施用硅肥对水稻生长及产量的影响

2010年在丰顺县农业科学研究所田块开展早造田间施用硅肥试验,结果表明:供试田块以常规施肥+每667 m2施硅肥50 kg的产量最高,每667 m2水稻平均产量为441.5 kg,增产12.3%。     

根表铁、锰氧化物胶膜在磷不同浓度下对水稻磷吸收的影响

在采用土－砂联合培养和不同水分管理措施形成不同厚度根表铁、锰氧化物胶膜试验的植株上,将植株转移到磷不同浓度的营养液中,研究根表铁、锰氧化物胶膜对水稻磷吸收的影响。结果表明,水稻根表铁、锰氧化物胶膜,特别是铁胶膜受土壤水分状况影响,在长期淹水条件下,根表铁、锰氧化物胶膜较厚,而湿润和干－湿交替处理下形成的胶膜较薄;水稻根表铁、锰胶膜以铁胶膜为主,占胶膜总量的97.63%～99.23%;水稻根表铁、锰胶膜越厚,对介质中磷的吸附量越高,且磷吸附量随介质中磷浓度的增加而增加;根表铁、锰氧化物胶膜对水稻磷吸收的影响取决于胶膜数量(厚度),当胶膜中等(铁胶膜量为5141mgkg     

缺磷对水稻根表铁膜形成的影响

以红良优166和Ⅱ优3027为试验材料,采用水培方法,研究了缺磷诱导根表铁膜的形成过程。结果表明:在缺磷处理下,两个基因型水稻的总根长增加,根表面积增大,根系增粗,根系活力升高;在缺磷处理下,两个基因型水稻的根表铁膜Fe含量随着处理时间的增加而增大,均在第7 d时达到最大,且Ⅱ优3027的根系铁膜Fe含量及其增加速度均高于红良优166的。表明Ⅱ优3027具有较高的根系氧化力,使其根表有更好的铁膜形成能力。     

缺磷对水稻根表铁膜形成的影响

以红良优166和Ⅱ优3027为试验材料,采用水培方法,研究了缺磷诱导根表铁膜的形成过程。结果表明:在缺磷处理下,两个基因型水稻的总根长增加,根表面积增大,根系增粗,根系活力升高;在缺磷处理下,两个基因型水稻的根表铁膜Fe含量随着处理时间的增加而增大,均在第7 d时达到最大,且Ⅱ优3027的根系铁膜Fe含量及其增加速度均高于红良优166的。表明Ⅱ优3027具有较高的根系氧化力,使其根表有更好的铁膜形成能力。     

铁膜和磷作用对水稻根尖细胞壁耐铝性的影响

试验以铝耐性有显著差异的2个水稻基因型(菲优多系1号与红良优166)为材料,采用水培法,研究铝毒胁迫下铁膜(IP)和3个水平的磷(0、15、30 mg·L~(-1))对水稻生长、根尖细胞壁多糖含量的影响。结果显示,与对照相比,50μmol·L~(-1)铝(Al)处理显著降低水稻根系和地上部干质量,增加根尖Al含量和细胞壁果胶、半纤维素1以及半纤维素2含量,且红良优166的变化幅度大于菲优多系1号。IP+Al处理下菲优多系1号与红良优166的根系干质量分别比Al处理增加27.7%和12.3%,根尖Al的含量分别降低15.6%和33.3%,果胶含量减少了22.6%和29.9%,半纤维素1和半纤维素2的含量也显著降低,而根表Fe含量增加434.5%和265.5%。表明根表铁膜形成降低了根尖细胞壁的果胶、半纤维素1和半纤维素2的含量,减轻铝毒对水稻生长的抑制。与IP+Al处理相比,加磷处理进一步降低根尖细胞壁的果胶、半纤维素1和半纤维素2的含量,当浓度达30 mg·L~(-1)时根伸长受抑程度明显减轻,菲优多系1号的根尖Al含量显著降低。说明磷作用于覆铁膜水稻时,磷诱导水稻根系果胶和半纤维素1、半纤维素2含量降低,进而减少了Al在根尖的积累,缓解铝毒带来的损伤。研究表明外源磷能够强化覆铁膜水稻对铝毒的缓解效应,为提高细胞壁的耐铝作用提供了依据。     

不同生育期施用硅肥对水稻吸收积累镉硅的影响

为探明硅肥对镉污染稻田降低稻米镉的作用机理,完善稻米镉消减的硅肥施用技术,采用田间试验,研究水稻不同生育期(基肥、分蘖期和孕穗期)施用硅肥对水稻吸收积累镉、硅的影响。结果表明:施用硅肥能够提高土壤0.160~0.290个pH单位,降低镉生物有效性,同时,显著增加土壤有效硅含量,增幅为295.3%~399.2%(P0.05);不同生育期施用硅肥中,基施硅肥能够显著增加9.7%的水稻产量,高于其他处理,基施硅肥显著降低了水稻茎秆、叶片、稻壳和稻米中的镉含量,降幅分别为31.9%(P0.05)、65.8%(P0.05)、46.1%(P0.05)和25.3%(P0.05),施硅降低了镉由茎秆向叶片和稻壳的转运,从而降低了稻米镉的积累,同时显著增加茎秆、叶片和稻壳硅含量,增加幅度分别为44.1%(P0.05)、71.5%(P0.05)和28.8%(P0.05)。综上表明,镉污染稻田基施硅肥能够显著增加水稻产量,降低土壤镉生物有效性,阻止镉的迁移转运,减少稻米镉积累,是镉污染稻田修复中推荐的硅肥施用技术。     

低磷胁迫对不同水稻品种幼苗生长和磷效率的影响

采用砂培方法 ,研究了低磷胁迫对耐低磷水稻品种 (大粒稻、莲塘早 3号 )与低磷敏感水稻品种 (沪占七、新三百粒 )幼苗生长和磷效率的影响。低磷胁迫后 ,沪占七、新三百粒的叶面积、株高、生长量受抑制程度明显大于大粒稻和莲塘早 3号。耐低磷品种的磷营养效率主要表现在磷的吸收能力 ,而不是磷素分配和利用效率差异。     

硅、磷配施对水稻镉吸收转运的影响及其机制

为了探究硅、磷配施对水稻镉吸收、转运的影响及其调控机制,采用水培试验,以沈稻529为研究对象,在镉污染胁迫下,各施入4种浓度梯度的硅、磷处理,培养30 d后,取水稻样品对硅、磷施入后水稻生物量、地上部及地下部镉含量、根茎转移系数以及水稻镉转运相关基因表达进行比较分析。随着硅、磷的配合施入水稻生物量增加,当284 mg·kg^-1浓度的硅与180 mg·kg^-1浓度的磷配合施入时水稻地上部及地下部镉含量、根茎转移系数达到最低。随着硅、磷的施入,水稻OsLCT1和LCD基因表现出基因相对表达量下调的趋势,OsNramp5基因表现出基因相对表达量上调的趋势,且配合施入调控幅度大于单一元素施入调控幅度。硅、磷的施入可以促进镉胁迫下水稻的生长,并通过调控水稻中镉相关基因的表达来实现对水稻中镉吸收、转移的影响。     

硅对水稻吸收镉的影响

通过盆栽试验,以水稻土为供试土壤,采用完全因素试验设计方法,研究硅对土壤中外源镉的活性及其对水稻吸收镉的影响。结果表明,外源镉的添加量越大,水稻根、茎叶和糙米中镉含量越大;在外源镉的添加量为2和5 mg.kg-1时,施硅可降低水稻根、茎叶和糙米中的镉含量;随着施硅量的增加,水稻各部位的镉含量呈现降低趋势,且水稻根部和茎叶的镉含量比例上升,糙米的镉含量比例减少;土壤中的可交换态、碳酸盐结合态镉含量呈降低趋势,铁锰氧化物态、有机结合态和残渣态镉含量呈增加趋势。硅降低土壤中镉对水稻毒害的机制之一是硅改变了土壤中镉的形态,降低了镉的活性和生物有效性。     

根表铁膜对水稻镉吸收的影响

为了探明根表铁膜对水稻镉吸收的影响,首先从8个水稻品种中筛选出镉低累积品种(丙0203)和高累积品种(绍糯16-72),之后采用水培试验研究了根系活力(根系分泌物)变化与根表铁膜形成的关系,以及外源铁、镉对根表铁膜形成和水稻各部位镉吸收的影响。结果表明,0.05 mg·L^-1 Cd处理24 h,绍糯16-72总的Cd吸收量是丙0203的1.73倍,并且绍糯16-72根、茎、叶各部位的镉累积量均显著(P<0.05)高于丙0203。在此基础上,外源添加铁后,绍糯16-72的镉累积量显著(P<0.05)降低,仅为丙0203的59%,且根、茎、叶中镉含量均显著(P<0.05)低于丙0203。温度试验(培养液温度分别为100℃、4℃和25℃)结果表明,水稻根表铁膜的形成与水稻根系活性密切相关,25℃下绍糯16-72的根系分泌物含量和铁膜含量均显著(P<0.05)高于丙0203。外源添加铁和镉后,绍糯16-72的根系活性、根表铁膜含量和铁膜中镉的吸附量增加,且上述指标的增幅均大于丙0203。以上结果表明,根表铁膜的形成可抑制镉向水稻体内迁移。研究结果为...     

磷硅肥配施抑制华南地区水稻籽粒砷积累的效果

选取华南地区广泛种植的杂交水稻品种"培杂泰丰",利用外源添加砷(50 mg·kg~(-1))的土壤盆栽试验,研究不同施用量的磷硅肥对水稻生长特性和砷积累的影响。结果表明,施用磷硅肥的处理,水稻糙米中砷含量为0.504~0.586 mg·kg~(-1),低于农业部颁布的粮食中砷限量标准(NY 861—2004)中大米砷限值。相关性分析表明,水稻糙米砷含量与水稻植株的生物量、稻谷千粒重和秸秆中硅/砷摩尔比呈显著负相关,与秸秆中磷/砷摩尔比呈极显著负相关;糙米的砷含量随磷、硅肥的施加而降低。综合分析表明,在华南地区同类中度砷污染土壤中可有效控制砷向水稻籽粒运输累积的磷、硅肥最优施加量及配比为40 mg P·kg~(-1)土、50 mg Si·kg~(-1)土。     

氮肥对双季稻根表铁膜形成及双季稻镉积累的影响

为探究淹水条件下氮肥比例对水稻根表铁膜形成量及对镉吸收转运的影响,开展大田试验,选取早稻株两优819（低镉品种）、陆两优996（高镉品种）和晚稻湘晚籼12号（低镉品种）、玉针香（高镉品种）为试验材料,以水稻全生育期施氮量为180 kg·hm^-2,设3个氮肥比例,基肥：蘖肥：穗肥：粒肥分别为4：4：2：0（T1）、8：0：2：0（T2）、6：0：2：2（T3）及不施氮处理（CK）。水稻分蘖期和乳熟期,整株采集水稻,测定植株各部位镉含量和根膜铁、镉含量;成熟期测定根、茎叶、糙米镉含量。结果表明,不同稻季低镉品种根膜铁含量为分蘖期>乳熟期,高镉品种根膜铁含量及镉吸附量为乳熟期>分蘖期。株两优819、陆两优996和玉针香乳熟期根膜镉含量以T1、T2处理时较CK有所降低,T3处理时最高,湘晚籼12号以不施氮情况下最高,T2处理下最低。高镉品种陆两优996不同时期根膜铁含量与根膜镉含量显著正相关（P<0.05）,高镉品种玉针香分蘖期根膜铁含量与根膜镉含量显著正相关（P<0.05）,乳熟期根膜铁含量与叶、穗镉含量显著负相关（P<0.05）。水稻根和茎、叶镉含量随生育期的延长而增加,施氮可降低早稻成熟期各部位镉含量,提高晚稻根和茎、叶镉含量。不同稻季糙米镉含量在氮处理下显著降低,施氮量一致情况下,改变氮肥比例对低镉品种株两优819和湘晚籼12号糙米镉含量无明显影响,高镉品种陆两优996和玉针香糙米镉含量以T3处理降低最明显,较CK分别降低52.72%和74.13%。由此可知,淹水条件下,可依据水稻品种,结合水稻镉积累关键生育期,制定合理的氮肥比例以降低糙米镉含量。     

磷肥后移与减量对水稻磷素利用效率的影响

为研究磷肥后移及磷肥减量对水稻产量和磷肥利用率的影响,采用田间试验,通过对比分析配方施肥与磷肥后移及减量条件下水稻磷素吸收累积量、利用效率及产量的差异。结果表明:在相同的施磷水平下,与磷肥全部基施处理相比,磷肥后移30%处理(m_(基肥)∶m_(穗肥)=7∶3)使水稻成熟期磷素含量提高了4.3%,磷素总累积量和净累积量分别提高了12%和25.6%,磷肥贡献率、农学利用率、偏生产力和吸收利用率提高了27.7%、33.6%、8.2%和27.3%,水稻产量提高了8.2%;而磷肥减量30%后移30%处理和磷肥减量50%后移30%处理的水稻产量则分别减少了1.8%和6.5%,但皆差异性不显著(P0.05)。配方施肥条件下,磷肥适当后移可增加水稻生育后期磷素含量、净吸收量和磷素累积量,提高水稻产量和磷肥利用效率;磷肥适当减量可维持水稻正常产量。     

硅锌互作对水稻幼苗镉吸收转运特性的影响

以湘早籼24幼苗为实验材料,通过添加不同浓度巯基硅和硫酸锌的水培试验,对水稻幼苗中总Cd含量、各亚细胞组分Cd含量、必需元素及可溶性蛋白的变化进行了研究,旨在探讨根际环境中添加Si和Zn离子抑制水稻Cd吸收转运的互作机理。结果表明:在含Cd 2.7μmol·L~(-1)的营养液中添加0.05 mmol·L~(-1)和0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅能使水稻根系的Cd含量分别下降5.4%和34.7%,使地上部的Cd含量分别下降3.5%和51.8%。Si和Zn共存时对Cd的抑制作用更加明显,同时添加0.2 mmol·L~(-1)Zn和0.05mmol·L~(-1)或0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅,使水稻幼苗根系中的Cd含量分别下降27.4%和68.9%,使地上部的Cd含量分别下降78.0%和88.0%。Si-Zn互作使得根系细胞壁组分中的Cd分配比例和地上部胞液组分中的Cd分配比例显著下降;同时还促进了根系对K、Ca、Fe、Zn等元素的吸收以及向地上部的转运。在Cd胁迫环境中,添加Si和Zn能显著提高根系中可溶性蛋白的含量,但对地上部的可溶性蛋白含量无显著影响。这些结果说明,增加根际环境中的Si和Zn浓度能促进根系对Cd的固定和根细胞中可溶性蛋白的合成,通过促进必需元素的吸收转运,显著抑制根系原生质体对Cd的吸收和向地上部的转运。     

铵态氮和硝态氮对旱稻、水稻生长及铁营养状况的影响

利用砂培试验,研究了铵态氮和硝态氮,以及不同铁供应水平对旱稻和水稻生长与铁营养状况的影响。结果表明:供铁显著促进了水稻和旱稻的生长,提高了铁吸收量;与铵态氮相比,不供铁时硝态氮加重了缺铁旱稻和水稻的铁缺乏状况。就氮素形态的影响而言,铵态氮明显促进了旱稻和水稻的生长,表现在株高、地上部干重的显著增加,植株铁营养状况的显著改善,叶片SPAD值和植株铁含量、铁吸收量的显著增加,尤其是不供铁条件下,这种促进作用更加明显。同时,铵态氮还促进了植物体内铁的转移。硝态氮的作用则与此相反,特别是在铁供应不足的情况下,硝态氮的供应降低了叶片SPAD值和植株铁含量,加重了铁缺乏症状。以上结果表明,铵态氮有利于旱稻摄取更多的铁营养,并改善生长状况;土壤中氮素以硝态氮为主可能是水作转为旱作后旱稻缺铁黄化的主要原因之一。     

硫酸亚铁诱导根表铁膜形成对水稻吸收和转运铜锌的影响

通过水培条件下添加硫酸亚铁诱导水稻根表铁膜的形成,利用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液对根表铁膜进行提取后测定,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段对硫酸亚铁诱导产生的根表铁膜进行表征,并分析根表铁膜对水稻吸收铜锌的影响。结果表明,添加硫酸亚铁可以诱导根表铁膜在水稻根系表面产生,未处理的水稻根表Fe含量为731 mg·kg~(-1),80 mg·kg~(-1) Fe~(2+)处理下水稻根表Fe含量为53 562 mg·kg~(-1);SEM-EDS和XRD分析发现大量颗粒状含铁化合物附着于水稻根表。与未经硫酸亚铁处理相比,有根表铁膜水稻的铁膜中,其Cu含量最高增加73.16%,Zn含量最高增加112.10%;水稻根系Cu含量最高降低31.15%,Zn含量最高降低13.02%;水稻茎叶Cu含量最高降低19.50%,Zn含量最高降低25.56%。土壤添加硫酸亚铁可以显著降低水稻对Cu和Zn的吸收与积累。