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水稻钾高效营养机制研究

李华  
【摘要】: 水稻的钾营养吸收、利用效率在基因型间存在着差异,本研究以 耐低钾水稻基因型的筛选试验为基础,以明确钾高效水稻基因型对不 同钾水平反应的形态、生理和养分吸收特征为目的,对淹水条件下水 稻根际微区土壤中钾的动态变化及养分吸收、积累和利用的规律进行 了探讨。同时对杂交水稻生产中与钾吸收利用紧密相关的氮源形态、 Fe~(2+)毒害作用进行了研究。主要研究结果如下: 1、杂交水稻在植株生长发育及干物质积累等方面都具有明显的超亲优 势,并强于常规稻。试验结果证明,杂交稻具有对硝态氮营养的杂种 优势,其优势只有在钾素营养充足的情况下才能得以表现。外源氮素 形态可影响钾的吸收利用,特别是低钾胁迫时以硝态氮为氮源可显著 提高钾的利用效率。 2、生长介质中Fe~(2+)浓度达到0.36mmol L~(-1)时,杂交稻即不能正常生长, 只是没有出现显著的可观察到的铁毒症状(铜褐色斑点)。钾具有减 轻高Fe~(2+)离子负效应的作用,并可改善植株的营养状况。试验结果证明, 植株铁毒主要是由于铁在叶片中过度积累而造成的,钾对铁毒的缓解 作用是通过抑制Fe~(2+)从根系向地上部,特别是向上位叶的运输来实现 的。 3、试验证明,钾高效水稻基因型和低效水稻基因型的形态学及养分利 用特征存在着较大差异。低钾胁迫条件下,各水稻基因型的株高、根 长、地上部干重、根系干重、植株体内钾含量及积累量均显著低于高 钾处理条件,但钾高效基因型下降的幅度要显著小于钾低效基因型。 4、仅用浓度、积累量、利用效率等指标的绝对值作为水稻耐低钾能力 分类的依据,误差比较大。以正常供钾条件下各项指标作参照值,将 低钾条件下水稻的各项指标与之进行比较,得出的相对值作为筛选水 稻耐缺钾基因型的指标更为可靠。本研究采用整株相对干物重、整株 相对钾积累量及整株相对钾利用率三个指标,作为筛选主要依据,对 供试134个水稻基因型进行鉴定排序,并依据对低钾的忍耐程度将其 分为强、中、弱三种类型。 5、不同供钾水平对水稻吸收利用氮、磷、钾、钙、镁、钠、氯等都有 影响,这些元素含量的变化使水稻体内阴阳离子平衡发生变化,进而 影响到多种生理代谢活动。 6、根际微区研究证明,土壤中各种形态钾之间存在着动态平衡,植株 对近根土壤溶液中钾的吸收作用,打破了这种平衡,并导致交换态钾、 非交换态钾及矿物钾的释放。依据质量作用定律,受不同施钾水平的 影响,各种形态钾均得到了补充,但充实量不相等。根际微区土壤中 义的亏缺与富集直接反映的是植物-土壤供求间的关系,当土壤K+的供 应大于植物吸收时,微区土壤中出现富集,反之则出现亏缺。 7、不同供钾水平影响根际微区土壤PH变化,而PH的变化又影响水稻 对土壤钾的有效利用。施钾有利于re‘“的氧化。re‘”的氧化、阴阳离于 吸收不平衡及水稻根区CO。溶解作用可造成根际微区酸化现象。水稻 根系能够活化并吸收利用土壤层间钾,这种活化作用与植株根际微区 pH的下降密切相关。


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