氮硒互作对寒地水稻氮吸收和转运的影响_李涛.pdf

第卷第期水 利 科 学 与 寒 区 工 程 ，年月 ，李涛，刘春梅，刘佳茵氮硒互作对寒地水稻氮吸收和转运的影响水利科学与寒区工程，（）：氮硒互作对寒地水稻氮吸收和转运的影响李涛，刘春梅，刘佳茵（黑龙江八一农垦大学 农学院，黑龙江 大庆 ）摘要：通过探讨氮硒互作对水稻氮吸收和转运的影响，明确最佳的施氮量，为农业合理施用氮肥和硒肥提供理论依 据。研 究 采 用 盆 栽 试 验 进 行，试 验 设 （）、（）、（）、（）个氮水平，孕穗期叶面喷施（），水稻孕穗后、和 后取样，研究植株与穗氮含量、氮积累、氮分配比例及氮转运的变化规律。结果表明：氮处理时，随着施氮量的增加，水稻穗和植株干物重均显著增加；氮处理时，水稻穗和植株的氮含量和氮积累随施氮量的增加而增加；硒处理时，水稻穗和植株的干物重、氮含量、氮积累量随硒浓度的增加而增加，硒处理穗的氮分配比例降低，植株的氮分配比例增加。因此，垦粳供氮水平和供硒水平分别控制在 和 时，有助于显著增加穗和植株生物量，还有助于水稻穗吸收并积累氮素，保持最佳的氮分配比例。关键词：氮硒互作；水稻；氮吸收中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：校级大学生创新创业项目（）作者简介：李涛（），男，江苏泰州人，本科生，研究方向为作物营养与施肥。：。通信作者：刘春梅（），女，黑龙江依安人，副教授，研究方向为作物营养与施肥。：。硒是人体所必需的一种微量营养元素，但却是人体自身无法合成，必须靠外界摄入的重要营养素之一。我国 的县（市）都有不同程度的缺硒，其中黑龙江省、吉林省、辽宁省等地区为严重缺硒地区。通过食物摄入是人体硒的主要来源，也是目前公认的安全健康的摄入方式。若长期从食物中摄取的硒含量不足，会使人的免疫力下降，严重时还会诱发克山病，白内障等多种疾病，甚至还会增加癌症发生的概率。而水稻作为我国主要的粮食作物，其硒含量一定程度上反映了我国人民的硒营养状况。植物硒含量不仅取决于土壤总硒含量，更取决于硒的形态与价态。研究表明亚硒酸盐与低浓度磷肥混合施用有利于促进水稻籽粒硒积累；当增施硒源为有机态硒时，硫酸根离子对植物吸收硒没有竞争性抑制作用。氮是植物生长所需最为重要的一种营养元素，施氮水平对植物生长和产量形成具有显著影响。研究表明，在营养生长阶段增施氮肥会提高茎叶中蛋白质的含量，同时会为硒在植物体内转运提供更多载体。增施氮肥影响着植物对其他营养元素的吸收，氮肥会改变土壤的氧化还原电位，进而影响硒的形态转化及其有效性。等试验研究发现，氮硫互作能明显加大氮肥的产量增加效应。而硫与硒为同族元素，硒酸盐通过根系表面硫酸盐通道进入植物体内。因此，氮硒互作可能会对水稻吸收氮和硒积累产生影响。近年来，国内外 围 绕 作 物 硒 生 物 强 化 展 开 的 研 究 较多，但有关氮硒互作对水稻氮吸收以及硒积累的影响尚未见报道。因此，本研究旨在探明氮硒互作对粮食作物水稻氮吸收及硒积累的影响，以期为合理增施氮肥和硒肥来提高水稻硒的利用率提供科学理论依据。材料与方法 材料试验采用盆栽模拟方法，在黑龙江八一农垦大学盆栽试验场进行，供试水稻品种为垦粳号。供试土壤基础肥力：有机质 ，速效钾 ，碱 解 氮 ，有 效 磷 ，。供 试 尿 素（含 ）、磷酸二铵（含 ，）和氯化钾（）均为山东宏丰源农业生产资料有限公司生产，亚硒酸钠（化学试剂）购自山西同杰化学试剂有限公司。方法试验设个氮水平，分别为 （）、（）、（）、（）；每 个 氮 水 平 又 设 （）、（）个硒水平，共个处理，每个处理重复 次。试验采用直径 、高 塑料桶，每桶装土 。施肥量：，。氮肥按基肥分蘖肥穗肥为比例施用，磷肥和钾肥以基肥方式一次性施用。移栽前，先用水泡土，将基肥施入土中混匀。按每平方米保苗 株计算，并考虑盆栽模拟条件，为避免植株彼此遮光，因此每盆栽水稻穴，每穴株。孕穗期叶面喷施亚硒酸钠，空白喷清水。样品制备和氮含量的测定孕穗期开始后，取样，将植株和穗分开，分别用自来水、蒸馏水和去离子水清洗，于 下杀青，下烘干至恒重后，用万分之一电子天平称其干重。将植株和穗用不锈钢高速粉碎机分别粉碎，过 筛子，装袋备用。将样品置于 室温下平衡水分，放入 烘箱中连续干燥。用万分之一电子天平称取 放入 消煮管中，作为消煮液，消煮至溶液完全澄清，定容、摇匀后待用。吸取 消煮液，采用 定氮仪测定全氮含量。并计算各器官氮积累量、氮分配比例、氮转运率。土壤基础肥力测定碱解氮测定采用碱解扩散法；有效磷测定采用 浸提钼锑抗比色法；速效钾测定采用火焰光度法；有机质测定采用丘林法；采用酸度计法。数据处理方法试 验 数 据 采 用 和 软件进行统计与分析。（）穗（植株）穗（植株）穗植株 （）（）式中：为 氮 积 累 量，株；为 干 物 质 重，株；为氮含量，；穗（植株）为穗（植株）氮分配比例，；为氮积累转运率，；，分别为孕穗后 氮积累量，孕穗后 氮积累量，株。结果与分析 氮硒互作对水稻干物重的影响由表可知，不同生育时期，相同 浓度处理下，随着施氮量的增加，植株和穗的干物重均表现为先增加后下降的趋势，处理间差异显著。表不同氮硒水平对水稻干物重的影响株处理 植株穗植株穗植株穗 注：图中不同的字母表示差异显著（）。下同水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷 处 理 下，与 处 理 相 比，处 理 孕 穗 后、和 植株干物重分别增加了 、和 ；处理孕穗后、和 穗 干 物 重 分 别 增 加 了 、和 。处理下，与 处理相比，处理孕穗后、和 植株干物重分别增加了 、和 ；处 理 孕 穗 后、和 穗干物重分别增加了 、和 。同一氮水平下，施硒处理各时期植株和穗干物重均呈现增加趋势，其中 处理时，与 相比，处理孕穗后、和 植株干物重分别增加了 、和 ；处理孕穗后、和 穗干物重分别增加了 、和 。氮硒互作对水稻氮含量、氮积累和氮转运特性的影响 氮硒互作对水稻氮含量的影响由表可知，不同生育时期，相同 浓度处理下，随着施氮量的增加，植株和穗氮含量均呈现增加趋势。处理下，与 处理相比，处理孕穗后、和 植株氮含量分别增加了 、和 ，处 理间差 异显著；处理孕穗后、和 穗氮含量分别增加了 、和 ，处理间差异显著。处理下，与 处理相比，处理孕穗后、和 植株氮含量分别增加了 、和 ，处理间差异显著；处理孕穗后、和 穗氮含量分别增加了 、和 ，处理 间差 异显著。同一氮水平下，施硒处理各时期植株和穗氮含量均呈现增加趋势，其中，处理下植株和穗氮含量最高，与 相比，处理孕穗后、和 植 株 氮 含 量 分 别 增 加 了 、和 ；处理孕穗后、和 穗 氮 含 量 分 别 增 加 了 、和 。表不同氮硒水平对水稻氮含量的影响处理 植株穗植株穗植株穗 氮硒互作对水稻氮积累的影响由表可知，孕穗后，氮积累的顺序为穗植株，其他时期氮积累顺序为穗植株。不同生育时期，相同 浓度处理下，随着施氮量的增加，植株和穗的氮积累量均表现逐渐增加的趋势。处理下，与 处理相比，处理孕穗后、和 植 株 氮 积 累 量 分 别 增 加 了 、和 ，处理间差异显著；处理孕穗后、和 穗氮积累量分别增加了 、和 ，处理间差异显著。处理下，与 处理相比，处理孕穗后、和 植株氮积累量分别增加了 、和 ，处理间差异显著；处理孕穗后、和 穗氮积累量分别增加了 、和 ，处理间差异显著。同一氮水平下，施硒处理各时期植株和穗氮积累量均呈现增加趋势，其中 处理时，与 相比，处理孕穗后、和 植株氮积累分别增加了 、和 ；处理孕穗后、和 穗氮积累分别增加了 、和 。第期李涛，等氮硒互作对寒地水稻氮吸收和转运的影响表不同氮硒水平对水稻氮积累的影响株处理 总量植株穗植株穗植株穗植株穗 氮硒互作对水稻氮分配和移动特性的影响相同硒浓度下，孕穗后 和，随着施氮量的增加，植株氮分配比逐渐增加，而穗氮分配比例下降。孕穗后，随着硒浓度的增加，植株氮分配比呈先增加后下降趋势，而穗氮分配比呈相反趋势，水平下，与 相比，处理植株氮分配比例增加了 ；水平下，与 相比，处理植株氮分配比例增加了 。由表可知，相同一氮水平下，施硒 和 处理时，各时期植株氮分配比呈现增加趋势，穗氮分配比呈现降低趋势，其中 处理时，与 相比，处理孕穗后，和 植株氮分配比分别增加了 、和 ；处理孕穗后，和 穗氮分配比分别降低了 、和 。不同氮硒水平对水稻氮分配比影响见表。由图可知，植株氮积累转运率随施氮量的增加而先下降后上升，与 处理下，均在 水平达最大值，较 水平 分 别 升 高 了 、。植株氮移动率随施硒量的增加而增 加，处理 下，处 理 较 处 理 氮 移 动 率 增 加了 。图不同氮硒水平对植株氮积累转移的影响表不同氮硒水平对水稻氮分配比影响处理 植株穗植株穗植株穗 水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷讨论与结论合理增施氮肥和硒肥有利于植物的生长。陈玉鹏等 的研究表明，在硒水平（）下，提高氮水平增加了小麦地上部的生物量。宋晓 珂 等 的 研 究 表 明，浓 度 在 ，高供氮水平青稞各器官生物量较低供氮水平增长了 。本试验结果表明，随着施氮量的增加，穗和植株干物重均呈现先升高后降低的趋势，这可能是由于氮浓度过高导致水稻生物量下降，两种硒水平下穗和植株均在 处取得峰值，且与 呈显著性差异。试验还表明，相同氮水平下施硒提高了水稻穗和植株的干物重。硒元素在植物体内与其他营养元素之间既可能是拮抗关系也可能是协同关系。增施硒肥减少了小麦植株中的氮含量，而肖利杰等 发现，水稻各器官氮含量随硒元素的吸收而增加。本试验结果表明，相同氮水平下增施硒肥可增加水稻穗和植株氮含量。柳金来等 的研究发现，施用 氮肥时，水稻植株体内全氮含 量 随 氮 肥 施 用 量 的 增 加 而 提 高，超 过 则下降。但本试验结果表明，氮肥用量在 时，水稻穗和植株氮含量随施氮量的增加而增加，分析其原因第一由于硒肥促进了水稻对氮的吸收，第二本试验采用的供试品种在盆栽条件下，对氮吸收能力超出试验所设氮肥浓度，潜在的氮肥最高施用点没能出现，后期我们将继续进行研究。本试验结果表明，孕穗后 ，相同氮水平下，处理较 处理水稻穗和植株氮积累量均有增长；处理下，氮浓度在 时，水稻穗和植株氮积累随施氮量的增加而增加。试验还表明，孕穗后，氮分配比例穗植株，孕穗后 ，分配比例穗植株，孕穗后 时穗氮分配比例远远大于植株，说明水稻生长前期植株吸收的氮素大多数均转运到了穗。相同氮水平下，供硒可以提高水稻植株中氮的移动率。与 处理时，植株氮移动率均在 水平达最大值。因此，本试验条件下，垦粳供氮水平和供硒水平分别控制在 和 效果较好，不仅能显著增加穗和植株生物量，还有助于水稻穗吸收并积累氮素，保持最佳的氮分配比例。参考文献：吴永尧硒的多重生物学功能及对人和动物健康的影响湖南农业大学学报，（）：王瑞昕磷素营养和水分管理对水稻吸收积累硒的影响重庆：西南大学，李 娟氮硫硒影响叶用芥菜品质及抗氧化能力的生理机制研究浙江：浙江大学，（）：陈玉鹏氮素对小麦硒吸收、转运及分配动态变化特征的影响陕西：西北农林科技大学，（）：，（），（）：王彤，周晨霓，吴长龙小麦农艺硒强化研究进展黑龙江农业科学，（）：，李琳玲，张国际，郭杰，等植物对硒的吸收和代谢研究进展及对富硒种植业发展的启示湖北农业科学，（）：姜英荞麦硒生物强化及植物硒代谢关键酶 特性研究北京：中国农业大学，鲍士旦土壤农化分析北京：中国农业出版社，郭九信，冯绪猛，胡香玉，等氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量 及 效 益 的 影 响 作 物 学 报，（）：陈玉鹏，彭琴，梁东丽，等施氮对小麦硒（）吸收、转运和分配的影响环境科学，（）：宋晓珂，李宗仁，王金贵施氮对青稞硒吸收、转运和分配的影响土壤通报，（）：周文美硒对水稻生长、根系活性及籽粒性状的影响贵州农业科学，（）：肖利杰，刘春梅，李梅，等施硒对水稻硒氮磷钾含量及产量的影响安徽农业科学，（）：柳金来，宋继娟，李福林，等氮肥施用量对水田土壤肥力和水稻植株养分含量及产量的影响农业与技术，（）：第期李涛，等氮硒互作对寒地水稻氮吸收和转运的影响