低温后施氮对水稻分蘖及氮代谢的影响

发布时间：2020-06-17 05:49

【摘要】：营养生长期低温抑制水稻分蘖和生物量,进而影响水稻产量。水稻的生长也与供氮密切相关,合理施氮可能是促进低温后水稻生长恢复的有效途径,然而关于此方面研究还缺少数据支持。本论文基于室内水培试验,选择2个水稻品种进行低温强度(12°C、15°C)与低温持续时间(15°C下5d、10d、15d)处理,以18°C为常温对照处理,低温处理后即进行施氮处理(40mg/L和80mg/L)。研究水稻分蘖、物质积累和氮素吸收等指标的变化,明确低温后施氮在水稻生长、氮代谢和抗氧化系统恢复过程中起的作用,为低温后合理施氮提供理论基础和指导。主要研究结果如下:低温抑制了营养生长期水稻的生长。营养生长期15°C抑制抗性较弱水稻分蘖的发生,12°C低温时即使抗性较强品种分蘖也受到一定抑制。低温对分蘖的影响除了受低温强度影响还受持续时间影响,15°C短期低温对分蘖影响较小,只有持续10d以上时对水稻分蘖才有抑制作用。此外,15°C低温抑制了水稻物质和氮素积累,随着低温强度增加、低温持续时间的延长而增强。低温持续时间越久MDA含量越高,同时温度的高低和持续时间的长短也影响着SOD等保护酶活性的强弱。低温延长了水稻生育期。与常温对照相比,低温持续5d、10d和15d使水稻叶龄值分别降低了0.6、1.2、1.4个。低温后恢复正常生长2周,低温处理较常温叶龄值分别相差约0.3、0.5和0.7个,增加供氮对生育期影响不显著。恢复正常温度培养至有效分蘖临界叶龄期时,低温持续时间少于5d对生育进程影响较小,低温持续时间大于10d时延迟水稻生育期3-6d。低温后施氮能够促进水稻分蘖的恢复。15°C低温条件下,增加供氮4周后分蘖可恢复至常温的87.90%-92.92%,12°C低温条件下可恢复70.39%-73.85%。对于低温敏感品种,低温持续5d后增施供氮在分蘖有效临界叶龄期分蘖可恢复至正常水平;抗性品种不增加供氮即可恢复。低温持续10d以上,虽然增加供氮能促进分蘖增长,但2个品种分蘖仍无法恢复至正常水平。低温后施氮促进水稻地上部干物质积累。恢复正常温度培养4周后,低温处理水稻地上部干重仍低于常温处理,增施氮肥显著提高低温敏感品种地上部干重,而抗性强品种在低温12°C时增加供氮对地上部干重影响不显著。不论是短期低温还是长期低温,恢复正常温度培养至有效分蘖临界叶龄期时各处理干物重差异均不显著;增加供氮提高了水稻地上部干物重,并与常温对照达到显著差异水平。但是对地下干重和根冠比影响不大。低温后施氮促进水稻氮素吸收。低温12°C后增加供氮对氮积累作用不显著,15°C下增加供氮作用显著,且具有较高的NR与GS活性。恢复至正常温度培养至有效分蘖临界期,低温持续时间少于5d时,增加供氮促进温度敏感品种氮积累的恢复;抗性强品种氮积累受温度影响较小。低温持续时间大于10d时,无论是抗性强还是弱的品种,氮积累均能恢复至正常水平,增加供氮显著促进氮积累,且增加供氮后分蘖增加量与氮积累增加量呈极显著正相关关系(P0.01)。低温后施氮缓解了MDA带来的伤害。恢复正常温度后2周,两个品种的MDA含量基本恢复到正常水平,增加供氮对MDA影响不显著。此外,低温对水稻活性氧的伤害在2周时也基本消失,15°C低温持续10d以下低温时SOD、POD恢复至正常水平,而在更强、持续时间更长低温时,POD恢复作用较弱;增施氮肥对低温敏感品种作用显著。低温后增加供氮能够促进水稻生长的恢复,但氮的促进作用与低温强度、低温持续时间以及品种有关。温度低于12°C或者15°C低温持续10天以上时,即使增加供氮分蘖也不能恢复正常水平,但到有效分蘖临界叶龄期时干物质与氮积累量即可恢复至正常水平。然而,低温延迟了水稻生育期,增加供氮对水稻生育进程影响较小。因此,营养生长期低温对水稻生长的影响主要是由于生育期延迟导致的,生产中可选择熟期稍短的抗性品种,或者短期低温时可适当增加供氮,这对于增强水稻低温抗性具有重要意义。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511
【图文】：

低温,抗氧化系统,持续时间,常温

15°C 522.34±4.52 bc 368.18±22.30 c 47.56±4.20 bc18°C 426.05±23.25 d 388.78±19.81 c 43.61±0.93 c由图3-1可知，低温处理5d对水稻叶片丙二醛（MDA）含量以及保护酶活性无显著影响。长时间低温增加MDA在水稻叶片中积累，较常温对照高17.95-24.18%（P<0.05）；SOD和POD酶活性分别增加了17.78-24.98%（P<0.05）和11.15-22.15%（P<0.05）。CAT酶活性与常温对照的差值则随低温持续时间延长而降低，并在低温敏感品种间达到显著差异。图 3-1 低温对水稻抗氧化系统的影响（低温持续时间试验）Fig. 3-1 The influence of low temperature on antioxidant system (low temperature duration)MDA concentration(A), SOD activity (B), POD activity(C) and CAT activity(D)****0510152025sensitive insensitive sensitive insensitive sensitive insensitive5d 10d 15dDAMmμol·g1-F·W1-DMAcontentCK LNA***02004006008001,0001,2001

施氮,干物重,低温,常温

经过低温处理后恢复正常温度培养2周和4周，施氮、温度和品种两者和三者间绝大多数对地上部干重有显著交互作用，且主效应显著（表3-6）。低温后增加供氮能够促进水稻地上部干物质积累，但干重积累量对氮的响应与品种和低温强度相关（图3-5A、B）。恢复正常温度培养2周后，不同低温处理后干物质积累量仍低于常温处理5.13%-53.25%（P<0.05）。对于低温敏感品种，低温后增加供氮可恢复至常温的73.78%-76.78%（P<0.05），与常温对照存在显著差异；对于抗性强品种，低温12°C后增加供氮对地上部干重影响不显著，15°C增加供氮后地上部干重增加20.65%（P<0.05），与常温对照之间无显著差异。恢复正常温度培养4周后对水稻地上部干重的影响趋势与2周时相似，低温处理后干物质积累量仍低于常温处理，增施氮肥显著提高地上部干重

【参考文献】