硫、硅肥配施對銅脅迫下水稻鉀素吸收利用的影響畢業(yè)論文

1、JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本科畢業(yè)論文題目:硫、硅肥配施對銅脅迫下水稻鉀素吸收利用的影響學(xué)院：國土資源與環(huán)境學(xué)院姓名：學(xué)號:專業(yè)：農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境班級：2010 級指導(dǎo)教師：職稱：副教授二0一四年五月目錄摘要IAbstractII前言11、材料與方法11.1 供試材料11.2 試驗(yàn)設(shè)計21.3 測定指標(biāo)與方法 21.4有關(guān)指標(biāo)的計算方法 31.5數(shù)據(jù)處理 32結(jié)果與分析32.1硫、硅肥配施對銅脅迫下水稻K素吸收利用的影響 32.1.1 對不同生育期鉀素積累量的影響 32.1.2對不同生育期干物質(zhì)生產(chǎn)效率的影響 42.1.3 對K素籽粒生產(chǎn)效率的影響 42.2硫

2、、硅肥配施對銅脅迫下水稻K素吸收利用與產(chǎn)量形成的關(guān)系 52.2.1與有效穗和每穗實(shí)粒數(shù)的關(guān)系 52.2.2與生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量的關(guān)系 53 結(jié)論6參考文獻(xiàn)7致謝8摘要在土培盆栽條件下，研究硫、硅配施對銅脅迫下水稻鉀素吸收利用的影響。研究結(jié)果表明：（1）單施硅肥處理SoSi2和硫、硅肥配施能提高水稻鉀素積累量、 鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)效率以及籽粒生產(chǎn)效率。而硫、硅肥用量低在分蘗期作用不明顯。（2）相關(guān)分析表明水稻有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)以及生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量均與鉀 素積累量和鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)效率呈顯著或極顯著正相關(guān)。說明施用硫、硅肥提高銅脅迫下水稻鉀素積累量和鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)效率，是導(dǎo)致水稻有效穗數(shù)、每穗實(shí) 粒

3、數(shù)及增產(chǎn)的重要原因。關(guān)鍵詞：硫；硅；銅脅迫；鉀；水稻；產(chǎn)量2Effect of Sulfur and Silicon on Absorption of Potassiumin Rice Under Copper StressAbstractUn der the con diti ons of the soil pot culture, research sulfur,potassium absorpti on and utilization of rice under copper stress on silicon.The results showed that:(1)a single si

4、licon fertilizer processing SoSi2 and sulfur,and silicon applications can in crease the amount of potassium accumulati on in rice,potassium productivity and grain dry matter production efficiency.And sulfur,silicon fertilizer low in tillering obvious.(2)Correlation analysis showed that the rice pani

5、cles per panicle and biological yield and grain yield were presented with potassium and potassium accumulation of dry matter production efficiency significantly or very significantly positive correlation.Description administered sulfur,silicon on potassium and potassium accumulati on in rice dry mat

6、ter producti on efficie ncy un der copper stress is the cause of rice pani cles,a n importa nt reas on for grains per panicle and in crease product ion.Key words：sulfur;silic on; copper stress; potassium;rice; yield、尸、刖言自20世紀(jì)以來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，農(nóng)田土壤中銅污染日益加重，植物受銅毒害的報道和研究逐漸增多1-3。銅是植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素,但植物體內(nèi)銅含量過高

7、會影響植物正常的代謝功能，進(jìn)而對植物的養(yǎng)分吸收、生長和產(chǎn)量形成產(chǎn)生影響。另一方面，銅脅迫還可能通過拮抗或協(xié)同作用， 造成植 物體內(nèi)其他元素的平衡失調(diào)。眾多研究5同表明，水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量的形成與 養(yǎng)分的吸收利用關(guān)系十分的密切。鉀是水稻植株含量最豐富的主要營養(yǎng)元素之一 對提高水稻養(yǎng)分吸收利用效率、增加水稻產(chǎn)量、改善稻米品質(zhì)具有十分重要的作 用9。目前，有關(guān)土壤銅污染治理的措施有很多報道，其中利用化學(xué)改良劑穩(wěn)定 土壤中的重金屬，減少重金屬在作物中的積累，是控制土壤重金屬污染的有效手 段之一。近年來以硫肥、硅肥作為改良劑對重金屬污染土壤治理研究越來越多。 硫是植物必需的6種大量元素之一，在植物體內(nèi)的

8、含量為 3%5%,主要以半胱 氨酸和甲硫氨酸殘基形式存在于蛋白質(zhì)中10。它又能合成其他重要的生物活性 物質(zhì)、參與酶的活化等，在作物生長過程中調(diào)節(jié)植物代謝， 以減輕重金屬對植物 的毒害11。硅對于含硅高的禾本科植物（如水稻、小麥等），也是植物生長必 需營養(yǎng)元素。它是植物細(xì)胞壁的重要成分之一，在作物體內(nèi)，硅的主要作用是促 進(jìn)健康、增強(qiáng)抗性、平衡營養(yǎng)等。因此，硫、硅營養(yǎng)元素的供應(yīng)狀況可能影響到 植物對過量銅的耐性，進(jìn)而影響對養(yǎng)分的吸收。而關(guān)于硫、硅肥對銅脅迫下水稻 鉀素吸收利用及產(chǎn)量的影響鮮見報道。為此本試驗(yàn)以銅污染土及常規(guī)稻豐華占為材料，通過盆栽試驗(yàn)研究硫、硅肥配施對銅脅迫下水稻鉀素吸收利用的影響

9、。 為進(jìn)一步闡明硫、硅肥緩沖銅對水稻 毒害的機(jī)理提供理論依據(jù)，以期為銅污染區(qū)水稻生產(chǎn)提出合理的緩解銅毒施肥措 施1材料與方法1.1供試材料試驗(yàn)在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技園網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行， 供試土壤為東鄉(xiāng)銅礦附近孝崗 鎮(zhèn)張坊鄉(xiāng)被污染的水稻土耕層土樣，肥力中上，質(zhì)地為壤土，有機(jī)質(zhì)26.91g/kg，堿解氮 153.12mg/kg，速效磷 35.61mg/kg，速效鉀 103.50mg/kg, 全量銅 212. 29mg/kg,有效銅 88.30mg/kg, pH 值 4.39,有效硅 200.24 mg/kg, 有效硫 40.89 mg/kg。供試品種為豐華占，硫肥采用硫磺，其中含S 99.99%;硅肥用分析

10、純硅酸 鈉（Na?SiO3 9H2O），其中含 SiO2 21%1.2試驗(yàn)設(shè)計2 2 2本試驗(yàn)硫磺設(shè)3水平，分別為0 kg/hm、30 kg/hm、60 kg/hm，分別表 示為S。、$、S2；硅酸鈉設(shè)3水平，分別為0 g/kg、0.5 g/kg、1.0 g/kg，分別 表示為Si。、Sh、Si2，共組成9個處理（見表1）。試驗(yàn)為完全隨機(jī)設(shè)計， 重復(fù)10次，共計90盆。試驗(yàn)盆栽土壤供肥（N、P2O5、K2O）水平相同。表1試驗(yàn)設(shè)計處理S用量kg/hm 2Si用量g/kg處理S用量kg/hm 2Si用量g/kgSoSio(CK)00S1Si1300.5SoSi100.5S1Si2301.0SoS

11、i201.0S2Si1600.5S1Si0300S2Si2601.0S2Sio600試驗(yàn)盆缽為紅色塑料桶，盆口直徑30cm,底徑20cm,高25cm,每桶裝風(fēng)干土 14kg。大田育秧，2012年6月20日播種，7月23日加入氯化銅， 使土壤含銅量（以純Cu計算）達(dá)到500mg/kg （農(nóng)業(yè)用地標(biāo)準(zhǔn)值12），施入 后與盆中土攪拌均勻，盆缽?fù)撩嫔媳３炙畬?，使土壤與外源銅平衡。盆栽種 植水稻肥料用量按 N 0.18 g/kg 土、P2O5 0.1 g/kg 土、K2O 0.18 g/kg 土計算， 7月29日每盆基肥施純N 1.56g, P2O5 1.36g, K2O 1.81g及相對應(yīng)的硅酸鈉 于

12、裝好土的盆中攪拌均勻，盆缽?fù)撩嫔媳３譁\水層，7月30日移栽，每盆3穴，每穴3本，施硫磺處理移栽時用少量土與所需硫磺攪拌均勻，分三分沾 秧根移栽到盆中。8月5日分蘗肥施純N 0.51g和K2O 0.67g, 9月1日穗 肥施純N 0.51g。均以不施硫磺和硅酸鈉處理為對照，隨機(jī)排列，所用肥料 分別為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀，其他管理措施一致，灌溉水用自來水。1.3測定指標(biāo)與方法分蘗期、抽穗期、成熟期分別取樣，各處理選取長勢一致、代表性植株3穴, 將葉、莖鞘、穗分開，置于烘箱中經(jīng)105C殺青20min后，再80C烘干至恒重并稱 重，研磨后用于養(yǎng)分分析。植物K養(yǎng)分的測定采用H2SO4-H2O2消煮,火

13、焰光度法 測定13。1.4有關(guān)指標(biāo)的計算方法（1）鉀素積累總量（TKA ）=各生育期單株植株（莖鞘、葉或穗、籽粒）K積累量 的總和（2）鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)效率（KUEp ）=各生育期地上部干重/對應(yīng)時期K積累量鉀素籽粒生產(chǎn)效率（KUEg ）=稻谷產(chǎn)量/成熟期K積累量1.5數(shù)據(jù)處理應(yīng)用Microsoft Excel軟件計算分析，應(yīng)用 Origin Pro 7.0軟件作圖。應(yīng)用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析（Duncan 法）。2結(jié)果與分析2.1硫、硅肥配施對銅脅迫下水稻K素吸收利用的影響2.1.1對不同生育期鉀素積累量的影響由表2可以看出，單施硅肥處理S0Si1與對照S0Si0相比，水稻鉀素積累在抽 穗

14、期增加了 68.1%,分蘗期和成熟期分別減少了 13.1%和41.0%,差異均極顯著； 單施硅肥處理S0Si2與對照S0Si0相比，水稻鉀素積累在分蘗期、抽穗期、成熟期 分別增加了 13.1%，169.2%和45.5%，且差異極顯著。單施硫肥S1Si0與對照組S0Si0相比，水稻鉀素積累在分蘗期和成熟期分別減 少了 24.6%和12.2%，抽穗期增加了 1.1%，差異均顯著。單施硫肥處理 S2Si0與 對照組S0Si0相比，水稻鉀素積累在分蘗期、抽穗期、成熟期基本持平，差異不 顯著。硫、硅肥配施處理 S1Si1和S2Si2分蘗期、抽穗期和成熟期水稻鉀素積累均高于對照，其中處理 Si1比對照分別

15、增加8.2%、246.2%和 64.7%，處理SzSiz 增加37.7%、279.1%和 146.8%，差異均顯著。硫、硅肥配施處理$Si2和S2Si1與對照組S0Si0相比，水稻鉀素積累分蘗期差異不大，抽穗期和成熟期均高于對 照，其中處理S1Si2分別增加298.9%和86.5%，處理SzSh分別增加289%和25%， 差異均顯著。由上述分析可知，在水稻不同生育期單施硫肥30 kg/hm2，對鉀素積累量效果不明顯，甚至有抑制作用，但是施硫量為60kg/hm2，施硅量為1.0g/kg及硫、硅肥配施對水稻鉀素積累量效果最好。2.1.2對不同生育期干物質(zhì)生產(chǎn)效率的影響由表2可以看出，單施硅處理So

16、Sii、SoSi2與對照SoSio相比，水稻鉀素物質(zhì) 生產(chǎn)效率在分蘗期分別減少了 11.5%和7.79%，抽穗期和成熟期均高于對照，處 理SoSii分別增加了 6.6%和18.7%，處理SoSi2分別增加了 9.8%和53.5%，差異 均極顯著。單施硫肥S1Sio與對照組SoSio相比，水稻鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率在分蘗期和抽穗 期分別減少了 29.8%和1.9%，成熟期增加了 18.9%，僅抽穗期與對照差異不顯著。 單施硫肥處理S2Sio與對照組SoSio相比，水稻鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率在抽穗期、 成熟 期分別增加了 0.5%和15.1%，差異不顯著，但在分蘗期減少了 22.2%，差異極顯 著。硫、硅肥配

17、施處理水稻鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率在分蘗期均低于對照，減幅為6.6%22.22%，差異均顯著；而在抽穗期、成熟期水稻鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率均高于 對照，其中抽穗期增加了 7.8%16.4%,成熟期增加了 23.3%59.7%，差異均極 顯著。其中抽穗期以配施處理S2Si1增幅最大，成熟期以配施處理S1Si1效果最好。由上述分析可知，施用硫、硅肥對分蘗期鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率均低于對照， 但 能顯著提高水稻抽穗期和成熟期鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率， 其中以施硅量為1.0g/kg處 理及硫、硅肥配施提高鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率效果較好。表2硫、硅肥配施對銅脅迫下水稻不同生育期K素積累量和干物質(zhì)生產(chǎn)效率的影響處理分蘗期鉀素積累量抽穗期成

18、熟期鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率分蘗期抽穗期成熟期SoSio0.061cD0.091iG0.156fF54.54aA49.52dD74.99eFSoSi10.053eE0.153fE0.092hG48.26deBC52.80cC89.03dESoSi20.069bB0.245eD0.227dD50.29bcdBC54.40bcBC115.13abABS1Sio0.046fF0.099hG0.137gF38.30gE48.57dD89.19dES1Si10.066bBC0.315dC0.257cC48.37cdeBC55.51bAB119.77aAS1Si20.061cCD0.363aA0.291bB47.

19、52eC53.56cBC108.29bcBCS2Sio0.062cCD0.116gF0.142fgF42.42fD49.79dD86.34dES2Si10.057dDE0.354bB0.195eE50.91bB57.63aA92.50dDES2Si20.084aA0.345cB0.385aA50.65bcBC53.41cBC103.19cCD注：表（圖）中不同大小寫字母表示在O.O1和0.05水平差異顯著，下同。2.1.3對K素籽粒生產(chǎn)效率的影響由下圖1可以看出，單施硅肥處理SoSi1和SoSi2鉀素籽粒生產(chǎn)效率與對照組SoSio相比，分別增加了 315.0%和120.2%，差異均極顯著。單施

20、硫肥處理 SSio 和S2SiO鉀素籽粒生產(chǎn)效率與對照組 SoSio相比，分別增加了 166.2%和64.2%, 差異均極顯著。硫、硅肥配施處理鉀素籽粒生產(chǎn)效率與對照組 SoSio相比，增加 52.9%360.6%,差異均極顯著；其中以處理 S2Sii鉀素籽粒生產(chǎn)效率增幅最大。由上述可知，單施硅肥或硫肥均能提高鉀素籽粒生產(chǎn)效率， 但隨著硅肥或硫 肥用量的增加，鉀素籽粒生產(chǎn)效率增幅減小；硫、硅配施處理鉀素籽粒生產(chǎn)效率 都顯著增加，其中以處理S2Sii鉀素籽粒生產(chǎn)效率增幅最大。10080200$05*0 SOSli SOSrl Siao S1SI1 $1&2 $290Treaimenit圖1硫、硅

21、肥配施對銅脅迫下水稻K素籽粒生產(chǎn)效率的影響2.2硫、硅肥配施對銅脅迫下水稻K素吸收利用與產(chǎn)量形成的關(guān)系2.2.1與有效穗和每穗實(shí)粒數(shù)的關(guān)系由表3可知，有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)與抽穗期鉀素積累量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r = 0.8989和r= 0.8218，與抽穗期鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率呈顯著或極* *顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r= 0.6904和r = 0.8210，說明施用硫、硅肥顯著 提高了抽穗期水稻對K素的吸收以及K素物質(zhì)生產(chǎn)效率，進(jìn)而導(dǎo)致有效穗、每 穗實(shí)粒數(shù)的增加。2.2.2與生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量的關(guān)系由表3可知，水稻不同生育期生物產(chǎn)量與其鉀素積累量呈線性正相關(guān)， 相關(guān) 系數(shù)分別為r = 0

22、.9447、r= 0.9979和r= 0.9776，且與鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率呈極 顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r= 0.7596、r = 0.8767和r= 0.7826。說明銅脅 迫下施用硫、硅肥增加水稻生物產(chǎn)量與促進(jìn)水稻吸鉀能力密切相關(guān)。籽粒產(chǎn)量與 鉀素積累量、鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率及鉀素籽粒生產(chǎn)效率亦呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別 為r= 0.6939、匸0.8161和 匸0.3440。說明銅脅迫下施用硫、硅肥增加水稻鉀 素物質(zhì)生產(chǎn)效率是水稻產(chǎn)量提高的重要原因。表3水稻鉀素吸收與產(chǎn)量形成的相關(guān)分析分蘗期抽穗期成熟期鉀素積累量鉀素物質(zhì) 生產(chǎn)效率鉀素積累量鉀素物質(zhì) 生產(chǎn)效率鉀素積累量鉀素物質(zhì) 生產(chǎn)效率鉀素籽粒

23、生產(chǎn)效率有效穗0.30380.04370.8989*0.6904*每穗實(shí)粒數(shù)0.46760.25350.8218*0.8210*生物產(chǎn)量0.9447*0.7596*0.9979*0.8767*0.97760.7826*-0.2219籽粒產(chǎn)量0.6939*0.8161*0.34403結(jié)論（1）施用硫、硅肥在水稻分蘗期處理SoSii、SiSio和S2Sii水稻鉀素積累量略 低于對照，其他各處理均比對照高；抽穗期水稻鉀素積累量均高于對照； 成熟期 水稻鉀素積累量除處理SoSii、SiSio和S2Sio低于對照外，其他各處理均比對照高。 原因可能與水稻對鉀的吸收主要在抽穗開花前及低硫、低硅用量緩解過量

24、銅對膜 損傷作用較小而引起K+外滲損失過多。（2）施用硫、硅肥對分蘗期鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率均低于對照，但能顯著提高 水稻抽穗期和成熟期鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率，其中以施硅量為1.0g/kg處理及硫、硅肥配施提高鉀素物質(zhì)生產(chǎn)效率效果較好。（3）硫、硅肥配施可以緩解銅脅迫下水稻中鉀素籽粒生產(chǎn)效率的影響。 而硫、 硅肥配施用量低在分蘗期作用不明顯。并且在硫、硅肥配施 S2Sii可以最大程度 上緩解銅污染對農(nóng)田水稻中鉀素籽粒生產(chǎn)效率的影響。（4）相關(guān)分析表明水稻有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)以及生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量均與鉀素積累量和鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)效率呈顯著或極顯著正相關(guān)。說明施用硫、硅肥提高銅脅迫下水稻鉀素積累量和鉀素干物質(zhì)生

25、產(chǎn)效率，是導(dǎo)致水稻有效穗數(shù)、每穗 實(shí)粒數(shù)及增產(chǎn)的重要原因。參考文獻(xiàn)1 Holmgren G G S, Meyer M W, Cahney R L,eta1. Cadmium,lead,zinc,copper and nickel inagricultural soils of the Un ited States of America.J Environ Quality,1993,22:335 348.2 The Ch ina Environmental Protectio n Bureau(國 家環(huán)境保護(hù)局).GB 1561 8 一 1995. Environment quality sta

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