不同磷素营养水平对水稻剑叶光合特性的影响外文翻译资料

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不同磷素营养水平对水稻剑叶光合特性的影响

[目的]为水稻的磷高效栽培调控提供科学依据。[方法]以Changbai 9(CB 9)和Jijing 81(JJ81)2个粳稻品种为试材进行盆栽试验,各品种分别设5个磷肥水平(P0～P4),在灌浆期测定剑叶净光合速率、叶色值(SPAD)、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔限制值等光合特性指标。[结果]CB 9净光合速率在P3处达到最大,并与其余各组间差异显著(Plt; 0.05);JJ81各处理组净光合速率均高于对照,并在P4处达到最大。CB 9和JJ81的SPAD值均在P3处达到最大;随着施磷量的增加,2个品种的气孔导度和蒸腾速率均表现出先增加后降低的趋势。随着施磷量的增加,CB 9的胞间CO₂浓度先降低后增加,而JJ81的胞间CO₂浓度先增加后降低。2个品种的气孔限制值变化趋势均与胞间CO₂浓度变化趋势相反。[结论]适当增施磷肥均能提高水稻剑叶光合特性,但2个品种间存在基因型差异。

关键词　磷素营养;水稻;剑叶;光合特性

磷对光合作用有显著的影响。磷可以加速光合磷酸化的光合作用,产生大量的ATP和加强光合作用和碳水化合物的合成和运动。磷可以参加大多数物质转换的光合作用。目前,在水稻光合作用中磷,氮和钾^{[1 - 2]},缺磷和低磷^[3]的交互作用的影响的研究是有限的。在缺磷的条件下，相互作用的磷肥、氮肥和钾肥可以加快水稻光合作用,光合作用下的水稻品种的不同磷效率降低。然而,很少有报告系统地研究磷对水稻光合作用特性的影响,尤其是高磷对水稻光合作用的影响。因此,作者旨在研究不同的磷营养水平的影响水稻旗叶光合作用特征为使用磷技术提供科学依据。

材料和方法

材料

实验在吉林农业科学院水稻研究所于2009年5月至10月期间进行。CB 9和JJ81作为实验材料，由吉林农业科技院水稻研究所提供。测试土壤中含有N 0.09%，K 2.66%，P 0.08%和2.10%的有机质。

实验设计

在这项研究中,使用盆栽的方法栽种水稻，塑料容器桶可以承重12公斤/桶，桶高30厘米，直径28厘米。设置5个梯度:P0(CK,0公斤/ hm² P₂O₅),P1(60公斤/ hm² P₂O₅),P2(120公斤/ hm² P₂O₅),P3(180公斤/ hm² P₂O₅)和P4(240公斤/ hm² P₂O₅)。磷肥料和土壤为基础肥料混合均匀施用一次。施用尿素用量为2.5 g /桶,硫酸钾用量1.8g /桶,钾肥的基础肥料和第一次施用比例为50%:50%,氮肥的基础肥料第一次施用和颗粒肥料的比例为4∶3∶2∶1。每个桶栽种三株水稻，每组做三组重复实验。可活动的玻璃盖可以用于防止下雨。

测定项目和方法

在水稻灌浆期间，选择均匀生长的稻剑叶在良好天气9:00 - 11:00进行测量。用美国LI-COR公司制造的li - 6400便携式光合作用测定系统测量剑叶净光合速率(Pn),气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)，测定光合作用的条件是:使用内置光源，光强度为1200mu;mol /(m 2·s),温度25℃,环境温度(25.2plusmn;0.5)℃;叶室的相对湿度(47.6plusmn;3)%;参比电池二氧化碳浓度(Ca)是350mu;mol /mol。计算气孔限制的值根据Wu Ke-ning等的方法^[4],即Ls = 1-Ci / Ca,Ca是在这个公式中CO₂浓度。使用叶绿素仪测量了叶绿素仪读数(SPAD读数)。

数据统计

处理数据采用SPSS 13和Excel2003进行单因素方差分析(方差分析)和LSD多重比较。

试验结果和分析

不同的磷营养水平对水稻剑叶净光合速率(Pn)的影响

从图1可以看到,磷对水稻剑叶净光合速率（Pn）的影响存在明显的基因型差异。CB 9的Pn的随着磷肥上涨,在P3达到最大值18.88mu;mol CO₂ /(m 2·s),与其他处理相比有显著差异（P＜0.05）；但是如果我们增加磷肥，Pn会下降，在P4显著低于其他处理和P0（CK）。 jj81的Pn随着磷施肥量的增加而增加。水稻剑叶不同磷含量对叶绿素仪读数（SPAD）有不同的影响。

从图2可以看到,CB 9和jj81 SPAD值先升高后降低随着磷肥用量的增加而增加，在P3达到最高。CB 9的SPAD读数p1,P2和P3高于P0。SPAD值急剧下降时，磷肥用量超过P3，P4，在P0达到最高；;JJ81的SPAD读数与P0相比分别在P1,P2,P3和P4增长了2.27%,6.81%,8.84%和7.71%。当磷肥的用量超过P3时SPAD值也减少,但高于P0,P1和P2。SPAD值也随磷肥用量高于P3，但高于P0，P1和P2。

不同等级的磷含量（CB 9） 不同等级的磷含量(jj 81)

不同的Pn值有不同的符号表示，P lt;0.05.下同

图1 CB 9和jj81剑叶在不同磷营养栽培下的净光合作用速率（Pn）

不同等级的磷含量（CB 9） 不同等级的磷含量(jj 81)

图2 CB 9和JJ81剑叶在不同的磷营养水平下的叶绿素仪读数(SPAD读数)

不同的磷营养水平对水稻剑叶的气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的影响

从图3可以看出，随着磷肥添加量的增加，两品种剑叶的Gs和Tr先增加后降低。CB 9的Gs 在P1,P2和P3 与P0(CK)相比分别增加2.21%,17.69%和20.33% P4下降4.16%, JJ81的Gs在 P1,P2,P3和P4分别与P0(CK)相比增加了15.53%,31.67%,60.76%和43.17%;CB 9的Tr在 P1,P2和P3与P0(CK)相比增长了0.76%,3.95%和2.28%,P4与P0相比下降了6.15%;JJ81的Tr在P1,P2,P3和P4与P0(CK)相比分别增加12.65%,25.46%、45.32%和25.46%。上述结果表明,磷的影响在JJ81 Tr高于CB 9 Tr,CB 9的Gs和Tr 在P4低于P0(CK)和其他梯度,而JJ81的Gs和Tr低于P3,P4梯度但高于P0(CK)和其他梯度。

水稻剑叶不同的磷营养水平对胞间二氧化碳浓度(Ci)和气孔限制(Ls)的影响

从图4可以看出，随着磷营养的增加，Ci存在基因型差异。CB 9 Ci在P3达到最小值（272.99mu;mol/mol），开始增加后，随着磷素营养水平的提高CB 9 Ci下降，这与净光合速率的变化趋势相反（PN）；而Ls的变化趋势与Ci相反。jj81 CI和Ls的变化趋势与CB 9 CI和LS相反。Ci先升高后降低后，随着磷素营养水平的提高，在P3达到了最高值，随着磷素营养水平的提高，LS先下降，然后上升。

不同等级的磷含量（CB 9） 不同等级的磷含量(jj 81)

图3 CB 9和jj81旗叶在不同磷营养栽培下的气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）

不同等级的磷含量（CB 9） 不同等级的磷含量(jj 81)

图4 CB 9和jj81旗叶在不同磷营养栽培下的胞间二氧化碳浓度(Ci)和气孔限制(Ls)

结论和讨论

适当添加磷营养可以提高水稻剑叶净光合速率（Pn），但当磷营养剂量超过最适宜值时，净光合速率随磷营养水平的提高而降低^[5]。磷对水稻剑叶净光合速率（Pn）的影响存在显著的基因型差异。CB 9净光合速率在P3达到最高，和其他处理差异极显著（P＜0.05）；而jj81群体净光合速率的增加与磷营养水平的提高一致。不同品种水稻最适磷素用量不同^[6]。在本实验条件下的光合特性方面，CB 9磷营养的最佳用量为P3（180kg/hm² P₂O₅）而jj 81磷营养的最佳用量高于P4（240 kg/hm² P₂O₅）。磷营养的具体剂量有待进一步研究。

磷对CB 9和jj81胞间CO₂浓度（Ci）的影响差异有显著性。研究表明，胞间CO₂浓度（Ci）与水稻旗叶净光合速率（Pn）呈极显著负相关^{[ 7 ]}。在这个实验中，胞间CO₂浓度（Ci）和净光合速率（Pn）之间存在显著的负相关关系;CB 9旗叶随着磷营养水平的提高净光合速率（Pn）增加；jj81旗叶胞间CO₂浓度（Ci）开始先增加后减少的趋势，后来随着磷营养水平的提高，胞间CO₂浓度的增加（Ci），可能是因为光合作用弱于呼吸。但光合作用强于呼吸时，磷素营养的用量大于P3（180 kg/hm²，P₂O₅）和胞间CO₂浓度（Ci）是由于光合作用消耗的CO₂浓度降低。

磷素营养适宜的添加可以提高水稻剑叶的叶绿素仪读数（SPAD）、气孔导度和^{[ 7 ]}蒸腾速率。对于CB 9和jj81剑叶在不同磷营养水平下叶绿素仪读数（SPAD）、气孔导度有一定幅度提高蒸腾速率的。研究表明：当叶绿素仪（SPAD）、气孔导度和jj81剑叶蒸腾速率下降，jj81旗叶的净光合速率（Pn）增加，这可能与减少呼吸有关。CB 9下降时，当磷素营养用量超过P3各种光合性状指标（180kg／hm ² P₂O₅），可能是因为多余的剂量的磷营养可导致叶片后期时加速衰老水稻生长和光合生理指标迅速磨损。在这个实验中，CB 9的净光合速率（PN）随Ci的减少和LS的增加而降低。我们推测，CB 9的净光合速率（Pn）的减少的主要原因，随着磷营养水平的增加，不是受气孔数量限制，而是因为气孔导度下降^{[ 8 -9]}。

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