水分脅迫對(duì)水稻生長的影響

王佩佩，陳曉遠(yuǎn)

(廣東省韶關(guān)學(xué)院英東農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，廣東韶關(guān) 512005)

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水分脅迫對(duì)水稻生長的影響

王佩佩，陳曉遠(yuǎn)*

(廣東省韶關(guān)學(xué)院英東農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，廣東韶關(guān) 512005)

[目的]研究水分脅迫對(duì)水稻生長的影響。[方法]以水稻品種豐優(yōu)一號(hào)為供試材料，采用不同銨硝營養(yǎng)配比作營養(yǎng)液，聚乙二醇(PEG-6000)模擬水分脅迫的方式，研究水稻葉片葉綠素含量、氮含量及株高。[結(jié)果]無論銨硝營養(yǎng)配比如何，正常水分條件下水稻葉綠素含量及氮含量都較水分脅迫及解除水分脅迫狀態(tài)下的高，而水稻株高在水分脅迫條件下比正常水分條件下要高。[結(jié)論]不同配比的銨硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻葉片葉綠素含量、氮含量及株高有一定的影響，且影響不同。該研究為應(yīng)對(duì)缺水現(xiàn)狀，發(fā)展節(jié)水型水稻提供了基礎(chǔ)資料。

水稻；葉綠素含量；氮含量；株高；水分脅迫；銨硝營養(yǎng)

目前我國人均水資源占有量較少[1]，農(nóng)業(yè)用水量占用水總量的70%～80%[2]，其中水稻用水量占農(nóng)業(yè)用水量的65%。水稻是我國的第二大糧食作物，約占糧食總產(chǎn)量的40%[3]，是世界上約50%人口的主糧。水稻具有水生、半水生和旱生的生物學(xué)特性，是比較適合現(xiàn)代缺水社會(huì)栽培的一種糧食作物。朱慶森[4]研究表明，旱生水稻的需水量僅為水生水稻的1/3，實(shí)施水稻節(jié)水栽培和旱作，能夠節(jié)約大量的水資源。

氮素是水稻生長發(fā)育過程中必不可少的元素，主要分為銨態(tài)氮(NH4+-N)和硝態(tài)氮(NO3--N)。不同配比的營養(yǎng)液將會(huì)對(duì)植物生理生化過程產(chǎn)生重要影響，表現(xiàn)在光合速率、株高、葉綠素、氮含量等方面[5]。淹水稻是較喜銨的，但是在干旱條件時(shí)，水稻的呼吸氧化酶是以黃酶為主，有效促進(jìn)了水稻對(duì)硝態(tài)氮的吸收利用[6]。水稻旱作后，土壤最主要的變化就是從以銨態(tài)氮為主變成以硝態(tài)氮為主[7]。近年來的一些研究表明，單一的供應(yīng)銨態(tài)氮或者硝態(tài)氮對(duì)植物生長是不利的，即使在淹水條件下，水稻對(duì)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮也都是有所需求的[8]。雖然現(xiàn)在對(duì)于植物生理生化以及旱作方式的研究比較多，對(duì)于不同配比銨硝營養(yǎng)肥料的配制方法也很多，但是由于植物的生理生化過程比較復(fù)雜，目前并沒有得出統(tǒng)一的答案。筆者以不同銨硝營養(yǎng)配比作營養(yǎng)液，聚乙二醇(PEG-6000)模擬水分脅迫的方式，研究水分脅迫對(duì)水稻生長的影響。

1　材料與方法

1.1材料試驗(yàn)水稻品種為豐優(yōu)一號(hào)，種子是在當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法首先，將買來的種子清洗干凈，再將洗凈的種子用30% H2O2溶液浸泡15 min，用水洗凈，之后用0.2 mmol/L CaSO4溶液浸泡種子24 h，將浸泡后的種子取出后在恒溫箱(LRH-500)中催芽24 h，待水稻幼苗長到1～2 cm時(shí)，將水稻幼苗移入人工氣候箱(LRH-800-GS)中進(jìn)行砂培育苗。待培養(yǎng)至三葉一心時(shí)期后，將長勢良好、生長比較一致的水稻幼苗移栽到打好孔的PVC板上培育，采用的營養(yǎng)液母液配方見表1。母液配制時(shí)物質(zhì)相互之間會(huì)發(fā)生作用，產(chǎn)生沉淀，在操作時(shí)要注意添加順序。營養(yǎng)液是將母液按照一定比例加入，每加入1種母液都要加入一定的蒸餾水，再加入下1種母液，以防止產(chǎn)生沉淀。

表1　營養(yǎng)液母液配方

試驗(yàn)共設(shè)置10個(gè)處理，前5組為正常的水分處理，后5組模擬水分脅迫條件(每組加入50 g/L PEG-6000)。正常水分和水分脅迫條件下配制的營養(yǎng)液中的銨、硝營養(yǎng)均分為5個(gè)配比100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100(mL)。培養(yǎng)期間，營養(yǎng)液每2 d更換1次，水分脅迫從水稻幼苗開始出現(xiàn)三葉一心的時(shí)期進(jìn)行。

1.3測定指標(biāo)及方法試驗(yàn)用SPAD來代替葉綠素含量，采用葉綠素儀來測定，每組測量3組數(shù)據(jù)，求平均值，解除水分脅迫后再培養(yǎng)24 h，測解除脅迫后的數(shù)值。氮含量也采用葉綠素儀測量，重復(fù)測定3次，取平均值，解除水分脅迫后再培養(yǎng)24 h，測解除脅迫后的數(shù)值。水稻株高是從地上莖底部到植株頂部的距離，每組選擇3株長勢相同的水稻苗，利用直尺測量，取平均值。

2　結(jié)果與分析

2.1不同銨、硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻葉片葉綠素含量的影響在正常水分作用下，不同銨硝比處理水稻葉綠素含量大小的順序?yàn)?00∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100(mL)，由此可見正常情況下葉綠素含量增長是有規(guī)律的。由表2可知，水分脅迫后，葉綠素含量變化是無規(guī)律的，銨硝比0∶100(mL)處理的水稻葉片葉綠素含量最高，100∶0(mL)處理的水稻葉片葉綠素含量最低，75∶25、50∶50、25∶75(mL)處理的含量居中。在解除水分脅迫之后，可以看到葉綠素含量的變化是比較明顯的，相較于水分脅迫時(shí)100∶0(mL)處理的含量最低，解除后葉綠素含量變?yōu)樽罡?，而含量最低的?5∶75(mL)處理，75∶25、50∶50、0∶100(mL)處理時(shí)的含量居中。解除脅迫后，葉片葉綠素含量比水分脅迫時(shí)都要高。

表2不同銨、硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻葉片SPAD的影響

Table 2Effects of water stress on rice leaf SPAD under different ammonium and nitrate nutrition

銨硝比Ammonium/nitrateratio∥mL水分脅迫Moisturestress解除水分脅迫Removalofwaterstress100∶038.249.275∶2543.548.450∶5045.248.925∶7544.144.50∶10045.546.7

2.2不同銨、硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻葉片氮含量的影響在正常水分條件下，不同銨硝比處理下的水稻葉片氮含量均比水分脅迫下的氮含量高。由表3可知，在水分脅迫和解除水分脅迫的情況下都是0∶100(mL)處理時(shí)的氮含量最高。解除水分脅迫后與水分脅迫處理的氮含量變化不是很明顯，水分脅迫時(shí)，100∶0、25∶75、50∶50(mL)處理的氮含量較少,75∶25(mL)處理時(shí)的氮含量居中；解除水分脅迫后，75∶25、0∶100(mL)處理時(shí)的氮含量較高，100∶0(mL)處理時(shí)的氮含量較低，50∶50、25∶75(mL)處理時(shí)的氮含量居中。

表3不同銨、硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻葉片氮含量的影響

Table 3Effects of water stress on rice leaf nitrogen content under different ammonium and nitrate nutrition

mg/(g·FW)

2.3不同銨、硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻株高的影響由表4可知，無論是水分脅迫還是正常水分供應(yīng)下，銨硝比為75∶25(mL)處理的水稻株高都是最高的，而100∶0(mL)處理的水稻株高都是最低的，在同一銨硝比的條件下，正常水分與水分脅迫對(duì)株高的影響不同，而且水分脅迫處理水稻幼苗株高較正常水分條件下所培育出的高。

表4不同銨、硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻株高的影響

Table 4Effects of water stress on rice plant height under different ammonium and nitrate nutrition

cm

3　結(jié)論

根據(jù)研究結(jié)果可以看出，銨硝營養(yǎng)下水分脅迫對(duì)水稻葉片葉綠素含量、氮含量及株高都有一定的影響，且影響不同。

(1)在銨硝營養(yǎng)配比不同的條件下，水分脅迫對(duì)水稻葉片葉綠素含量、氮含量及株高有明顯影響。在銨硝營養(yǎng)配比相同的條件下，水稻葉片葉綠素含量、氮含量及株高在水分脅迫與解除水分脅迫后還是有一定變化的。

(2)無論銨硝營養(yǎng)配比如何，正常水分條件下水稻葉綠素含量及氮含量都較水分脅迫及解除水分脅迫狀態(tài)下的高，而水稻株高在水分脅迫條件下比正常水分條件下要高。由此可見，水稻株高并沒有受到水分條件的影響。

(3)在正常水分條件下，水稻葉片葉綠素含量的變化是有規(guī)律的，銨硝比50∶50(mL)處理時(shí)含量最高，但在水分脅迫下水稻葉綠素含量是無規(guī)律的，水稻葉片葉綠素含量在銨硝比0∶100(mL)處理時(shí)最高，在100∶0(mL)處理時(shí)含量最低，解除水分脅迫之后葉綠素含量在銨硝比100∶0(mL)處理時(shí)最高，在75∶25(mL)處理時(shí)最低。

(4)在正常水分條件下，水稻葉片中氮含量最高是銨硝比100∶0(mL)處理，在水分脅迫狀態(tài)下，氮含量在銨硝比0∶100(mL)處理時(shí)較高，在100∶0、25∶75(mL)處理時(shí)最低；在

解除水分脅迫之后，銨硝比75∶25、25∶75(mL)處理時(shí)氮含量最高，100∶0(mL)處理時(shí)最低。

該研究是在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，由于地域限制及品種本身的差異，與前人的研究結(jié)果不盡相同。在現(xiàn)代水資源短缺、全球氣候變暖的社會(huì)大環(huán)境下，發(fā)展節(jié)水型水稻已經(jīng)成為我國發(fā)展的重中之重，抗旱型水稻成為研究的關(guān)鍵之一。雖然人們對(duì)于這一現(xiàn)狀認(rèn)識(shí)比較深入，但是相關(guān)研究比較缺失，沒有得出明確的結(jié)果，因而需要更加深入的研究，篩選出適合現(xiàn)代社會(huì)環(huán)境現(xiàn)狀發(fā)展的水稻品種，緩解世界上目前水資源短缺和糧食問題緊張的現(xiàn)狀。

[1]武敏.我國水資源的現(xiàn)狀及利用問題研究[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2011,25(3):25-27.

[2]劉繼艷，陳長富，戶朝旺.淺析我國水資源現(xiàn)狀及節(jié)水的必要性和途徑[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2009，20(4)：56-57.

[3]朱慶森.水稻節(jié)水栽培研究論文集[C].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，1995.

[4]全瑞蘭，王青林，馬漢云，等.干旱對(duì)水稻生長發(fā)育的影響及其抗旱研究進(jìn)展[J].中國種業(yè)，2015(9):12-14.

[5]趙正宜，遲道才，劉宗琦，等.水分脅迫對(duì)水稻生長發(fā)育影響的研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000,31(2):214-217.

[6]陳書強(qiáng)，李金峰，鄭桂萍，等.水分脅迫對(duì)水稻生長發(fā)育影響的研究進(jìn)展[J].墾殖與稻作，2004(5):12-15.

[7]岳亞鵬，李勇，薛琳，等.不同供氮形態(tài)對(duì)旱作水稻生長和養(yǎng)分吸收的影響[J].中國水稻科學(xué)，2008,22(4):405-410.

[8]張辰明，徐燁紅，趙海娟，等.不同氮素形態(tài)對(duì)水稻苗期氮素吸收和根系生長的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,34(3):72-76.

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The Influence of Water Stress on Rice Growth

WANG Pei-pei,CHEN Xiao-yuan*

(School of Agricultural Science and Engineering,Shaoguan University,Shaoguan,Guangdong 512005)

[Objective]The aim was to study effects of water stress on rice growth.[Method]With rice variety Fengyou No.1 as test material,using different ammonium nitrate nutrition ratio as nutrient solution,polyethylene glycol (PEG-6000) was used to simulate water stress mode,chlorophyll content,nitrogen content and plant height of rice was studied.[Result]No matter how is the ratio of ammonium nitrate nutrition,chlorophyll content,nitrogen content in rice under normal water conditions is higher than that in water stress and removal of water stress,plant height under water stress is higher than that in normal water conditions.[Conclusion]The influence of water stress on chlorophyll content,nitrogen content and plant height of rice is different under various ammonium nitrate nutrition ratio.The study can provide the basic data for development of water-saving rice in response to the current situation of water shortage.

Rice;Chlorophyll content;Nitrogen content;Plant height； Water stress;Ammonium nitrate nutrition

廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014A030307013)。

王佩佩(1993- )，女，河南駐馬店人，本科生，專業(yè)：園藝。*通訊作者，教授，博士，從事作物高效施肥、水分管理、土壤等方面的研究。

2016-04-27

S 511

A

0517-6611(2016)25-012-02