干湿交替灌溉与氮肥形态耦合对水稻光合特性及氮素利用的影响

摘要

[目的]探讨干湿交替灌溉与氮肥形态对水稻光合特性及氮肥利用的影响.[方法]以徐稻3号为材料,在防雨棚内按处理数量构建9 m×1.5 m×0.4 m水泥池,用于2因素3水平完全区组试验.因素1为灌溉方式:浅水层灌溉(0 kPa,CK)、轻度干湿交替灌溉(?20 kPa)、重度干湿交替灌溉(?40 kPa).因素2为氮素形态:100％NH4+-N(NH)、50％NH4+-N+50％NO3--N(1/2NH+1/2NN)、100％NO3--N(NN).在水稻分蘖盛期、幼穗分化始期、抽穗期和成熟期取植株样品,测定水稻根系氮代谢酶活性、叶片光合荧光特性及植株各部位氮素含量.[结果]在相同氮肥形态下,轻度干湿交替灌溉根系硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性与浅水对照相比分别增加6.4％～80.4％、8.1％～85.9％、5.1％～61.8％与13.4％～94.0％;叶片光合速率及最大光化学效率得到提升;水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率明显提高,重度干湿交替灌溉则抑制根系NR、GS、GOGAT及GDH活性,降低叶片光合速率及最大光化学效率,最终导致水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率显著降低(P<0.05).在浅水对照下,NH处理可改善根系氮代谢酶活性,提高叶片光合速率及最大光化学效率,有利于水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率的提升.干湿交替灌溉下,铵硝混合处理提高了根系氮代谢酶活性,增加了叶片光合速率及最大光化学效率,提高了水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率.相关分析表明,根系GS、GOGAT及GDH活性及叶片光合速率、最大光化学效率与氮素农学效率呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的正相关关系,而非光化学猝灭系数则与氮肥吸收利用率呈显著的负相关关系(P<0.05).[结论]水稻生长期一直保持浅水层时,供应100％铵态氮可以充分发挥水肥的耦合效应,促进根系氮代谢酶活性,提高叶片的光合速率及最大光化学效率,有利于水稻的高产及氮高效利用.轻度干湿交替灌溉则以施用50％铵态氮和50％硝态氮混合氮肥最佳.