水稻分蘖期干物质积累对大气CO2浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制

文献类型： 中文期刊

第一作者： 贺江

作者： 贺江;丁颖;娄向弟;姬东玲;张向向;王永慧;张伟杨;王志琴;王伟露;杨建昌

作者机构：

关键词： 水稻;CO2浓度升高;根系形态;细胞分裂素;光合作用;干物质生产

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2023 年 006 期

页码： 1045-1060

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】探究不同类型水稻品种物质生产响应大气CO2浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制。【方法】以产量和物质生产对CO2浓度升高响应有明显差异的水稻品种两优培九（LY）和南粳9108（NJ）为材料，在人工气候室进行水培试验。分别设置对照CO2浓度(A-CO2,400μmol·mol-1)和CO2浓度升高(E-CO2,600μmol·mol-1)两个CO2处理，高氮(HN,1.25 mmol·L-1 NH4NO3)和低氮(LN,0.25 mmol·L-1 NH4NO3)两个氮水平。分析CO2浓度升高对不同水稻品种根系形态与生理活性、叶片和根系中细胞分裂素（CTKs）含量、氮素同化酶活性、叶片生理特性、光合参数以及干物质积累的影响差异。【结果】（1）E-CO2显著增加了LY总冠根数、总根长（LN水平除外）、总根表面积和平均直径，提高其根系呼吸速率和维持较高的根系氧化力，而对NJ无显著影响或表现相反；（2）无论氮水平如何，E-CO2显著提高了LY叶片和根系CTKs含量，但显著降低了HN水平下NJ根系中玉米素核苷（ZR）含量；（3）在LN水平下，E-CO2显著提高了LY叶片GOGAT、GDH活性，显著降低了NJ叶片NR活性。在HN水平下，LY氮同化酶活性在E-CO2条件下都表现为提高，NJ仅NR活性提高；（4）在LN水平下，E-CO2使得LY和NJ净光合速率（Pn）分别提高了28.0%和29.4%。在HN水平下，两品种分别提高了41.0%和28.1%。LY光合响应大幅度提高归因于叶片最大羧化效率(Vc,max)、最大光合电子传递效率(Jmax)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）含量、叶绿素含量、叶片氮含量等显著提高；（5）E-CO2显著增加了不同氮水平下LY单株叶面积，对NJ无显著影响；（6）E-CO2显著增加了LY各器官及总生物量，且HN水平增幅明显大于LN水平。E-CO2并未显著影响不同氮水平下NJ的总生物量，显著降低了HN水平下NJ地下部生物量（-16.7%）。【结论】无论在HN还是LN水平下，LY物质生产和生理特征对E-CO2的响应幅度与NJ相比更高。生育前期LY较优的根系形态性状和根系活力、较高的CTKs含量、较强的氮素同化能力、较大的绿叶面积以及光合响应能力是其干物质生产对E-CO2响应幅度较高的重要原因。

分类号： S511

  • 相关文献

[1]温室番茄叶面积与干物质生产的模拟. 倪纪恒,罗卫红,李永秀,戴剑锋,金亮,徐国彬,陈永山,陈春宏,卜崇兴,徐刚. 2005

[2]气象环境和遗传型对棉花光合作用及干物质生产影响的研究. 刘明考,蒋国柱. 1989

[3]辣椒叶面积指数与干物质生产模拟. 岳延滨,赵泽英,彭志良,黎瑞君,李莉婕,冯恩英,孙长青. 2018

[4]CPPU对猕猴桃光合产物库源强度的影响. 方金豹,田莉莉,李绍华,黄海. 2000

[5]圆叶海棠无糖培养生根研究. 管道平,杨其长,刘文科,肖平,杨建荣. 2006

[6]施氮水平对青稞氮素吸收利用率、根系形态和产量的影响. 郭案铭,吴昆仑,姚晓华,姚有华. 2024

[7]有机酸对盐碱土棉花铃期光合特性及生理指标的影响. 王伯豪,刘丹阳,党龙鑫,李君,朱新萍,杨再磊,徐万里,贾宏涛. 2024

[8]稻草覆盖还田对华南双季晚稻物质生产和产量的影响. 钟旭华,黄农荣,吕国安. 2011

[9]超高产水稻的干物质生产特性研究. 杨惠杰,李义珍,杨仁崔,姜照伟,郑景生. 2001

[10]覆膜直播与常规手栽种植方式对水稻光合物质生产特征的影响. 李树杏,杨占烈,何强,甘雨,张武汉,向关伦,孙平勇,舒服,邓华凤. 2016

[11]江苏淮北地区粳稻产量与干物质生产特征研究. 张斯梅,顾克军,顾东祥,张传辉,许博,张恒敢,于建光,杨四军. 2018

[12]不同生态条件下氮高效水稻品种干物质积累和产量特性. 朱莉,李贵勇,周伟,朱世林,李珍珍,夏海晓,陶有凤,任万军,胡剑锋. 2022

[13]水稻氮高效品种资源筛选的初步研究Ⅰ.不同施氮水平下水稻产量和干物质生产的品种间差异. 张俊国,张三元,杨春刚,郭桂珍,孙强. 2008

[14]寒地水稻秕粒形成基础的研究Ⅲ.茎鞘叶物质生产与子粒结实的关系. 王连敏,王立志,李忠杰,王春艳. 2001

[15]重庆地区水稻高产栽培的适宜田间配置方式研究. 姚雄,唐永群,文明,甘兴友,刘代杰,杨光荣,张现伟,李经勇. 2013

[16]高压液相色谱法检测水稻根系伤流液中细胞分裂素类物质. 沈波,平霄飞,汤富彬,颜红岚,王熹. 2004

[17]幼穗分化期喷施细胞分裂素(CTK)对水稻穗部性状及株型性状的影响. 宫彦龙,雷月,夏原野,杜志敏,徐海. 2017

[18]转IPT基因水稻的抗旱性研究. 熊叶辉,麦合木提江·米吉提,Sehroon khan,Androw Cal,曾洪梅,邱德文. 2012

[19]固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定水稻中17种细胞分裂素. 曹赵云,马有宁,牟仁祥,于莎莎,陈铭学. 2015

[20]水稻细胞分裂素反应异常突变体的筛选和基因克隆. 杨晓璐,谢庆军,冯健,郑华坤,董国军,钱前,左建儒. 2011

作者其他论文 更多>>

微信小程序