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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   (355 HTML18 PDF(pc) (688KB)(412)  

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。


年份Year 灌溉方式Irrigation model 施氮量(x, kg N hm-2)与产量(y, kg hm-2)关系方程
Equation between nitrogen fertilizer rate
(x, kg N hm-2) and grain yield (y, kg hm-2)
R2 xopt
(kg N hm-2)
ymax
(kg hm-2)
2017 CI y = -0.0365x2 + 20.981x + 5808.1 0.9343 287.4 8822.95
AWD y = -0.0338x2 + 19.889x + 6683.7 0.9299 294.2 9609.21
2018 CI y = -0.0366x2 + 20.975x + 5850.3 0.9309 286.5 8854.51
AWD y = -0.0358x2 + 20.974x + 6633.9 0.9294 292.9 9705.54
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表3 不同灌溉方式下水稻获得最高产量时的施氮量
正文中引用本图/表的段落
通过施氮量与产量的曲线方程, 计算出南粳9108在常规灌溉和干湿交替灌溉方式下的最适施氮量分别是286.5~287.4 kg hm-2和292.9~294.2 kg hm-2。表明南粳9108在不同灌溉方式下对氮肥的需求量不同, 适宜施氮量应根据灌溉方式进行调节, 干湿交替灌溉方式下应适当增加施氮量, 这样有利于提高产量, 水分和氮肥耦合效应更加显著(表3)。
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