水稻旱育壯秧的根際生態(tài)學(xué)特性分析
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【摘要】:旱育秧是水稻栽培節(jié)水育苗的關(guān)鍵措施,具有省水、省種、省工、省肥、增產(chǎn)、早熟等特點(diǎn),是水稻高產(chǎn)栽培中的關(guān)鍵技術(shù)之一。國(guó)內(nèi)外對(duì)于旱育秧的研究,大多是圍繞著技術(shù)調(diào)控措施以及水稻秧苗的生理響應(yīng)機(jī)制方面進(jìn)行,但對(duì)其根際生態(tài)學(xué)過(guò)程鮮有報(bào)道。本文以大穗型常規(guī)水稻“金恢809”為研究對(duì)象,探討了早育秧栽培措施下水稻根際生態(tài)因子的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律以及根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化特征,以期明確水稻旱育壯秧的根際生態(tài)學(xué)機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:(1)以水育秧為對(duì)照,探討了旱育秧方式下水稻秧苗的生理變化機(jī)制以及移栽后水稻產(chǎn)量的變化,結(jié)果表明旱育秧可以顯著提高水稻秧苗期根系中GA3、ABA和IAA濃度,同時(shí)降低ZT含量,進(jìn)而有利于水稻秧苗根系活力的增強(qiáng)及地上部干物質(zhì)的積累,促進(jìn)了水稻秧苗移栽后分蘗的早生快發(fā),提高了水稻的分蘗成穗率,最終促進(jìn)水稻高產(chǎn)的形成。(2)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)了旱育秧方式下水稻秧苗根際土壤生態(tài)因子的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,結(jié)果發(fā)現(xiàn),旱育嚴(yán)格控制水分的方式下,土壤pH值降低,電導(dǎo)率EC值和溫度顯著上升。進(jìn)一步測(cè)定了土壤養(yǎng)分和相關(guān)酶活性,表明旱育方式能夠顯著提高土壤中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)的含量,同時(shí)與C、N、P元素轉(zhuǎn)化相關(guān)的脲酶、蔗糖酶、磷酸單酯酶和過(guò)氧化氫酶活性以及表征微生物群落多樣性指標(biāo)的脫氫酶也均明顯增強(qiáng),但參與反硝化作用的硝酸鹽還原酶活性顯著下降。(3)運(yùn)用Illumina MiSeq雙末端高通量測(cè)序的方法對(duì)旱育方式下水稻秧苗根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果表明,與水育相比旱育能夠顯著提高水稻秧苗根際土壤中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的多樣性。進(jìn)一步對(duì)根際土壤細(xì)菌群落中的優(yōu)勢(shì)種群進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)旱育方式下硝化細(xì)菌(硝化螺旋菌屬)、固氮菌(根瘤菌目、生絲微菌科)、氨氧化菌(Rhodanobacter)、光合細(xì)菌(紅螺菌科、鞘脂單胞菌屬、紅游動(dòng)菌屬)和解磷菌(黃單胞菌科)、解鉀菌(芽孢桿菌屬)等與土壤營(yíng)養(yǎng)循環(huán)相關(guān)的細(xì)菌數(shù)量比例明顯增加,有利于增強(qiáng)土壤養(yǎng)分的有效性。此外,旱育根際土壤中含有大量植物根際促生菌(PGPR)的芽孢桿菌屬、假單胞菌屬以及根瘤菌屬的數(shù)量比例也顯著提高,進(jìn)而促進(jìn)了水稻秧苗期根系的生長(zhǎng)和分蘗期新根的產(chǎn)生。綜上所述,旱育秧通過(guò)控制土壤中水分的含量,調(diào)控水稻秧苗根際土壤pH值、電導(dǎo)率和溫度,改善土壤生態(tài)環(huán)境,增強(qiáng)了根際土壤中與營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化循環(huán)相關(guān)的優(yōu)勢(shì)菌群的數(shù)量比例,從而提高了相關(guān)酶的活性,促進(jìn)了土壤中有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的有效轉(zhuǎn)化;同時(shí),富含PGPR的細(xì)菌群落數(shù)量響應(yīng)旱育調(diào)控而顯著增加,調(diào)控了根系中激素的含量,進(jìn)而導(dǎo)致根系中生長(zhǎng)相關(guān)激素含量的上升,促進(jìn)根系的生長(zhǎng),有利于壯秧的形成。本研究初步揭示了旱育秧方式下水稻秧苗根際生物學(xué)特征,深化了旱育壯秧的理論,為下一步根際定向調(diào)控水稻高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】:水稻 早育秧 根際生態(tài)因子 根際土壤微生物
【學(xué)位授予單位】:福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S511
【目錄】:
- 中文摘要7-9
- Abstract9-11
- 第一章 文獻(xiàn)綜述11-18
- 1.1 引言11
- 1.2 水稻旱育栽培技術(shù)的發(fā)展11-12
- 1.3 旱育秧下對(duì)水稻產(chǎn)量的影響12
- 1.4 旱育秧下對(duì)水稻生理代謝的影響12-13
- 1.5 旱育秧下對(duì)水稻根系生長(zhǎng)及活力的影響13-14
- 1.6 根際生態(tài)系統(tǒng)的研究進(jìn)展14-16
- 1.7 本研究的目的和意義16-18
- 第二章 水稻旱育秧對(duì)其生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響18-27
- 2.1 材料與攤方法18-21
- 2.1.1 材料與栽培概況18-19
- 2.1.1.1 供試材料18
- 2.1.1.2 栽培處理概況18-19
- 2.1.2 生理測(cè)定項(xiàng)目及方法19-20
- 2.1.2.1 秧苗生理生態(tài)特性的測(cè)定19
- 2.1.2.2 秧苗葉片與根的激素測(cè)定19-20
- 2.1.2.3 移栽后生理生化特性20
- 2.1.2.4 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素測(cè)定20
- 2.1.3 數(shù)據(jù)處理20-21
- 2.2 結(jié)果與分析21-26
- 2.2.1 早育秧方式下田間農(nóng)藝性狀的變化21-22
- 2.2.2 旱育秧方式下對(duì)水稻秧苗葉片SPAD值的影響22-23
- 2.2.3 早育秧方式下對(duì)水稻內(nèi)源激素含量的影響23-24
- 2.2.4 旱育秧方式下對(duì)水稻移栽后分蘗的影響24-25
- 2.2.5 早育秧方式下對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響25-26
- 2.3 小結(jié)26-27
- 第三章 水稻秧苗旱育對(duì)其根際生態(tài)系統(tǒng)的影響27-44
- 3.1 材料與方法27-31
- 3.1.1 材料與栽培概況27
- 3.1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法27-31
- 3.1.2.1 土壤pH值、電導(dǎo)率、含水量和溫度27-28
- 3.1.2.2 土壤NPK及酶活性測(cè)定28
- 3.1.2.3 根際細(xì)菌多樣性的研究28-30
- 3.1.2.4 數(shù)據(jù)處理30-31
- 3.2 結(jié)果與分析31-43
- 3.2.1 土壤理化特性的變化規(guī)律31-32
- 3.2.2 早育秧方式下土壤有機(jī)質(zhì)的變化32
- 3.2.3 旱育秧方式下土壤NPK的變化32-33
- 3.2.4 旱育秧方式下土壤酶活性的變化33-35
- 3.2.5 早育秧方式下根際土壤微生物的變化35-43
- 3.2.5.1 土壤取樣深度驗(yàn)證35
- 3.2.5.2 旱育秧方式下水稻根際土壤細(xì)菌群落豐富度和多樣性分析35-36
- 3.2.5.3 旱育秧方式下水稻根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢(shì)種群分析36-43
- 3.3 小結(jié)43-44
- 第四章 討論與結(jié)論44-49
- 4.1 討論44-48
- 4.2 總結(jié)48
- 4.3 展望48-49
- 參考文獻(xiàn)49-55
- 致謝55
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本文編號(hào):266803
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