/L和80mg/L處理的氮素吸收速率變化趨勢(shì)相似，均表現(xiàn)為移栽至分蘗初持續(xù)升高，隨后至孕穗期保持相對(duì)的穩(wěn)定，期間略有起伏，穗抽出后氮素吸收速率下降。兩品種變氮素處理的氮素吸收速率隨營(yíng)養(yǎng)液中氮素濃度的高低呈現(xiàn)相應(yīng)的變化。兩品種40mg/L和80mg/L

4、處理葉色值在分蘗初期也表現(xiàn)為隨氮素處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步升高的趨勢(shì)。分蘗中期至抽穗，冠層葉色保持相對(duì)穩(wěn)定且不同葉位之間相差不大，抽穗后葉色值逐步下降。兩品種變氮素處理生育期葉色值在分蘗初期也表現(xiàn)為隨氮素處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步升高的趨勢(shì)。分蘗中期至抽穗，冠層葉色隨氮素濃度及生育期的推進(jìn)有明顯的深淺差異。兩品種不同處理冠層的葉色值受根系兩周前氮素吸收速率的調(diào)控。變氮素處理在生育期氮肥不足的條件下，頂部三張葉片的葉色值與根系的氮素吸收速率呈顯著或

5、極顯著的正相關(guān)。常規(guī)施肥及過量施肥條件下，下部頂三、頂四葉的葉色值與根系的氮素吸收速率呈顯著的正相關(guān)。即氮素不足時(shí)頂部葉片葉色值對(duì)氮素比較敏感，氮素充足及過量條件下，下部葉的葉色值對(duì)氮素的吸收更敏感。 3.兩品種無氮肥處理根系的GS活性隨生育期的變化較小，豫粳6號(hào)有外加氮素的處理，根系中的GS活性在分蘗中期變化活躍，不同處理均有酶活性的峰值出現(xiàn)。拔節(jié)期保持相對(duì)穩(wěn)定，孕穗至抽穗期，不同處理根系的GS也出現(xiàn)一峰值。兩優(yōu)培九變化趨勢(shì)與

6、之一致。同一品種不同處理之間根系的GOGAT活性變化趨勢(shì)基本一致，分別在分蘗盛期，拔節(jié)初期和孕穗其出現(xiàn)酶活性的峰值，兩優(yōu)培九在第二個(gè)酶活性的峰值出現(xiàn)時(shí)間較豫粳6號(hào)提前一周。兩品種無氮肥處理葉片中GS活性變化趨勢(shì)相似，酶活性峰值出現(xiàn)時(shí)間分別在分蘗中期(7月13日)、分蘗末期(7月27日)和孕穗期(8月24日)。有外加氮素的處理，同一處理品種之間酶活性變化趨勢(shì)相似，不同處理葉片的GS活性峰值出現(xiàn)時(shí)間也基本在分蘗中期(7月13日)、分蘗末或拔

7、節(jié)初(7月27日或8月3日)、孕穗期((8月24日)。通過相關(guān)分析可以看出，兩品種除無氮肥處理根系的GS活性與2周后葉片中的GS活性之間呈極顯著正相關(guān)外，不同氮素濃度處理葉片氮代謝酶(GS、GOGAT)與同一時(shí)間根系中相同酶活性之間呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，即隨生育期的變化趨勢(shì)一致。說明葉片、根系的氮代謝酶活性高低變化存在同步性。兩品種不同處理根系的氮素代謝酶活性均受其1周前根系中氮素吸收速率的影響，而葉片中葉色值與1周前氮代謝的酶活性關(guān)系

8、密切。也就是說，根系的吸收的氮素需要在約2周之后才能轉(zhuǎn)化為葉綠素在地上部的葉色中表現(xiàn)出來，與前人所得的葉色值與兩周前的氮素吸收速率早顯著正相關(guān)的結(jié)論一致。粳稻品種之間葉色值與酶活性之間表現(xiàn)為顯著的正相關(guān)關(guān)系，秈稻品種則表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。 4.豫粳6號(hào)生育期不同處理SS活性變化趨勢(shì)相似，SS活性峰值的出現(xiàn)時(shí)間與相應(yīng)處理SPAD峰值的出現(xiàn)時(shí)間基本一致。兩優(yōu)培九不同處理生育期SS活性也基本均有三個(gè)峰值出現(xiàn)，與葉片中葉色峰值的出現(xiàn)時(shí)間略有差

9、異。豫粳6號(hào)40mg/L氮素處理生育期SPS活性有三個(gè)峰值出現(xiàn)，與相應(yīng)葉色值的出現(xiàn)時(shí)間一致，其它三個(gè)處理生育期僅有兩個(gè)明顯的SPS活性峰值出現(xiàn)，分蘗期無明顯的SPS活性峰值，其后兩個(gè)峰值的出現(xiàn)時(shí)間與葉色峰值出現(xiàn)時(shí)間一致。兩品種不同處理葉片的葉色值受葉片中的SS及SPS活性的影響。豫粳6號(hào)不同氮素處理葉片的葉色值與當(dāng)周的SS和SPS活性之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，兩優(yōu)培九則表現(xiàn)為葉色值與1周前的SS活性之間呈顯著的負(fù)相關(guān)，與2周前的SPS活性之

10、間也呈顯著、極顯著的正相關(guān)關(guān)系。 5.兩品種無氮肥條件下生長(zhǎng)的稻株，在不同生育期追施氮素后化趨勢(shì)表現(xiàn)一致，均表現(xiàn)為隨氮素處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐步升高的趨勢(shì)。同期處理葉片中的氮代謝酶活性品種之間差異主要表現(xiàn)在孕穗前。分蘗前中期，豫粳6號(hào)的GS活性均表現(xiàn)為單峰曲線，而兩優(yōu)培九在分蘗初GS活性表現(xiàn)為隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐步上升的趨勢(shì)，在分蘗中期則逐步下降。孕穗期，兩品種GS活性變化趨勢(shì)表現(xiàn)一致，均表現(xiàn)為隨氮素處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步升高的趨勢(shì)。豫粳

11、6號(hào)GOGAT活性在分蘗初隨氮素處理時(shí)間延長(zhǎng)表現(xiàn)為近“V”字型，兩優(yōu)培九則表現(xiàn)為持續(xù)升高的趨勢(shì)。分蘗中期和拔節(jié)初兩品種氮代謝酶活性變化趨勢(shì)相似。孕穗期均表現(xiàn)為單峰曲線，豫粳6號(hào)峰值出現(xiàn)時(shí)間較兩優(yōu)培九提前3天。兩品種分蘗及拔節(jié)期處理的SS及SPS活性的變化趨勢(shì)基本保持一致。孕穗期，豫粳6號(hào)的SPS及兩優(yōu)培九SS活性均表現(xiàn)為隨氮素處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步升高的變化趨勢(shì)。豫粳6號(hào)的SS及兩優(yōu)培九在SPS活性均表為在氮素處理的12日達(dá)到最大而后下降