收藏本站
《浙江大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水稻适应土壤低钾营养胁迫的机理研究

王为木  
【摘要】: 钾是植物生长三要素之一。随着农产品产量和品质的不断提高,作物对钾素的需要量也不断增加。然而,我国土壤普遍缺钾,尤其是在水稻生产体系中,约有70%以上的稻田处于钾素亏缺状态,土壤低钾胁迫已成为水稻高产优质的主要限制因素。我国钾肥资源短缺,研究水稻适应低钾土壤胁迫的机理对高产优质高效农业生产具有重要理论和实践意义。水稻适应低钾胁迫的能力存在显著基因型差异,探讨水稻适应低钾的根际土壤化学、根系形态学、生理学和遗传学特征,提出钾高效水稻基因型筛选和鉴定的性状指标,对于拓展植物营养学的研究领域,挖掘具有特异性能的水稻种质资源具有重要的理论价值和实践意义。本研究以大田试验筛选出的钾效率不同的水稻基因型为试验材料,研究了水稻适应低钾胁迫与水稻根系的形态学及吸收动力学特征、植株体内钾与氮磷钠等养分的交互作用的关系:探讨了水培条件下钾高效基因型快速筛选的可能性和评价指标;建立了淹水条件下水稻根际营养的研究方法,并以此为手段,研究了钾高效水稻基因型根际钾素形态转化特征、钠和铵对其根际钾转化和吸收的影响等进行了较全面系统的研究。主要研究结果归纳如下: 1.在低钾条件下,水稻根重和根体积显著降低,但钾高效基因型的降幅小于低效基因型;适度低钾条件下,水稻根重和根体积呈增大趋势,且低效基因型的增幅大于高效基因型。但低效基因型根系总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积受低钾的抑制程度大于钾高效基因型。钾高效水稻基因型根系吸收钾的K_m值大于低效基因型,C_(min),值和β值前者显著小于后者,而I_(max)值在不同钾效率基因型间无规律性变化,说明水稻对低钾胁迫的适应性与根系对K~+的亲合力、生长介质中临界K~+浓度有关,而与水稻吸钾的最大速率无关。 2.与正常供钾相比,缺钾条件下生长的水稻植株含氮量增大,但钾低效基因型的增幅小于高效基因型,N/K值也表现出相同的变化趋势。缺钾时水稻植株的含钠量也显著增大,且低效基因型明显高于钾高效基因型,钠积累和Na/K值也表现出相同的规律。水稻磷素和镁素营养受供钾水平的影响与其适应低钾胁迫能力无明显关系。 3.田间条件下对土壤缺钾具有较强适应性(相对经济产量较高)的水稻基因型在营养液培养时也体现出钾高效营养的特性,表现为缺钾与正常供钾条件下该基因型体内钾积累量的比值(RKA)较低效基因型大。水稻不同农艺性状与钾效率大小密切相关,其中植株钾含量和钾积累量相关性最大;植株干重、根数、株 — — 高、鞘高、最上展开叶长和根冠比居中;最大根长、叶龄和出叶速度的反应最不 敏感。 4.以相对整株钾积累量(RWKA)作为筛选标准,通过相关分析和变异性分 析表明,水稻各测定指标绝对值的大小不能表征水稻钾效率的差异。综合比较水 稻在缺钾与正常供钾条件下各农艺指标的相对值,确定相对根系(地上部、整株) 干物重可作为水培条件下快速筛选钾高效水稻基因型的评价指标。 5.设计制作了水稻淹水培养模型,建立了水稻根际钾素营养研究方法。试验 表明,该培养模型具有制作简便、价格低廉、对土壤扰动小、取样准确等特点。 通过序列提取法,可以充分反映出水稻根际土壤钾素的迁移和形态转化特征。 6.采用特制的根际培养装置研究表明,土壤钾素受水稻生长的影响范围至少 可达距离根表 10rum的土层。缺钾条件下,易交换态速效钾和可交换态速效钾在 距水稻根表 10mm内都表现为明显的亏缺,且钾低效水稻基因型的亏缺率显著大 于高效基因型。易释放态缓效钾和难释放态缓效钾的亏缺主要表现在距根3mm内 根际土壤中,但前者的亏缺程度较小,且在不同钾效率水稻基因型间的差异很小, 而后者的亏缺更为明显,其中钾高效基因型的亏缺率显著高于低效基因型。施钾 条件下,各形态钾素仍表现为一定的亏缺,但其亏缺程度在不同水稻基因型根际 土壤间的差异程度减小。研究还显示,无论从绝对量上还是与正常供钾比较的相 对量上看,缺钾条件下钾高效水稻基因型植株钾积累量都高于低效基因型。这些 结果证明,与钾低效水稻基因型相比,高效基因型在土壤缺钾时不仅能从土壤中 吸收更多的速效钾,而且具有更强的利用土壤缓效钾,尤其是难释放态缓效钾的 能力。 7.种植水稻使根际土壤pH值降低,其中在低钾土壤上表现更为明显,且在 距根0~4mm土层内降幅最大。根际土壤pH值的降低幅度与水稻吸收钾量的大小 有密切关系,在低钾土壤中,钾高效水稻基因型的吸钾量大于低效基因型,其根 际土壤pH的降幅也大于后者。而pH值的降低有助于缓效钾的释放,这对于高效 基因型是极为有利的。在水墙条件下,钾高效水稻基因型使培养液pH值的降低幅 度大于低效基因型。 8.施钠使缺钾土壤易交换态速效钾含量降低 8.sing kg”‘,降幅为 34刀%,可 交换态速效钾含量降低 3刀mg kg”‘,降幅为 25.3%;而易释放态缓效钾含量升高 13石mgkg-’,难释放态缓效钾含量基本没有变化。表明,施钠进一步降
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈磊,陈卸富,金桓先,高惠娟,王玲燕;优化根际固氮菌种改善水稻生育状况的研究[J];上海交通大学学报(农业科学版);1998年01期
2 胡正义,张继榛,刘四化,竺伟民;作物幼苗根际土壤MB-S的初步研究[J];安徽农业大学学报;1996年04期
3 林琦,陈怀满,郑春荣,陈英旭;根际和非根际土中铅、镉行为及交互作用的研究[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2000年05期
4 邹春琴,李振声,李继云,张福锁;钾营养效率不同的小麦品种间根际钾营养动态的比较[J];中国农业大学学报;2000年03期
5 张秋英;植物根系分泌物的作用及其意义[J];作物杂志;1992年03期
6 石英,沈其荣,茆泽圣,徐国华;旱作水稻根际土壤铵态氮和硝态氮的时空变异[J];中国农业科学;2002年05期
7 韦应敏;;水稻旱育浅植苗期主要病虫害的识别与防治[J];农技服务;2007年12期
8 刘文菊,张西科,张福锁;根表铁氧化物和缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响[J];土壤学报;1999年04期
9 张广莉,宋光煜,赵红霞;磷影响下根际无机砷的形态分布及其对水稻生长的影响[J];土壤学报;2002年01期
10 袁玲,黄建国;杂交水稻根际磷素的动态及利用[J];西南农业大学学报;1995年05期
11 王玲燕,宋红;根际联合固氮──农业可持续发展的实用技术[J];上海农业科技;2000年02期
12 杨平;;水稻HKT基因家族密码子使用特性分析[J];山西农业科学;2011年11期
13 张所兵;秦根基;林静;方先文;;一个水稻巨胚新等位基因ge鉴定及分子标记开发[J];分子植物育种;2011年05期
14 张琳琳;叶清青;许佳斌;吴贻嘉;;水稻巨大胚突变体籽粒灌浆特性[J];安徽农业科学;2011年29期
15 唐锡华;刘日新;;水稻结实器官的形态建成[J];植物生理学通讯;1956年05期
16 祖德明,戴兰芳,陈善葆,宋宪斌,段晓岚;水稻与高粱杂交后代的多样性和特殊表现[J];遗传学报;1979年04期
17 冈岛秀夫;徐文征;;水稻残根对土壤氮素动态的影响[J];湖北农学院学报;1982年03期
18 施能浦;福建省主要水稻良种的系谱剖析[J];福建农业科技;1983年01期
19 张贤珍,孔繁胜;电子计算机在种质资源研究中的应用(九)[J];中国种业;1985年04期
20 王成瑗,张文香,杨仁阁;水稻三早栽培施肥技术的研究[J];土壤肥料;1992年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 段俊;张伟;刘夏;张美;符稳群;吴克强;;水稻组蛋白脱乙酰化酶基因的功能初探[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
2 徐志平;潘云枫;王国金;侯建坤;;水稻种传病害发生规律及其控制技术[A];江苏省植物病理学会第九届会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];1999年
3 宋平;曹显祖;梁建生;吴永宏;;水稻幼芽膜上GAs专一结合位点研究初报[A];第一届全国青年作物栽培作物生理学术会文集[C];1993年
4 廖金凤;;海南省水稻中微量元素含量[A];中国化学会第六届全国微量元素研究和进展学术研讨会论文集[C];2004年
5 赵建华;王应;贺存;罗效良;;水稻长效专用肥试验示范效果[A];第五届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2005年
6 张启发;;中国科学家阐明BoroⅡ型水稻细胞质雄性不育和育性恢复的分子机理[A];第二届热带亚热带植物资源的遗传多样性与基因发掘利用研讨会论文集[C];2006年
7 刘传平;李芳柏;刘新铭;王世华;;叶面施用两种硅溶胶抑制水稻籽粒Cd吸收及其机理研究[A];第四次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2007年
8 张瑛;宣红;佘德红;吴跃进;;水稻种子高温高湿人工加速老化实验方法研究[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
9 刘华林;吕亮;张舒;丁振华;董金梅;文佳;牛林;;水稻抗性品种对褐飞虱自然诱发抗性的研究[A];华中昆虫研究(第6卷)[C];2010年
10 杨文钰;马均;杨世民;袁继超;;杂交稻施用赤霉素双增技术的理论和应用[A];第一届全国青年作物栽培作物生理学术会文集[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗昌爱;海南种水稻更保险了[N];人民日报;2008年
2 王兰;吉林水稻市场价格走势比较稳定[N];粮油市场报;2004年
3 本报驻联合国记者 严恒元;全球水稻生产浮现“赤字”危机[N];经济日报;2004年
4 记者 范建;我国率先克隆出水稻功能基因[N];科技日报;2003年
5 本报记者 宋逊风;德农效应引起业界关注[N];农民日报;2003年
6 毛国强;水稻温室育秧技术[N];楚雄日报(汉);2007年
7 通讯员 苏丽菊;巍山强化水稻重大病虫害防治措施[N];大理日报(汉);2007年
8 胡春龙;亩均增效30至50元[N];金华日报;2007年
9 何晔 首席记者 王森;我市召开水稻机械插秧演示会[N];盘锦日报;2006年
10 邹渠;小春粮食:可望实现连续4年增产 大春水稻:仍有500万亩等水栽插[N];四川日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王为木;水稻适应土壤低钾营养胁迫的机理研究[D];浙江大学;2003年
2 李华;水稻钾高效营养机制研究[D];浙江大学;2001年
3 郎有忠;水稻高产株型有关重要性状的产量生理研究[D];扬州大学;2004年
4 祁碧菽;水稻Ca~(2+)/H~+反向转运体OsCAX3的功能、表达特性及调控序列研究[D];中国农业大学;2005年
5 刘洪家;水稻不定根发生基因ARL1的克隆与功能分析[D];浙江大学;2005年
6 程玉祥;水稻NADP-苹果酸酶与逆境关系的研究[D];东北林业大学;2005年
7 姚凤梅;气候变化对我国粮食产量的影响评价[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2005年
8 李永夫;水稻适应低磷胁迫的营养生理机理研究[D];浙江大学;2006年
9 刘红艳;水稻水孔蛋白与钾通道协同调控及参与种子萌发[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
10 刘学群;水稻红莲型细胞质雄性不育候选基因的筛选与恢复基因的精细定位[D];武汉大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟宪梅;水稻若干形态、生理指标与品种抗旱性关系的研究[D];安徽农业大学;2003年
2 方军;转HVA1基因水稻的鉴定及其快繁殖体系的建立[D];南京农业大学;2003年
3 俞伟伟;水稻半不育性的遗传分析[D];南京农业大学;2003年
4 吴桂成;水稻超高产栽培途径的初步研究[D];扬州大学;2007年
5 郝文媛;水稻高效受体系统的建立及两种遗传转化方法的研究[D];吉林农业大学;2003年
6 魏峰;水稻剑叶主要光合参数衰退进程的研究[D];南京农业大学;2003年
7 韦海宏;水稻RNPR1基因的功能鉴定[D];广西大学;2003年
8 樊叶杨;水稻矮秆基因d62(t)的精细定位[D];浙江大学;2004年
9 赵艳红;水稻化感种质鉴定与化感特性研究[D];广西大学;2005年
10 黄志华;水稻基因组中的假基因研究[D];浙江大学;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978