文摘【目的】探讨不同水氮耦合对水稻根系超微结构及根系代谢特性的影响,从根尖细胞超微结构及根系活力方面阐明不同水氮组合处理在根际环境间的差异。【方法】以新稻20号为材料,进行盆栽试验,设置浅水层灌溉、轻度水分胁迫(灌1~2 cm水层,至土壤水势降到–20 k Pa再灌浅水层,如此反复)和重度水分胁迫(灌1~2 cm水层,至土壤水势降到–40 k Pa再灌浅水层,如此反复)3种灌溉方式及不施氮肥,适量氮(N 240kg/hm2)和高量氮(N 360 kg/hm2)3种氮肥水平,测定了不同处理水稻根系氧化力、根系伤流量及根系分泌有机酸总量,并观测了根系细胞超微结构。【结果】随着生育进程,根系氧化力表现为先增加后降低的趋势,在幼穗分化期达到峰值,根系伤流液及根系分泌物中有机酸总量先增加后降低,在抽穗期达到峰值。在同一氮肥水平下,轻度水分胁迫后根系细胞完整,核膜界限清晰,结构特征典型;与保持水层相比,根系氧化力及根系伤流量在分蘖盛期分别增加25.6%~32.0%及9.1%~18.8%,根系分泌有机酸总量在抽穗期前平均增加16.4%。重度水分胁迫后嗜锇体和淀粉体较多,后期细胞完全扭曲变形,细胞间隙明显增多增大、细胞器出现断裂降解,细胞基质中仅存细胞器碎片,细胞壁较完整,未出现断裂情况;与保持水层相比较,根系氧化力及根系伤流量在幼穗分化始期平均降低8.8%及25.6%,根系分泌有机酸总量平均降低22.8%。在同一灌溉方式下,适量氮处理根系细胞结构较完整,核膜较清楚,有利于根系活力的提高及根系有机酸的分泌;重施氮处理根系细胞壁和核膜降解加速。与适量氮相比,高氮处理下根系氧化力及根系伤流量在分蘖盛期至幼穗分化始期分别降低了6.6%~9.8%及7.7%~15.4%,根系分泌物中有机酸总量在抽穗前平均降低11.6%,整体上根系活力降低、有机酸的分泌量显著减少。【结论】轻度水分胁迫耦合适量氮处理的水稻根系超微结构最优,细胞结构特征典型,核膜最为清晰,细胞完整,根系代谢能力最强。表明通过适宜的水氮耦合调控,能够提高根尖细胞的生理功能,增强根系活力、促进根系有机酸的分泌,能为水稻的生长创造良好的根际环境。
