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干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻籽粒灌浆生理和根系生理的影响
付景, 王亚, 杨文博, 王越涛, 李本银, 王付华, 王生轩, 白涛, 尹海庆
作物学报    2023, 49 (3): 808-820.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2023.22032
摘要   (336 HTML18 PDF(pc) (688KB)(370)  

干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻根系生长和产量形成有重要影响, 但其对籽粒灌浆生理的影响, 以及与根系生理的关系尚不明确。为探讨干湿交替灌溉和施氮量对水稻籽粒灌浆、籽粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其根系生理的影响, 以超级稻品种南粳9108为材料, 大田种植, 设置常规灌溉(conventional irrigation, CI)和干湿交替灌溉(alternate wetting and drying, AWD) 2种灌溉方式及5个施氮水平, 全生育期不施氮肥(0N)、全生育期施氮肥90 kg hm-2 (90N)、全生育期施氮肥180 kg hm-2 (180N)、全生育期施氮肥270 kg hm-2 (270N)和全生育期施氮肥360 kg hm-2 (360N)。结果表明: 灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应, 干湿交替灌溉增加了南粳9108籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率, 提高了籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶的活性和玉米素+玉米素核苷、3-吲哚乙酸、脱落酸的含量, 增加了花后根系氧化力和根系中玉米素+玉米素核苷含量, 促进水稻生育前期茎鞘中储存的NSC向籽粒的运转, 且与270N耦合后产量最高, 为本试验最佳水氮耦合模式。表明通过适宜的水肥调控发挥水氮耦合效应, 可以提高水稻根系生理性能和籽粒灌浆生理活性, 实现水稻高产。


变异来源
Source of variations
自由度
DF
产量
Grain yield
(t hm-2)
籽粒平均
灌浆速率
Average grain
filling rate
(mg grain-1 d-1)
籽粒细胞分裂素
含量
Z+ZR content
(pmol g-1 DW)
根系氧化力
Root oxidation
activity
(μg g-1 h-1)
根系细胞
分裂素含量
Z+ZR content
(pmol g-1 DW)
年度Year (Y) 1 NS NS NS NS NS
水分Water (W) 1 1248.6** 844.3** 437.6** 573.4** 681.7**
施氮量Nitrogen (N) 4 751.8** 658.6** 781.2** 429.6** 438.2**
年度×水分Y×W 1 NS NS NS NS NS
年度×施氮量Y×N 4 NS NS NS NS NS
水分×施氮量W×N 4 25.7** 34.8** 26.6** 29.7** 14.5**
年度×水分×施氮量Y×W×N 4 NS NS NS NS NS
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表1 水分和氮肥耦合下水稻产量及灌浆特性的方差分析
正文中引用本图/表的段落
在2017和2018两年试验中, 水稻产量、籽粒平均灌浆速率、籽粒和根系中细胞分裂素含量和根系氧化力在灌溉方式、施氮水平间存在显著差异(P<0.01), 水分×氮肥存在互作效应, 其余的互作效应均不显著(表1)。所测定的主要指标年度间差异均不显著, 说明水分、施氮水平对产量及籽粒灌浆生理和根系生理的影响在年度间有较好的重演性。因此, 文中除产量外, 其余指标主要取2018年的试验数据作进一步分析。
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