本文選題：水稻　切入點(diǎn)：分蘗期　出處：《江西農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水稻根系既是吸收(水分、養(yǎng)分)器官,也是合成某些內(nèi)源激素的重要場所,發(fā)育狀況與地上部器官建成和產(chǎn)量形成密切相關(guān)。分蘗期是水稻對(duì)氧比較敏感的時(shí)期,根系生長受根際氧濃度的影響較大,同時(shí)分蘗期根系發(fā)育、根型構(gòu)建是水稻整個(gè)生育期根型建成的關(guān)鍵時(shí)期。近年來,品種耐肥性不斷增加,而N肥利用率卻日趨下降。筆者以前研究發(fā)現(xiàn)根際氧濃度影響水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)、生長發(fā)育和氮素吸收,但對(duì)水稻分蘗期根際氧濃度影響根系微形態(tài)結(jié)構(gòu)與氮代謝影響機(jī)制尚未涉及。因此本文擬從形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、酶學(xué)等方面,揭示水稻根際氧環(huán)境影響分蘗期根系建成與氮代謝的作用機(jī)制。通過水培和土培試驗(yàn),著重研究:(1)水稻根際氧濃度對(duì)分蘗期根系形態(tài)、生理特征和微形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響;(2)根際低氧脅迫對(duì)分蘗期水稻根系功能和氮代謝的影響;(3)水稻不同氮-氧環(huán)境對(duì)分蘗期植株生長、農(nóng)藝性狀和氮代謝的影響機(jī)制;(4)不同根際氧環(huán)境下土壤環(huán)境的變化特征及其對(duì)水稻氮素吸收利用的影響機(jī)制。研究結(jié)果表明:1.與對(duì)照處理(根際氧濃度為1.0-2.0 mg/L)相比,中氧處理(根際氧濃度為2.5-3.5 mg/L)增加水稻分蘗期根系、莖葉和總生物量;增加分水稻蘗期總根長、表面積、總根尖數(shù)和細(xì)根比例,降低分蘗期粗根比例,有利于水稻分蘗期對(duì)養(yǎng)分的吸收,增加N、P、K、Mn、Mg和Ca的吸收累積總量。高氧處理(根際氧濃度6mg/L)減少水稻分蘗期根系、莖葉和總生物量。低氧處理(根際氧濃度為0-1.0 mg/L)增加Fe、Cu和Zn的吸收累積總量,誘導(dǎo)根系通氣組織的形成,增加根系孔隙度。氧脅迫(低氧或高氧)均破壞根尖細(xì)胞超微結(jié)構(gòu),出現(xiàn)質(zhì)壁分離或細(xì)胞壁增厚現(xiàn)象,細(xì)胞器數(shù)目減少,液泡數(shù)目增多、變大,甚至出現(xiàn)空液化,加速細(xì)胞衰老;破壞細(xì)胞膜透性,引起電解質(zhì)外滲使得電導(dǎo)率增加,根系可溶性蛋白質(zhì)含量、根系活力和呼吸強(qiáng)度均有所降低。中氧處理后細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞器增多,細(xì)胞核明顯,線粒體多,染色質(zhì)豐富,內(nèi)含物多,根系可溶性蛋白質(zhì)含量、根系活力和呼吸強(qiáng)度均有所增加。2.短期低氧脅迫抑制水稻分蘗的發(fā)生和生物量的積累。對(duì)根系活力和呼吸速率的影響表現(xiàn)為:抑制-促進(jìn)-抑制。誘導(dǎo)根系硝酸還原酶(NR)活性;谷氨酰胺合成酶(GS)活性在處理0-6 d時(shí)受其誘導(dǎo),9-12 d時(shí)受其抑制;而對(duì)谷氨酸脫氫酶(NADH-GDH)活性的影響和品種有關(guān),秀水09表現(xiàn)為促進(jìn)-抑制,春優(yōu)84則為抑制-促進(jìn)-抑制。低氧脅迫處理結(jié)束時(shí),水稻根系可溶性蛋白質(zhì)含量降低,脯氨酸含量升高。說明分蘗期水稻可通過增加呼吸消耗、改變代謝途徑來緩解低氧逆境傷害。3.分蘗期水稻對(duì)硝態(tài)氮的吸收主要聚集在根部。相同氧濃度處理時(shí),2水稻品種對(duì)銨態(tài)氮吸收量遠(yuǎn)大于硝態(tài)氮,且葉片銨態(tài)氮吸收量大于根系。中氧處理促進(jìn)分蘗期水稻對(duì)硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的吸收積累;低氧處理抑制分蘗期水稻對(duì)硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的吸收積累。相同氧濃度處理時(shí),純銨營養(yǎng)水稻葉片葉綠素含量、NR和GS活性以及氮素吸收和積累量均高于純硝營養(yǎng)。不同氮源時(shí)根際氧濃度對(duì)水稻根系形態(tài)的影響不同,純硝營養(yǎng)和根際氧濃度對(duì)分蘗期水稻根系長度、根系總吸收面積以及總根尖數(shù)的影響呈疊加效應(yīng)。純銨培養(yǎng)時(shí),不同氧處理間根系形態(tài)差異不大。4.根際土壤不同氧處理對(duì)水稻干物質(zhì)積累沒有顯著影響。干濕和長淹增氧處理提高葉片NR活性從而促進(jìn)N素的吸收和積累;增加有效穗、每穗粒數(shù)、千粒重以及齊穗期莖基部和穗頸單個(gè)大維管束面積,且齊穗期莖基部和穗頸大維管束數(shù)目和單個(gè)維管束面積與產(chǎn)量構(gòu)成因子間呈顯著或極顯著正相關(guān),說明干濕處理和長淹增氧處理增產(chǎn)的株型形態(tài)特征在于庫大流暢。5.根際土壤不同氧處理影響土壤環(huán)境。長淹處理對(duì)土壤pH值的影響是持續(xù)的,土壤pH值隨水稻生育進(jìn)程而增大。干濕和長淹增氧處理增加分蘗期和齊穗期土壤呼吸強(qiáng)度,增加齊穗期和成熟期土壤硝化強(qiáng)度和氨氧化細(xì)菌數(shù)目,且土壤硝化強(qiáng)度與水稻N素吸收量成正相關(guān)。說明可以通過改善水稻生育后期土壤氧環(huán)境以提高其N素吸收利用率。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S511

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本文編號(hào)：1646389