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水稻毕业论文
题目:
土壤酸化对双季早稻氮素吸收及产量的影响
摘要
以5个早稻品种为材料,在盆栽条件下,通过不同的土壤酸化处理,研究了土壤酸化对双季早稻氮素吸收及产量的影响。
产量随着土壤pH值的降低而降低,pH降至5.5以下时,产量显著下降。
干物质积累总量随土壤pH的降低呈下降趋势,pH低于4.5时下降明显。
土壤酸化对早稻产量的影响主要表现为抑制了生育前期的干物质积累,降低了有效穗数、每穗粒数及千粒重。
土壤酸化对早稻氮素吸收总量影响不明显且存在品种差异,但对生育前期吸氮量及氮素收获指数影响较大,随着土壤pH的降低前期吸氮量及氮素收获指数逐渐降低,pH低于4.5时下降非常明显。
关键词:
土壤酸化;双季早稻;产量;氮素吸收
Abstract
In5ricevarietiesasmaterials,underpottedcondition,throughdifferentsoilacidification,studiedtheacidificationofsoilonricenitrogenuptakeandyield.YieldwithsoilpHvaluedecreased,thepHdroppedbelow5.5,productiondroppedsignificantly.TotaldrymatteraccumulationwithsoilpHdecreaseddeclinedbelow4.5,pHdecreasedobviously.Effectsofsoilacidificationonriceyieldmainlyforinhibitionoftheearlygrowthstageofdrymatteraccumulation,reducingtheeffectivepaniclenumber,grainnumberperspikeandgrainweight.Acidificationofsoilonricenitrogenuptakeamountofinfluenceisnotobviousandspeciesdifferences,butontheearlystageofnitrogenabsorptionandnitrogenharvestindexinfluence,withsoilpHdecreasedthenitrogenabsorptionandnitrogenharvestindexdecreasedgradually,pHlessthan4.5whenthedeclineisveryobvious.
Keywords:
Soilacidification;rice;yield;nitrogenabsorption.
目录
摘要3
Abstract4
1材料与方法5
1﹒1试验地点和材料5
1﹒2试验设计5
1﹒3测定指标与方法5
1﹒4数据处理及分析5
2结果与分析5
2﹒1土壤酸化对早稻产量的影响5
2﹒2土壤酸化对干物质生产的影响7
2﹒3土壤酸化对氮素吸收的影响5
3小结与讨论10
3﹒1小结10
3﹒2讨论10
参考文献13
致谢14
当前,随着人口与环境资源的矛盾日益突出,土壤酸化逐渐成为当今国际社会最引人注目的环境问题之一。
我国的酸性土壤主要分布在长江以南双季稻种植区,面积约为2.04×108hm2[1]。
众多研究表明[1-5],我国南方土壤变化整体表现为酸化,其中水稻土的pH下降幅度最大。
土壤pH是作物生长发育的重要环境因子,土壤酸化使土壤pH降低,造成土壤盐基离子大量淋失、活性铝溶出、重金属活化和生物活性降低[6]。
这必定会对农作物产生一定的影响,并最终体现在产量上。
但由于作物生长的复杂性,到目前为止还没有一个比较好的方法来计算因土壤酸化造成的作物产量的损失。
据粗略估计,酸沉降引发土壤酸化而造成水稻、玉米、小麦等农作物产量的损失在5%-15%之间。
郑有斌曾报道重庆地区酸沉降造成水稻27.7%及玉米29.6%的产量损失[7]。
福克斯[8]等对水稻耐酸性的研究表明,尽管水稻是耐酸性较强的作物,在pH5.0-6.0条件下也能正常生长,但当pH降到5.0以下时,其生长将受到严重影响,产量明显下降。
Mengel[9]等研究发现,水稻对硝态氮和铵态氮的吸收所需的最适宜pH分别是4.5-6.0和6.7-7.0。
Shu[10]等研究结果也表明,低pH值的土壤介质对水稻吸收铵态氮有极强的抑制作用。
水稻是世界三大粮食作物之一,其中双季稻产量我国水稻产量50%以上,对保障粮食安全有着重要作用。
随着我国南方土壤酸化的不断加剧,土壤酸化影响双季稻生产的问题也将会日益突出。
本试验通过不同的土壤酸化处理,研究土壤酸化对双季早稻产量和氮素吸收的影响,以期为土壤酸化条件下双季早稻生产提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验地点及材料
试验于2011年4月至11月在江西农业大学进行。
供试土壤为本校科技园内的水稻土,土壤母质为第四纪红粘土,肥力中等,土壤PH值为6.4。
供试品种有5个,分别为中嘉早17(常规稻)、淦鑫203、先农25、优I1501、金优458。
1.2试验设计
设置3个不同的酸化处理,土壤PH值分别调为3.5,4.5,5.5,以未进行酸化处理的土壤作对照,其它条件一致。
采用随机区组设计,重复10次。
试验前将土壤全部风干粉碎,并充分混匀。
每桶装土17.5㎏,施纯氮1.65g,折合尿素3.59g,按基肥:
分蘖肥:
穗肥=5:
2:
3施用;施钾(K2O)1.8g,折合氯化钾3.0g,按基肥:
分蘖肥:
穗肥=7:
0:
3施用;施磷(P2O5)量为0.9g,折合钙镁磷肥7.5g,全部作基肥施用。
于3月29日播种,4月27日移栽,每桶移栽3蔸苗,中嘉早17每蔸插4粒谷苗,其余品种每蔸插2粒谷苗。
1.3测定指标与方法
(1)干物质积累测定:
在分蘖期、分化期、抽穗期、成熟期四个生育时期,每个处理取3蔸样,按茎鞘、叶分开包扎,在105oC下杀青20分钟,再用80oC烘至恒重,冷却至室温后称重[11]。
(2)氮素含量测定:
结合干物质测定,将烘干的样品粉碎过筛,用FOSS—2300型全自动定N仪对其含氮率进行测定。
(3)产量及其构成测定:
成熟期各处理随机选取3蔸作为考种样品,考察产量构成并测定产量,重复4次。
1.4数据处理及分析
用微软办公软件Excel2003和数据处理系统DPS7.05处理数据。
2结果与分析
2.1土壤酸化对产量的影响
由表1可以看出,土壤酸化对早稻产量有重要影响,随着土壤pH值的降低,各品种产量显著降低。
当pH降至5.5以下时,产量明显下降,各处理差异达显著或极显著水平。
与对照相比,土壤酸化处理后,中嘉早17的产量依次降低了11.07%、21.69%、66.68%;淦鑫203依次降低7.86%、10.73%、45.36%;先农25依次降低4.29%、10.86%、38.77%;优I1501依次降低7.68%、12.93%、36.13%;金优458依次降低9.91%、17.46%、32.61%;各品种产量平均降低了8.15%、14.46%、43.88%。
可见,土壤酸化造成了早稻产量的严重损失。
从早稻产量构成因素上看,土壤酸化对有效穗数、每穗粒数及千粒重的影响较大,对结实率的影响规律并不明显。
有效穗数随土壤pH的降低而呈下降趋势,当pH降至4.5以下时,差异达显著或极显著水平。
每穗粒数随土壤pH的降低先增加后显著减少,除中嘉早17外,最大值均出现在pH5.5处,但与对照的差异并不显著。
随着土壤pH的降低,千粒重也呈现下降的趋势,当pH降至4.5以下时,差异达显著或极显著水平。
经相关分析表明,早稻产量与有效穗数、每穗粒数、结实率及千粒重的相关系数分别为0.8127**、0.8937**、-0.2321、0.7435**。
由此可见,土壤酸化对早稻产量的影响主要表现为降低了有效穗数、每穗粒数及千粒重。
表1土壤酸化对产量及其构成的影响
品种
处理
有效穗
(穗/蔸)
每穗
总粒数
结实率
(%)
千粒重
(g)
产量
(g/蔸)
中嘉早17
PH3.5
6.08cB
67.12dD
83.01bB
24.14cC
8.11dD
PH4.5
8.67bA
100.08cC
86.15aA
25.48bB
19.07cC
PH5.5
8.83abA
107.11bB
87.10aA
25.98aAB
21.65bB
CK
9.25aA
120.32aA
80.94cB
26.13aA
24.35aA
淦鑫203
PH3.5
7.25cB
79.09cC
93.11aA
26.60cB
14.15cC
PH4.5
9.33bA
95.83bB
89.41bB
27.30bA
23.12bB
PH5.5
9.41bA
111.25aA
84.63cC
27.35bA
23.87bB
CK
10.00aA
106.21aA
86.06cC
27.75aA
25.90aA
先农25
PH3.5
9.00bA
75.04cC
90.66aA
25.49cC
14.91cC
PH4.5
9.17abA
104.15bB
86.13bB
26.12bAB
21.71bB
PH5.5
9.25abA
113.19aA
85.38bB
26.08bB
23.30aAB
CK
9.42aA
110.76aA
86.75bB
26.69aA
24.35aA
优I1501
PH3.5
9.58bA
78.12cC
87.21aA
25.10cB
16.74dC
PH4.5
9.50abA
102.36bB
88.26aA
25.98bA
22.82cB
PH5.5
10.00aA
113.8aA
82.94bB
26.31abA
24.20bB
CK
10.00aA
112.63aA
86.83aA
26.46aA
26.21aA
金优458
PH3.5
9.08cB
75.61cB
92.22aA
25.49bB
15.89dC
PH4.5
9.17cB
110.14bA
75.64bB
25.83bAB
19.46cB
PH5.5
9.92bAB
110.03abA
73.99bB
26.24aA
21.24bAB
CK
10.58aA
112.76aA
75.17bB
26.20aA
23.58aA
2.2土壤酸化对干物质生产的影响
由表2可知,土壤酸化对早稻干物质生产的影响随生育阶段的变化而变化。
在分化期前,随着土壤pH的降低,干物质积累量呈下降趋势,pH低于4.5时下降非常明显。
在生育中期也表现出相同的变化趋势,但除中嘉早17外其余品种在pH低于4.5时下降不明显。
生育后期各处理间干物质积累量差异并不明显,但占生物总量的比例在pH低于4.5时显著增大。
随着土壤pH的降低,干物质积累总量呈下降趋势,pH低于4.5时下降明显。
可见,土壤酸化主要影响了生育前期的干物质积累,造成“前期发不起”,造成有效穗数和每穗粒数显著降低,从而不利于产量的形成。
表2土壤酸化对干物质生产的影响
品种
处理
播种-分蘖
分蘖-分化
分化—抽穗
抽穗—成熟
总量
g/蔸
%
g/蔸
%
g/蔸
%
g/蔸
%
g/蔸
中嘉早17
PH3.5
0.98
5.93
1.35
8.22
3.94
23.95
10.19
61.90
16.46
PH4.5
3.51
10.57
9.27
27.92
7.30
21.99
13.13
39.52
33.21
PH5.5
4.42
13.20
10.38
31.01
7.58
22.65
14.09
42.11
33.47
CK
4.25
11.59
10.67
29.06
8.18
22.28
13.61
37.07
36.71
淦鑫203
PH3.5
1.75
6.95
5.56
22.12
8.19
32.58
9.64
38.35
25.14
PH4.5
3.04
8.68
8.51
24.29
11.60
33.10
11.88
33.92
35.03
PH5.5
5.20
11.37
7.07
22.55
11.42
31.56
12.49
34.52
36.18
CK
4.47
10.68
11.02
26.35
10.95
26.18
15.40
36.80
41.84
先农25
PH3.5
1.90
6.71
3.30
11.65
8.11
28.65
14.01
53.00
28.32
PH4.5
3.88
11.24
7.34
21.25
11.83
34.22
11.51
33.30
34.56
PH5.5
4.09
11.22
8.19
22.46
9.64
26.44
14.54
39.89
36.45
CK
3.78
10.53
9.93
27.64
8.48
23.61
13.73
38.22
35.91
优I1501
PH3.5
1.44
5.01
2.50
8.68
10.49
36.48
14.33
49.83
28.75
PH4.5
3.74
10.51
7.72
21.68
11.68
32.79
12.48
35.02
35.62
PH5.5
3.75
10.33
8.31
22.86
10.69
29.40
13.60
37.41
36.35
CK
4.33
12.08
7.87
21.94
11.63
32.41
12.04
33.57
35.88
金优458
PH3.5
1.98
5.99
4.77
14.45
9.97
30.17
16.32
49.39
33.04
PH4.5
4.79
11.91
7.94
19.75
10.04
24.96
17.45
43.38
40.22
PH5.5
4.81
11.95
8.81
21.90
9.32
23.16
17.29
42.98
40.24
CK
4.68
11.23
10.85
26.04
10.71
25.70
15.43
37.03
41.67
2.3土壤酸化对氮素吸收的影响
由表3所示,土壤酸化对早稻各生育时期植株含氮率的影响表现为,分蘖期茎鞘、叶片含氮率均随土壤pH的降低而降低;分化期、抽穗期和成熟期植株各部位含氮率土壤pH的降低而增加,其中各品种茎鞘、叶片含氮率在pH3.5处明显高于其他处理。
从表4可以看出,土壤酸化对早稻氮素吸收总量的影响存在品种差异,中嘉早17在pH低于4.5时总吸氮量明显降低,而其余杂交品种影响并不明显。
从各生育期段的吸氮量来看,分化期前,随着土壤pH的降低呈先略升高后下降趋势,pH低于4.5时下降非常明显;生育中期吸氮量随土壤pH的降低而上升,pH低于4.5时增加明显;生育后期吸氮量也随土壤pH的降低呈上升趋势,其中中嘉早17在pH3.5处吸氮量明显大于其它处理,而杂交稻品种在各处理间差异较小。
尽管土壤酸化对早稻氮素吸收总量影响不明显,但对氮素收获指数影响较大,随着土壤pH的降低氮素收获指数逐渐降低,pH低于4.5时下降非常明显。
表3土壤酸化对植株含氮率的影响
品种
处理
分蘖期(%)
分化期(%)
抽穗期(%)
成熟期(%)
茎鞘
叶
茎鞘
叶
茎鞘
叶
穗
茎鞘
叶
穗
中嘉早17
PH3.5
2.02
3.99
2.90
4.78
1.59
4.12
1.72
1.08
2.10
1.68
PH4.5
2.33
4.48
1.52
3.58
1.06
2.94
1.39
0.59
1.08
1.22
PH5.5
2.35
4.63
1.34
2.98
1.06
2.99
1.42
0.58
1.10
1.19
CK
2.55
4.73
1.34
3.28
0.96
2.61
1.38
0.49
0.94
1.15
淦鑫203
PH3.5
2.46
4.69
2.12
4.31
1.21
3.53
1.64
0.80
1.58
1.50
PH4.5
2.50
4.73
1.48
3.37
0.85
2.47
1.24
0.52
0.88
1.23
PH5.5
2.39
4.68
1.47
3.48
1.02
2.78
1.18
0.51
0.82
1.22
CK
2.49
4.70
1.13
3.11
0.90
2.66
1.25
0.48
0.74
1.17
先农25
PH3.5
2.52
4.71
2.57
4.51
1.54
4.00
1.67
0.83
1.34
1.60
PH4.5
2.53
4.64
1.42
3.41
1.00
2.87
1.23
0.58
0.92
1.35
PH5.5
2.55
4.76
1.24
3.55
1.04
2.86
1.26
0.51
0.79
1.30
CK
2.48
4.72
1.19
3.00
0.90
2.85
1.28
0.49
0.79
1.25
优I1501
PH3.5
2.05
4.48
2.57
4.59
1.68
4.00
1.78
0.83
1.49
1.48
PH4.5
2.49
4.70
1.46
3.39
0.98
2.67
1.29
0.58
1.00
1.34
PH5.5
2.46
4.77
1.53
3.55
0.99
2.63
1.26
0.56
0.84
1.29
CK
2.31
4.69
1.17
2.98
0.94
2.52
1.23
0.52
0.88
1.20
金优458
PH3.5
2.44
4.64
2.58
4.77
1.71
3.90
1.69
0.77
1.07
1.54
PH4.5
2.41
4.61
1.27
3.01
1.14
2.92
1.34
0.58
0.85
1.32
PH5.5
2.34
4.67
1.26
3.04
1.09
3.01
1.32
0.61
0.90
1.28
CK
2.40
4.58
1.03
2.56
0.91
2.58
1.28
0.50
0.88
1.22
表4土壤酸化对氮素吸收的影响
品种
处理
播种-
分蘖
分蘖-
分化
分化-
抽穗
抽穗-
成熟
吸收
总量
N收获
指数
g/蔸
g/蔸
g/蔸
g/蔸
g/蔸
%
中嘉早17
PH3.5
0.0308
0.0562
0.0625
0.1099
0.2594
60.24
PH4.5
0.1188
0.1700
0.0375
0.0140
0.3403
69.15
PH5.5
0.1531
0.1389
0.0366
0.0122
0.3407
69.70
CK
0.1544
0.1569
0.0272
0.0098
0.3483
73.87
淦鑫203
PH3.5
0.0615
0.1640
0.0879
0.0285
0.3419
66.40
PH4.5
0.1091
0.1561
0.0427
0.0341
0.3420
71.66
PH5.5
0.1845
0.0986
0.0779
0.0143
0.3753
72.99
CK
0.1605
0.1325
0.0895
0.0059
0.3883
75.08
先农25
PH3.5
0.0675
0.1129
0.1387
0.0682
0.3873
70.60
PH4.5
0.1390
0.1121
0.0963
0.0279
0.3754
73.85
PH5.5
0.1501
0.1162
0.0778
0.0311
0.3753
77.17
CK
0.1370
0.1168
0.0699
0.0486
0.3724
78.01
优I1501
PH3.5
0.0436
0.0932
0.1547
0.0811
0.3726
66.32
PH4.5
0.1311
0.1237
0.0839
0.0478
0.3865
71.80
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CK
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金优458
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CK
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