局部根系水分胁迫下氮形态对玉米幼苗光合特性的影响

本文通过测定玉米幼苗光合特性的变化来研究局部根系水分胁迫下氮形态对植物生长的影响及其机理。试验采用分根装置,聚乙二醇(PEG6000)只向一侧根室加入以模拟局部根系水分胁迫。设置3种形态氮(铵态氮;硝态氮;含铵态氮、硝态氮各为50%的混合氮),两侧根室均匀供应。水分胁迫后第4、5、7天测定玉米幼苗光合与叶绿素荧光参数、生物量等的变化。结果发现在局部根系水分胁迫时,相对于另外2种氮形态,在胁迫初期铵态氮供应的植株光合速率(Pn)、实际光化学量子产量(Yield)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)较高,玉米幼苗生长较快;而在水分胁迫第7天,铵态氮供应的植株光合速率、Yield、ETR、qP较低,叶绿素含量下降,植株生长滞缓,而硝态氮以及混合氮处理的植株生长相对加快。

局部根系水分胁迫下氮素形态对水稻幼苗生理特性和根系生长的影响

为了探讨局部根系水分胁迫下不同形态氮素对水稻幼苗氮素吸收、生理特性和根系生长的影响,以水稻品种金优402为材料,设置非胁迫、局部根系胁迫、全根胁迫3种水分条件和全硝、铵硝比为50/50、全铵3个氮素形态,采用PEG模拟水分胁迫的室内分根营养液培养方法,研究其氮素吸收和累积、光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根长、根表面积、根体积的变化规律。结果表明,在局部根系水分胁迫下,两侧根系同时供应NH_4^+-N和NO_3^--N最有利于水稻氮素的吸收和累积,两侧根系均单一供应NO_3^--N的水稻氮素吸收和累积量最少;与未受胁迫处理的水稻相比,局部根系胁迫下两侧根系同时供应NH_4^+-N和NO_3^--N的水稻光合速率受影响较小,而气孔导度和蒸腾速率则明显下降。不同氮形态处理间,两侧根系同时供应NH_4^+-N和NO_3^--N的水稻光合速率和气孔导度均为最大,单一供应NO_3^--N的最小。在所有处理中,局部根系水分胁迫下两侧根系同时供应NH_4^+-N和NO_3^--N的水稻WUE最高。在局部根系水分胁迫下,两侧同时供应NH_4^+-N和NO_3^--N的水稻根长、根表面积、根体积绝大多数大于其他2种氮素形态,且受胁迫一侧和不受胁迫一侧根系相差较小。除左右根室均单一供应NO_3^--N的水稻外,局部根系胁迫处理的根长、根表面积、根体积均大于非胁迫处理。研究结果表明,局部根系水分胁迫和氮素形态耦合可以提高水稻幼苗的水、氮素吸收。

不同水分胁迫和氮素形态对水稻生长及木质部液流离子含量的影响

为探究木质部液流离子含量调控水稻水分胁迫响应的机制,以水稻品种恒丰优华占为材料,设置非水分胁迫(-PEG)、局部根系水分胁迫(PRD)、全根水分胁迫(+PEG)3种水分条件和铵、硝配比为50/50,100/0,0/1003个氮素形态,采用PEG模拟水分胁迫的室内全根和分根营养液培养方法,研究不同水分和氮素处理植株干质量、叶绿素含量、木质部液流中K+、Ca2+和水溶性磷的变化规律。结果表明,处理5 d后,与-PEG条件相比,+PEG条件下各处理植株干质量显著下降,其中氮素形态为0/100处理下降最多,达到18.09%;PRD条件下各处理干质量下降较小,氮素形态为100/0处理仅下降了3.72%。在不同水分条件下,-PEG条件各处理的叶绿素含量最大,+PEG条件处理的最小,3种水分条件下均以100/0处理的最大,0/100处理的最小,其中处理5达到处理6的1.66倍,处理8达到处理9的2.42倍。处理5 d后,各处理植株的木质部液流钾离子含量和钙离子含量均增加,并且水分胁迫条件的处理均超过非水分胁迫条件的处理,但钾离子以+PEG条件的处理为最大,处理9比处理3提高5.48%,而钙离子则以PRD条件的处理为最大,处理4比处理1增加7.04%,在相同水分条件下,不同氮形态处理之间的钾离子及钙离子含量差异不显著。处理5 d后,试验各处理的木质部液流水溶性磷含量均下降,但-PEG条件的处理下降不显著,+PEG条件和PRD条件的处理下降显著,其中+PEG条件的处理平均下降了14.6%,+PEG和PRD 2种水分胁迫条件下均以50/50处理的降幅最小,0/100处理的降幅最大。这些结果说明,木质部液流中K+和Ca2+等参与了水稻水分胁迫响应过程。