水稻适应低钾

1、水稻适应低钾胁迫的根系形态特征和生理基础水稻适应低钾胁迫的根系形态特征和生理基础 供试水稻品种为钾高效基因型闽科早和新早占、低供试水稻品种为钾高效基因型闽科早和新早占、低效基因型效基因型Mercury和和81394。 试验设试验设K0、K10、K40三个钾水平，即在每三个钾水平，即在每4L培培养液中分别加入养液中分别加入0、1.25ml和和5ml 3号水稻水培完全营养液母液号水稻水培完全营养液母液(Yoshida等，等，1975)不同供钾水平下水稻基因型根体积及根重的差异不同供钾水平下水稻基因型根体积及根重的差异充足供钾时，不同水稻基因型根体积和根重的大小顺序是闽充足供钾时，不同水稻基因型根体

2、积和根重的大小顺序是闽科早科早三阳矮三阳矮Mercury新早占，与其耐低钾能力顺序不一新早占，与其耐低钾能力顺序不一致，说明水稻适应低钾能力的大小与其根体积和根干重的绝致，说明水稻适应低钾能力的大小与其根体积和根干重的绝对值无直接相关关系。对值无直接相关关系。 在在K0处理中，由于水稻严重缺钾，无论低效基因型处理中，由于水稻严重缺钾，无论低效基因型Mercury和三阳矮还是高效基因型闽科早和新早占，其根体积和三阳矮还是高效基因型闽科早和新早占，其根体积和根重都明显减小，但低效基因型的减小幅度明显大于高效和根重都明显减小，但低效基因型的减小幅度明显大于高效基因型。基因型。 与与K40处理相比，处

3、理相比，K10处理闽科早和新早占的根体积分别增处理闽科早和新早占的根体积分别增大大22.3%和和32.7%，而，而Mercury的增幅只有的增幅只有12.2%，三阳矮则，三阳矮则几乎没有变化，说明适当缺钾能明显刺激高效水稻基因型根几乎没有变化，说明适当缺钾能明显刺激高效水稻基因型根体积的增大，而对低效基因型的影响较小。体积的增大，而对低效基因型的影响较小。不同水稻基因型根系吸收面积的差异不同水稻基因型根系吸收面积的差异 水稻根系在充足供钾时的总吸收面积和活跃吸收面积的大水稻根系在充足供钾时的总吸收面积和活跃吸收面积的大小主要决定于其遗传特性，与其耐低钾能力的大小无相关关小主要决定于其遗传特性，

4、与其耐低钾能力的大小无相关关系，但高效基因型的比吸收面积和系，但高效基因型的比吸收面积和b/a值稍高于低效基因型。值稍高于低效基因型。 与充足供钾与充足供钾(K40)相比，缺钾相比，缺钾(K0)使水稻根系总吸收面使水稻根系总吸收面积显著降低，其中钾高效基因型闽科早及新早占的降低幅积显著降低，其中钾高效基因型闽科早及新早占的降低幅度略大于低效基因型度略大于低效基因型Mercuxy及三阳矮及三阳矮;而活跃吸收面积的而活跃吸收面积的降幅差异更加明显。因此，高效基因型的降幅差异更加明显。因此，高效基因型的b/a值显著降低，值显著降低，而低效基因型而低效基因型Mercury和三阳矮则增大。和三阳矮则增大

5、。 尽管缺钾使水稻的吸收面积、根体积和根重都降低，但尽管缺钾使水稻的吸收面积、根体积和根重都降低，但其比吸收面积仍表现为降低，两类基因型相比，钾高效基其比吸收面积仍表现为降低，两类基因型相比，钾高效基因型的降低幅度大于低效基因型的降幅。因型的降低幅度大于低效基因型的降幅。低钾水平下(KIO)，尽管各基因型总吸收面积较充足供钾时的差异无明显规律，但钾低效基因型的活跃吸收面积呈明显的增大趋势，而高效基因型表现为降低的趋势。钾低效基因型的比吸收面积变化不大，高效基因型的有明显的降低。不同水稻基因型根系钾素吸收动力学特征不同水稻基因型根系钾素吸收动力学特征 Mercury和闽科早在吸收初期营养液中钾离

6、子浓度和闽科早在吸收初期营养液中钾离子浓度降低幅度较三阳矮和新早占大，这与前两者根重、吸降低幅度较三阳矮和新早占大，这与前两者根重、吸收表面积大有关。收表面积大有关。 在四个水稻基因型中，在四个水稻基因型中，Imax最大的是钾低效基因型最大的是钾低效基因型Mercury，而，而lmax最小的三阳矮亦是低效基因型，钾高效最小的三阳矮亦是低效基因型，钾高效基因型的基因型的Imax处于中间处于中间; Mereuy的的a值也最大，三阳矮的最小，也表明值也最大，三阳矮的最小，也表明K+流入流入Mercury根系的速率最大。根系的速率最大。 但是，钾低效基因型但是，钾低效基因型Mercury和三阳矮的和三

7、阳矮的Km值都大于高值都大于高效基因型闽科早和新早占，其中效基因型闽科早和新早占，其中Mercury最高。最高。 Cmin值也呈现低效基因型大于高效基因型的特点，其中值也呈现低效基因型大于高效基因型的特点，其中Mercury的的Cmin可分别高达闽科早和新早占的可分别高达闽科早和新早占的1.7和和4.6倍。倍。 Mercury的的值高达值高达0.936，而新早占只有，而新早占只有0.351。Km值值反映了根系离子转运体与反映了根系离子转运体与K+的亲和力，该值越大，说明亲的亲和力，该值越大，说明亲和力越小和力越小;而而cmin值和值和值反映水稻忍受生长介质低钾的能值反映水稻忍受生长介质低钾的能

8、力，两值越大，说明耐低钾能力越小，反之亦然。力，两值越大，说明耐低钾能力越小，反之亦然。 由于新早占的由于新早占的Km、Cmin和和值最小，说明该基因型不值最小，说明该基因型不仅对仅对K+的亲和力最大，而且耐钾贫瘠的能力也最强。的亲和力最大，而且耐钾贫瘠的能力也最强。不同水稻基因型根系对培养液不同水稻基因型根系对培养液pH影响的差异影响的差异 水稻吸收钾后，营养液的水稻吸收钾后，营养液的pH在不同高效基因型间存在极在不同高效基因型间存在极显著差异，高效基因型平均比低效基因型低显著差异，高效基因型平均比低效基因型低0.65。尽管也。尽管也有试验表明作物适应低钾胁迫性能与其质子分泌能力可能有试验表

9、明作物适应低钾胁迫性能与其质子分泌能力可能有一定的关系，但其作用机理，尤其是耐低钾与泌有一定的关系，但其作用机理，尤其是耐低钾与泌H+的因的因果关系还有待进一步研究。果关系还有待进一步研究。钾高效水稻基因型体内钾素与其它养分吸收和分配的关系钾高效水稻基因型体内钾素与其它养分吸收和分配的关系供试品种为：常规稻辐简稻供试品种为：常规稻辐简稻(钾高效基因型钾高效基因型)和和81394(钾低钾低效基因型效基因型)。 土培试验：土培试验：3个钾处理水平个钾处理水平(0，100，200mgK/kg)，以，以KCl为供试肥源为供试肥源;试验用特制水稻培养装置进行。水稻试验用特制水稻培养装置进行。水稻6叶期收获。叶期收获。各处理重复各处理重复3次。次。 大田试验：裂区设计，主处理：大田试验：裂区设计，主处理：KO(不施钾肥不施钾肥)和和Kl(施钾肥施钾肥150kgK/ha)，以，以KCl为肥源，