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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。



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图1 水分和氮肥耦合下水稻籽粒增重动态和籽粒灌浆速率
CI: 常规灌溉; AWD: 干湿交替灌溉; 0N: 不施氮肥; 90N: 90 kg N hm-2; 180N: 180 kg N hm-2; 270N: 270 kg N hm-2; 360N: 360 kg N hm-2
正文中引用本图/表的段落
不同水分和氮肥耦合条件下南粳9108的籽粒增重动态以及由Richards生长方程拟合的籽粒灌浆速率曲线见图1。由图1可知, 南粳9108的籽粒重量和灌浆速率在不同的水分和氮肥耦合下存在差异。在同一灌溉方式下, 在0~360 kg hm-2施氮量范围内, 随施氮量的增加, 南粳9108的最大灌浆速率、平均灌浆速率和糙米重减小或者显著减小, 到达最大灌浆速率的时间推迟或显著推迟, 活跃灌浆期延长或显著延长(表4)。其中施氮量在270~360 kg hm-2范围内时变化幅度较大(图1和表4)。在同一氮肥水平下, 与常规灌溉相比, 干湿交替灌溉提高或显著提高了南粳9108的最大灌浆速率、平均灌浆速率和糙米重, 延迟或显著延迟了到达最大灌浆速率的时间, 缩短或显著缩短了活跃灌浆期(表4)。
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