硫、硅肥配施对铜胁迫下水稻钾素吸收利用的影响毕业论文

1、JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本科毕业论文题目:硫、硅肥配施对铜胁迫下水稻钾素吸收利用的影响学院：国土资源与环境学院姓名：学号:专业：农业资源与环境班级：2010 级指导教师：职称：副教授二0一四年五月目录摘要IAbstractII前言11、材料与方法11.1 供试材料11.2 试验设计21.3 测定指标与方法 21.4有关指标的计算方法 31.5数据处理 32结果与分析32.1硫、硅肥配施对铜胁迫下水稻K素吸收利用的影响 32.1.1 对不同生育期钾素积累量的影响 32.1.2对不同生育期干物质生产效率的影响 42.1.3 对K素籽粒生产效率的影响 42.2硫

2、、硅肥配施对铜胁迫下水稻K素吸收利用与产量形成的关系 52.2.1与有效穗和每穗实粒数的关系 52.2.2与生物产量、籽粒产量的关系 53 结论6参考文献7致谢8摘要在土培盆栽条件下，研究硫、硅配施对铜胁迫下水稻钾素吸收利用的影响。研究结果表明：（1）单施硅肥处理SoSi2和硫、硅肥配施能提高水稻钾素积累量、 钾素干物质生产效率以及籽粒生产效率。而硫、硅肥用量低在分蘖期作用不明显。（2）相关分析表明水稻有效穗数、每穗实粒数以及生物产量和籽粒产量均与钾 素积累量和钾素干物质生产效率呈显著或极显著正相关。说明施用硫、硅肥提高铜胁迫下水稻钾素积累量和钾素干物质生产效率，是导致水稻有效穗数、每穗实 粒

3、数及增产的重要原因。关键词：硫；硅；铜胁迫；钾；水稻；产量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世纪以来，随着工农业生产的迅速发展，农田土壤中铜污染日益加重，植物受铜毒害的报道和研究逐渐增多1-3。铜是植物生长发育必需的营养元素,但植物体内铜含量过高

7、会影响植物正常的代谢功能，进而对植物的养分吸收、生长和产量形成产生影响。另一方面，铜胁迫还可能通过拮抗或协同作用， 造成植 物体内其他元素的平衡失调。众多研究5同表明，水稻生长发育、产量的形成与 养分的吸收利用关系十分的密切。钾是水稻植株含量最丰富的主要营养元素之一 对提高水稻养分吸收利用效率、增加水稻产量、改善稻米品质具有十分重要的作 用9。目前，有关土壤铜污染治理的措施有很多报道，其中利用化学改良剂稳定 土壤中的重金属，减少重金属在作物中的积累，是控制土壤重金属污染的有效手 段之一。近年来以硫肥、硅肥作为改良剂对重金属污染土壤治理研究越来越多。 硫是植物必需的6种大量元素之一，在植物体内的

8、含量为 3%5%,主要以半胱 氨酸和甲硫氨酸残基形式存在于蛋白质中10。它又能合成其他重要的生物活性 物质、参与酶的活化等，在作物生长过程中调节植物代谢， 以减轻重金属对植物 的毒害11。硅对于含硅高的禾本科植物（如水稻、小麦等），也是植物生长必 需营养元素。它是植物细胞壁的重要成分之一，在作物体内，硅的主要作用是促 进健康、增强抗性、平衡营养等。因此，硫、硅营养元素的供应状况可能影响到 植物对过量铜的耐性，进而影响对养分的吸收。而关于硫、硅肥对铜胁迫下水稻 钾素吸收利用及产量的影响鲜见报道。为此本试验以铜污染土及常规稻丰华占为材料，通过盆栽试验研究硫、硅肥配施对铜胁迫下水稻钾素吸收利用的影响

9、。 为进一步阐明硫、硅肥缓冲铜对水稻 毒害的机理提供理论依据，以期为铜污染区水稻生产提出合理的缓解铜毒施肥措 施1材料与方法1.1供试材料试验在江西农业大学科技园网室内进行， 供试土壤为东乡铜矿附近孝岗 镇张坊乡被污染的水稻土耕层土样，肥力中上，质地为壤土，有机质26.91g/kg，碱解氮 153.12mg/kg，速效磷 35.61mg/kg，速效钾 103.50mg/kg, 全量铜 212. 29mg/kg,有效铜 88.30mg/kg, pH 值 4.39,有效硅 200.24 mg/kg, 有效硫 40.89 mg/kg。供试品种为丰华占，硫肥采用硫磺，其中含S 99.99%;硅肥用分析

10、纯硅酸 钠（Na?SiO3 9H2O），其中含 SiO2 21%1.2试验设计2 2 2本试验硫磺设3水平，分别为0 kg/hm、30 kg/hm、60 kg/hm，分别表 示为S。、$、S2；硅酸钠设3水平，分别为0 g/kg、0.5 g/kg、1.0 g/kg，分别 表示为Si。、Sh、Si2，共组成9个处理（见表1）。试验为完全随机设计， 重复10次，共计90盆。试验盆栽土壤供肥（N、P2O5、K2O）水平相同。表1试验设计处理S用量kg/hm 2Si用量g/kg处理S用量kg/hm 2Si用量g/kgSoSio(CK)00S1Si1300.5SoSi100.5S1Si2301.0SoS

11、i201.0S2Si1600.5S1Si0300S2Si2601.0S2Sio600试验盆钵为红色塑料桶，盆口直径30cm,底径20cm,高25cm,每桶装风干土 14kg。大田育秧，2012年6月20日播种，7月23日加入氯化铜， 使土壤含铜量（以纯Cu计算）达到500mg/kg （农业用地标准值12），施入 后与盆中土搅拌均匀，盆钵土面上保持水层，使土壤与外源铜平衡。盆栽种 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 土计算， 7月29日每盆基肥施纯N 1.56g, P2O5 1.36g, K2O 1.81g及相对应的硅酸钠 于

12、装好土的盆中搅拌均匀，盆钵土面上保持浅水层，7月30日移栽，每盆3穴，每穴3本，施硫磺处理移栽时用少量土与所需硫磺搅拌均匀，分三分沾 秧根移栽到盆中。8月5日分蘖肥施纯N 0.51g和K2O 0.67g, 9月1日穗 肥施纯N 0.51g。均以不施硫磺和硅酸钠处理为对照，随机排列，所用肥料 分别为尿素、钙镁磷肥和氯化钾，其他管理措施一致，灌溉水用自来水。1.3测定指标与方法分蘖期、抽穗期、成熟期分别取样，各处理选取长势一致、代表性植株3穴, 将叶、茎鞘、穗分开，置于烘箱中经105C杀青20min后，再80C烘干至恒重并称 重，研磨后用于养分分析。植物K养分的测定采用H2SO4-H2O2消煮,火

13、焰光度法 测定13。1.4有关指标的计算方法（1）钾素积累总量（TKA ）=各生育期单株植株（茎鞘、叶或穗、籽粒）K积累量 的总和（2）钾素干物质生产效率（KUEp ）=各生育期地上部干重/对应时期K积累量钾素籽粒生产效率（KUEg ）=稻谷产量/成熟期K积累量1.5数据处理应用Microsoft Excel软件计算分析，应用 Origin Pro 7.0软件作图。应用DPS软件进行数据方差分析（Duncan 法）。2结果与分析2.1硫、硅肥配施对铜胁迫下水稻K素吸收利用的影响2.1.1对不同生育期钾素积累量的影响由表2可以看出，单施硅肥处理S0Si1与对照S0Si0相比，水稻钾素积累在抽 穗

14、期增加了 68.1%,分蘖期和成熟期分别减少了 13.1%和41.0%,差异均极显著； 单施硅肥处理S0Si2与对照S0Si0相比，水稻钾素积累在分蘖期、抽穗期、成熟期 分别增加了 13.1%，169.2%和45.5%，且差异极显著。单施硫肥S1Si0与对照组S0Si0相比，水稻钾素积累在分蘖期和成熟期分别减 少了 24.6%和12.2%，抽穗期增加了 1.1%，差异均显著。单施硫肥处理 S2Si0与 对照组S0Si0相比，水稻钾素积累在分蘖期、抽穗期、成熟期基本持平，差异不 显著。硫、硅肥配施处理 S1Si1和S2Si2分蘖期、抽穗期和成熟期水稻钾素积累均高于对照，其中处理 Si1比对照分别

15、增加8.2%、246.2%和 64.7%，处理SzSiz 增加37.7%、279.1%和 146.8%，差异均显著。硫、硅肥配施处理$Si2和S2Si1与对照组S0Si0相比，水稻钾素积累分蘖期差异不大，抽穗期和成熟期均高于对 照，其中处理S1Si2分别增加298.9%和86.5%，处理SzSh分别增加289%和25%， 差异均显著。由上述分析可知，在水稻不同生育期单施硫肥30 kg/hm2，对钾素积累量效果不明显，甚至有抑制作用，但是施硫量为60kg/hm2，施硅量为1.0g/kg及硫、硅肥配施对水稻钾素积累量效果最好。2.1.2对不同生育期干物质生产效率的影响由表2可以看出，单施硅处理So

16、Sii、SoSi2与对照SoSio相比，水稻钾素物质 生产效率在分蘖期分别减少了 11.5%和7.79%，抽穗期和成熟期均高于对照，处 理SoSii分别增加了 6.6%和18.7%，处理SoSi2分别增加了 9.8%和53.5%，差异 均极显著。单施硫肥S1Sio与对照组SoSio相比，水稻钾素物质生产效率在分蘖期和抽穗 期分别减少了 29.8%和1.9%，成熟期增加了 18.9%，仅抽穗期与对照差异不显著。 单施硫肥处理S2Sio与对照组SoSio相比，水稻钾素物质生产效率在抽穗期、 成熟 期分别增加了 0.5%和15.1%，差异不显著，但在分蘖期减少了 22.2%，差异极显 著。硫、硅肥配

17、施处理水稻钾素物质生产效率在分蘖期均低于对照，减幅为6.6%22.22%，差异均显著；而在抽穗期、成熟期水稻钾素物质生产效率均高于 对照，其中抽穗期增加了 7.8%16.4%,成熟期增加了 23.3%59.7%，差异均极 显著。其中抽穗期以配施处理S2Si1增幅最大，成熟期以配施处理S1Si1效果最好。由上述分析可知，施用硫、硅肥对分蘖期钾素物质生产效率均低于对照， 但 能显著提高水稻抽穗期和成熟期钾素物质生产效率， 其中以施硅量为1.0g/kg处 理及硫、硅肥配施提高钾素物质生产效率效果较好。表2硫、硅肥配施对铜胁迫下水稻不同生育期K素积累量和干物质生产效率的影响处理分蘖期钾素积累量抽穗期成

18、熟期钾素物质生产效率分蘖期抽穗期成熟期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（图）中不同大小写字母表示在O.O1和0.05水平差异显著，下同。2.1.3对K素籽粒生产效率的影响由下图1可以看出，单施硅肥处理SoSi1和SoSi2钾素籽粒生产效率与对照组SoSio相比，分别增加了 315.0%和120.2%，差异均极显著。单施

20、硫肥处理 SSio 和S2SiO钾素籽粒生产效率与对照组 SoSio相比，分别增加了 166.2%和64.2%, 差异均极显著。硫、硅肥配施处理钾素籽粒生产效率与对照组 SoSio相比，增加 52.9%360.6%,差异均极显著；其中以处理 S2Sii钾素籽粒生产效率增幅最大。由上述可知，单施硅肥或硫肥均能提高钾素籽粒生产效率， 但随着硅肥或硫 肥用量的增加，钾素籽粒生产效率增幅减小；硫、硅配施处理钾素籽粒生产效率 都显著增加，其中以处理S2Sii钾素籽粒生产效率增幅最大。10080200$05*0 SOSli SOSrl Siao S1SI1 $1&2 $290Treaimenit图1硫、硅

21、肥配施对铜胁迫下水稻K素籽粒生产效率的影响2.2硫、硅肥配施对铜胁迫下水稻K素吸收利用与产量形成的关系2.2.1与有效穗和每穗实粒数的关系由表3可知，有效穗、每穗实粒数与抽穗期钾素积累量呈极显著正相关，相关系数分别为r = 0.8989和r= 0.8218，与抽穗期钾素物质生产效率呈显著或极* *显著正相关，相关系数分别为r= 0.6904和r = 0.8210，说明施用硫、硅肥显著 提高了抽穗期水稻对K素的吸收以及K素物质生产效率，进而导致有效穗、每 穗实粒数的增加。2.2.2与生物产量、籽粒产量的关系由表3可知，水稻不同生育期生物产量与其钾素积累量呈线性正相关， 相关 系数分别为r = 0

22、.9447、r= 0.9979和r= 0.9776，且与钾素物质生产效率呈极 显著正相关，相关系数分别为r= 0.7596、r = 0.8767和r= 0.7826。说明铜胁 迫下施用硫、硅肥增加水稻生物产量与促进水稻吸钾能力密切相关。籽粒产量与 钾素积累量、钾素物质生产效率及钾素籽粒生产效率亦呈正相关，相关系数分别 为r= 0.6939、匸0.8161和 匸0.3440。说明铜胁迫下施用硫、硅肥增加水稻钾 素物质生产效率是水稻产量提高的重要原因。表3水稻钾素吸收与产量形成的相关分析分蘖期抽穗期成熟期钾素积累量钾素物质 生产效率钾素积累量钾素物质 生产效率钾素积累量钾素物质 生产效率钾素籽粒

23、生产效率有效穗0.30380.04370.8989*0.6904*每穗实粒数0.46760.25350.8218*0.8210*生物产量0.9447*0.7596*0.9979*0.8767*0.97760.7826*-0.2219籽粒产量0.6939*0.8161*0.34403结论（1）施用硫、硅肥在水稻分蘖期处理SoSii、SiSio和S2Sii水稻钾素积累量略 低于对照，其他各处理均比对照高；抽穗期水稻钾素积累量均高于对照； 成熟期 水稻钾素积累量除处理SoSii、SiSio和S2Sio低于对照外，其他各处理均比对照高。 原因可能与水稻对钾的吸收主要在抽穗开花前及低硫、低硅用量缓解过量

24、铜对膜 损伤作用较小而引起K+外渗损失过多。（2）施用硫、硅肥对分蘖期钾素物质生产效率均低于对照，但能显著提高 水稻抽穗期和成熟期钾素物质生产效率，其中以施硅量为1.0g/kg处理及硫、硅肥配施提高钾素物质生产效率效果较好。（3）硫、硅肥配施可以缓解铜胁迫下水稻中钾素籽粒生产效率的影响。 而硫、 硅肥配施用量低在分蘖期作用不明显。并且在硫、硅肥配施 S2Sii可以最大程度 上缓解铜污染对农田水稻中钾素籽粒生产效率的影响。（4）相关分析表明水稻有效穗数、每穗实粒数以及生物产量和籽粒产量均与钾素积累量和钾素干物质生产效率呈显著或极显著正相关。说明施用硫、硅肥提高铜胁迫下水稻钾素积累量和钾素干物质生

25、产效率，是导致水稻有效穗数、每穗 实粒数及增产的重要原因。参考文献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(国 家环境保护局).GB 1561 8 一 1995. Environment quality sta

26、ndard for soilS. Beijing : The Standard Press of China, 1995.3 Xu J K,Yang I X,Wang Z Q,et a1. Toxicity of copper on rice growth and accumulation of copper in rice grain in copper con tam inan ts ted soilJ. Chemosphere,2006,62:602 607.4 高拯民.中国百科全书环境科学卷M.北京：中国大百科出版社，1983: 383 3861.5 Yang L X ， Huang

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