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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)(413)  

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。


处理
Treatment
抽穗期NSC
NSC at heading
(kg hm-2)
成熟期NSC
NSC at maturity
(kg hm-2)
NSC运转率
Remobilized NSC
(%)
NSC对产量贡献率
NSC contributed to grain yield
(%)
CI+0N 1662.2 i 723.4 h 56.5 d 15.7 b
CI+90N 1947.3 g 913.2 f 53.1 e 14.3 c
CI+180N 2378.9 e 1214.1 d 49.0 f 14.2 c
CI+270N 2663.3 c 1425.8 c 46.5 g 13.2 d
CI+360N 2845.3 b 1927.2 a 32.3 h 10.9 e
AWD+0N 1813.4 h 685.2 h 62.2 a 16.7 a
AWD+90N 2085.1 f 812.1 g 61.1 b 15.6 b
AWD+180N 2521.4 d 1041.3 e 58.7 c 16.6 a
AWD+270N 2824.3 b 1168.1 d 58.6 c 16.2 a
AWD+360N 2982.3 a 1537.8 b 47.2 g 15.1 b
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表7 水分和氮肥耦合对茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)运转的影响
正文中引用本图/表的段落
由表7可知, 在常规灌溉和干湿交替灌溉模式下, 在0~360 kg hm-2施氮量范围内, 南粳9108抽穗期和成熟期茎鞘中NSC含量随施氮量的增加显著增加。NSC运转率随施氮量增加降低, 除干湿交替灌溉模式下180N和270N无显著性差异。在同一氮肥水平下, 与常规灌溉相比, 干湿交替灌溉显著增加了抽穗期茎鞘中NSC含量, 降低了成熟期茎鞘中NSC含量, 提高了茎鞘中NSC转运率以及对产量的贡献率, 说明干湿交替灌溉可以促进水稻生育前期茎鞘中储存的NSC向籽粒的运转。
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