论文部分内容阅读
土壤酸化因其对土壤理化性质和作物生长带来影响而被广泛关注,而水稻的栽培方式及高投入的农业生产使得农田土壤酸化加速,影响了水稻的生长和品质的问题更为农业工作者所重视。本文以盆栽的试验方法,设定4个处理:CK(pH 7.07)、T1(pH6.04)、T2(pH5.02)和T3(pH4.07)进行水稻盆栽试验,通过测定水稻的农艺性状,研究土壤酸化对水稻生长的影响,通过对水稻中氮素含量的测定,研究土壤酸化对水稻氮素吸收利用及氮素在水稻中分配的影响,通过对不同生育期水稻根系形态、SPAD和氮代谢酶及N2O排放的测定,研究土壤酸化影响水稻氮吸收的因素,进而对其机理进行探索。研究结果表明:(1)T1处理水稻在拔节、开花和成熟期氮积累量最高,分别为848.42、980.69和1316.27(mg·pot-1),比同生长期 T2 处理分别高了 21.01%、16.52%和15.74%。各处理水稻中的氮素在各器官中累积和分布因生长期不同而呈不同特点,茎中氮素积累量为开花期>拔节期,其增幅分别为9.17%~28.9%;叶中氮素积累量T2和T3处理为开花期>拔节期,增加了 12.82%和5.02%;CK和T1处理为开花期<拔节期,分别降低了 15.48%和19.85%。各处理穗部氮素积累量为T1处理最高,比CK、T2和T3处理高出2.29%、23.83%和24.66%。由此说明,土壤酸化降低了水稻对氮素的吸收,且对氮素在水稻各器官中的分配带来影响。(2)各处理水稻不同器官氮素的转运,茎和叶片氮转运量T1处理分别比CK、T2和 T3 处理高出 13.27%、10.83%、23.66%和 23.75%、45.43%、32.49%,穗部氮增加量T1处理最高,比CK、T2和T3穗部氮增加量高出7.03%、27.35%和27.21%。各处理中水稻对氮素的吸收利用呈现出:氮收获指数和氮肥吸收利用率为T1>CK>T2>T3,氮肥偏生产力和氮肥贡献率为T1>CK>T3>T2。土壤酸化使氮素在水稻中转运过程受阻,进而影响到水稻对氮素的利用吸收。(3)在拔节期和开花期,以茎和叶中T1处理硝酸还原酶活性均最高,分别为65.86、114.96和86.55、90.48(μg-1·h-1),拔节期茎叶谷氨酸合成酶最高的处理为T1,分别为17.91和33.63(μmol·g-1·h-1)。穗中T1处理硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、和谷氨酸脱氢酶活性均最高,比CK、T2和T3处理高出5.62%、7.70%、13.81%,13.18%、7.53%、23.92%,7.68%、30.94%、39.54%,20.83%、47.22%、34.88%。因此,土壤酸化影响到水稻中酶的活性,使得氮素的同化过程受到影响,进而影响到水稻对氮素的吸收利用。(4)土壤中N2O累积排放量随着土壤酸碱度的降低而减少,相对于CK处理,T1、T2和T3分别降低20.11%、41.83%和58.74%。与CK处理相比较,T1、T2和T3处理氮表观损失和氮素盈余分别高出37.21%、20.93%、2.3%和11.67%、11.67%、33.33%。说明土壤酸化降低了水稻对土壤中氮素的吸收,增加氮素流失的风险。(5)成熟期T1处理生物量最高,比最低处理T2高了 29.57%。水稻株高孕穗期达到最高,其中株高最高为T1处理,比最低株高的处理T3高出10.25%。不同时期SPAD测定结果显示,当土壤pH低于6.04时,叶片中的SPAD表现为先抑制后增加趋势;水稻根部形态在不同生育期呈现出不同的特点,即拔节和开花期单茎根总长CK和T1处理最高,分别达到878.13和1769.36(cm)。拔节和开花期单茎根表面积T1和CK处理最大,分别为131.87和278.36(cm2)。拔节期和开花期单茎根体积和单茎根平均直径T1和CK处理最大,分别为1.74、3.13(cm3)和0.10、0.19(mm)。土壤酸化影响水稻生物量积累,改变水稻根系形态和生长进程。(6)水稻产量T1处理最高,最低的为T2处理,T2比T1降低了 13.77%。T2和T3处理显著降低水稻千粒重和结实率。土壤酸碱度不同也影响到水稻蛋白质、碱消值和胶稠度,相比T1处理,T2和T3蛋白质、碱消值和胶稠度降低幅度达5.93%、8.09%,14.95%、11.28%和6.63%、7.43%。土壤酸化使得水稻产量和稻米品质降低。