氮钾互作对东北粳稻叶片光合能力的影响及调控机制
水稻（OryzasativaL.）是我国最重要的粮食作物之一，具有高产稳产的特点。吉林省作为我国主要粳稻产区，地处“黄金水稻带”。粮食生产是吉林农业的首要任务，在承担国家粮食安全责任方面起到了施肥为作物生长提供了所需要的营养物质，是粮食高产和稳产的重要保障。氮和钾是水稻生长发育中所必需的大量元素。氮肥和钾肥的施用能为水稻发育提供营养，有助于水稻植株生长，促进叶片发育，提高光合能力，为水稻高产提供富足的物质基础。吉林省黑土资源丰富，氮肥施用后作物长势效果明显，而钾肥相较于氮肥价格偏高，且钾肥增产效果并不明显。因此，吉林省水稻生产过程中普遍存在着“重施氮肥、轻施钾肥”的现象。长此以往，不仅会造成资源的浪费，环境的污染，同时也会导致土壤钾库亏缺，造成土壤肥力下降和水稻减产。针对吉林省目前水稻生产中存在的施肥问题，本文通过2年大田试验系统研究了氮钾互作对水稻叶片光合能力的影响及调控机制，明确了氮钾互作条件下水稻叶片的生长发育、氮素分配及光合作用调控机制，主要研究结果如下： （1）氮钾互作显著提高了水稻产量。与不施氮肥处理相比，施用氮肥后产量分别平均提高了70.7%和72.3%；与不施钾肥处理相比，施用钾肥后产量分别平均提高了8.1%和5.6%；与不施用氮钾肥处理相比，氮钾肥配施后产量最大分别提高了105.9%和106.0%。 （2）氮钾互作优化了水稻冠层结构。在拔节期，施氮后冠层覆盖度分别平均提高了78.1%和59.1%；施钾后冠层覆盖度分别提高了13.6%和15.5%；施氮钾肥后冠层覆盖度最大分别提高了154.6%和94.3%。施氮后叶面积指数分别平均提高了62.4%和61.3%；施钾后叶面积指数分别提高了13.6%和15.5%；施氮钾肥后叶面积指数最大分别提高了115.2%和117.2%。在齐穗期，施氮后冠层覆盖度分别平均提高了78.1%和59.1%；施钾后冠层覆盖度分别提高了11.8%和8.9%；施氮钾肥后冠层覆盖度最大分别提高了154.6%和94.3%。施氮后叶面积指数分别平均提高了62.4%和61.3%；施钾后叶面积指数分别提高了13.6%和15.5%；施氮钾肥后叶面积指数最大分别提高了115.2%和117.2%。在整个水稻生育期内，施氮后水稻光合势平均提高了61.3%；施钾后水稻光合势平均提高了11.4%；氮钾肥配施后光合势最大提高了112.2%。在拔节期、孕穗期、齐穗期和收获期，施氮后水稻冠层光合有效辐射截获量分别平均提高了80.9%、36.0%、27.2%和37.0%；施钾后水稻冠层光合有效辐射截获量分别平均提高了12.8%、9.2%、6.0%和7.2%；氮钾肥配施后，冠层水稻生育期光合有效辐射截获量分别最大提高了139.9%、58.0%、45.1%和54.0%。 （3）氮钾互作提高了水稻叶片的光合能力。两年结果表明，与不施氮肥处理相比，施用氮肥后叶片氮含量、氮钾比、叶绿素含量分别平均提高了20.8%和12.5%、10.9%和8.1%、40.1%和21.9%，钾含量则分别平均降低了17.4%和19.5%。与不施钾肥处理相比，施用钾肥后叶片氮含量、氮钾比、叶绿素含量分别平均降低了10.9%和8.1%、19.3%和19.7%、13.2%和8.7%，钾含量则分别平均增加了10.4%和13.7%。与不施氮钾肥处理相比，氮钾配施后叶片净光合速率、气孔导度、最大羧化速率、最大电子传递速率、光合氮素利用率最大分别提高了25.5%和9.5%、45.6%和27.3%、24.1%和27.6%、14.0%和23.4%、35.6%和8.2%。施用氮肥后，Rubisco酶活性和含量分别平均提高了6.6%和5.6%；施用钾肥后，Rubisco酶活性和含量分别平均提高了4.1%和4.2%；施用氮钾肥后，Rubisco酶活性和含量最大分别提高了12.6%和13.4%。 （4）氮钾互作显著影响了叶片氮分配。施氮在提高了水稻拔节期叶片全氮含量和光合氮含量的同时，降低了光合氮的相对含量，更多的氮向储存氮分配，降低了叶片光合氮素利用率。施钾降低了叶片全氮含量，但促进了储存氮向光合氮的转化，提高了叶片光合氮的绝对含量和相对含量，进而提高了叶片光合氮素利用率。与不施氮肥处理相比，施氮后叶片光合氮的相对含量分别降低了10.8%和5.6%，储存氮的相对含量分别增加了20.7%和10.3%；与不施钾肥处理相比，施钾后叶片光合氮的相对含量分别增加了12.5%和13.0%，储存氮的相对含量分别降低了16.0%和18.9%。
粳稻;产量发养;氮钾互作;光合作用;调控机制
吉林农业大学
硕士
植物营养学
高强;侯文峰
2023
中文
S511.22
2023-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）