土壤酸化对双季稻根系生长与氮素吸收的影响及其机理研究

针对我国南方土壤酸化加剧，影响双季稻产量及氮素吸收的重大现实问题，以双季稻高产品种为材料，通过对土壤的不同酸化处理，系统研究双季稻各主要生育时期的根系形态（包括：根量、根粗、根体积、主根及侧根数量、根重、根长、根系解剖特征等）、根系分布、根系氧化力、根系氮素吸收特点及相关代谢酶活性（包括：硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)等）、根系生长激素(包括生长素(IAA)、赤霉素GA和细胞分裂素(CTK)等)、根系pH以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标，阐明土壤酸化对双季稻根系生长及氮素吸收的影响及其生理机制，为土壤酸化条件下双季稻的高产栽培及氮肥优化管理提供理论指导。

针对我国南方土壤酸化加剧，影响双季稻产量及氮素吸收的重大现实问题，以双季稻高产品种为材料，通过全生育期浇灌酸水进行土壤酸化处理以及苗期水培处理，研究探明了土壤酸化对双季稻根系生长、氮素吸收与产量形成的影响，并初步揭示了其作用机理。研究发现，土壤酸化严重影响双季稻根系生长，主要表现为：土壤酸化条件下双季稻生育前期根系保护酶活性升高，IAA、GA、ZR等激素含量增加，全生育期根系长度和根系活力下降，根系氮代谢相关酶活性下降；植株株高降低，生育期延长，吸氮量下降，物质生产量下降，产量降低。当土壤pH下降至5.0以下时，双季早晚稻产量下降明显，土壤酸化对双季稻的影响主要在幼穗分化期以前。不同水稻品种对土壤酸化的反应存在差异。水培试验结果还表明，与水体酸化相比，土壤酸化对水稻生长的影响更大，土壤酸化导致土壤理化性状的改变是影响水稻生长的重要原因。通过项目资助，发表论文3篇，培养硕士研究生3名，吸纳2名博士研究生参与工作，参加学术交流9人次。