苦荞不同施氮量对干旱胁迫的响应

　　摘要：【目的】明確2种水分处理下小同氮肥用量对苦荞生长的影响。【方法】以苦荞品种‘晋养2号’为试验材料，研究止常供水.零氮处理( OD-ON)、止常供水.低氮处理(OD-LN)、正常供水.中氮处理(OD-MN)、正常供水-高氮处理( OD-HN)、重度干旱-零氮处理(HD-No)、重度干旱-低氮处理(HD-N1)、重度干旱-中氮处理(HD-N，)以及重度干旱一高氮处理( HD-N3)对苦荞农艺性状、根系形态和叶片抗氧化酶活性的影响。【结果】止常供水处理时，各生育期苦荞的农艺性状、根系形态指标和叶片的抗氧化酶活性随施氮量的增加均表现为先增加后降低，均以OD-MN处理显著高于其余3个处理(P<0 05);T旱胁迫时，各生育期苦荞的农艺性状、根系形态指标和叶片的抗氧化酶活性随施氮量的增加基本呈持续增加的趋势，均以HD-N3处理显著高于其余3个处理(P< 0.05)。正常供水时苦荞的产量随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势，以中氮处理最高，是小施氮处理的2.90倍;T旱胁迫时苦荞的产量则随施氮量的增加呈持续增加的趋势，以高氮处理最高，是小施氮处理的3 29倍。【结论】干旱胁迫时可通过增施氮肥( 172.413 kg·hm-2)促进苦荞的生长，是小施氮处理粒重的1.76倍、产量的3.29倍，建议在生产上使用。

　　关键词：苦荞;T旱胁迫;氮肥调控;生长发育;酶活性

　　引言

　　【研究意義】贵州省地处云贵高原，属典型的喀斯特地貌，独特的二元水文结构导使当地干旱发生频繁[1-2]，干旱已然成为限制贵州农业高产稳产的重要因素之一。苦荞(Fagopyrum)保健价值高[3-4]、生育期较短、耐冷凉和贫瘠、适应性强等特点决定了其在贵州特色农业产业中的重要地位。虽然苦荞能耐一定程度的干旱胁迫，但并非喜旱，遭遇干旱会严重影响其产量[5]。为此研究干旱胁迫下栽培措施对苦荞生长的调控机制，对指导当地苦荞高产栽培具有重要意义。【前人研究进展】干旱是影响作物生长发育及产量形成的重要非生物学胁迫之一[5]，对作物产量造成的损失超过了其非生物胁迫之和[6]。已有研究表明，干旱胁迫时苦荞的根系形态生理[5]、抗氧化酶活性[7]、地上部农艺性状[8]等均会产生影响。肥料中的氮素是植物合成蛋白质、叶绿素等物质的重要营养元素，对植物生长具有重要意义。丁红等[9]研究发现施用适量氮肥可提高干旱胁迫下花生光合作用能力和抗氧化酶活性，能对干旱胁迫起到一定的缓解作用;何梦迪等[10]研究发现增施氮肥能促进干旱胁迫下小麦根系的生长、提高根系活力，可提高小麦的抗旱能力;Lv et al.等[11]进一步研究证实增施氮肥能缓解小麦的干旱胁迫，改善籽粒灌浆。【本研究切入点】目前关于氮肥影响干旱胁迫下苦荞生长的研究较少，缺乏对整个生育期影响的报道。【拟解决的关键问题】为了明确氮肥对干旱胁迫时苦荞生长的影响，本试验以高产苦荞品种‘晋荞2号’为试验材料，设置2种处理、4种不同氮素水平，探讨氮肥用量对干旱胁迫下苦荞地上部农艺性状、根系形态生理、抗氧化酶活性和最终产量的变化，以明确氮肥对干旱胁迫下苦荞生长的影响，为苦荞的高产栽培提供科学依据。

　　1材料与方法

　　1.1试验材料

　　本试验材料是由贵州师范大学荞麦产业研究中心提供的苦荞‘晋荞2号’。

　　1.2试验设计

　　试验采用盆栽的方式进行，单个组合花盆规格为长2.4m、宽0.8m、深0.15m，供试土壤来自贵阳市修文县的田间土壤。土壤理化特性为：有效磷含量为170.46 mg·kg-l、碱解氮含量为56.21 mg·kg-l、速效钾含量为70.57 mg·kg-l、有机质45.93 g.kg-l与pH为4.95(土壤养分测定仪测定，型号：OK-Q3)。供试肥料：含P2O5为14%的过磷酸钙、含氮量为46%的尿素和含K20为60%的氯化钾。

　　采用室内盆栽控水的方法来进行模拟干旱胁迫。试验设计2个不同水分处理、4个不同梯度氮水平，共计8个处理，分别为重度干旱一零氮( HD-N0)、重度干旱一低氮( HD-N1)、重度干旱一中氮(HD-N2)、重度干旱一高氮( HD-N3)、正常供水一零氮(OD-ON)、正常供水一低氮( OD-LN)、正常供水一中氮(OD-MN)、正常供水一高氮( OD-HN)。在前期研究[12]的基础上，略作调整，其中4个不同氮梯度分别为：零氮(0kg·hm-2)、低氮(57.471 kg·hm-2)、中氮( 114.942kg·hm-2)和高氮(172.413 kg·hm -2);参考路之娟等[7]的方法及本团队预试验的结果，2个不同水分处理分别是正常供水(维持土壤水势在20～30 kPa)和重度干旱(维持土壤水势为60～-70 kPa);每个处理均重复3次，共计24个组合。磷钾肥分别以70 kg·hm-2(过磷酸钙，含P205 14%)和5 kg·hm -2(氯化钾，含K20 60%)的最适量施入[12]，将3种肥料混匀后作为基肥1次施入，整个生育期不再施肥。采用条播的播种方式，将苦荞种子均匀撒入各行中，行距为0.33 m，播种量为5 g·m-2，密度为90～100株·m-2。在苦荞播种(2019年3月30日)后，所有组别都进行常规田间管理和正常浇灌直到苦荞长出2片真叶时(2019年4月10日)，开始实施干旱处理直到成熟收获。为监测土壤水势，试验期间每组花盆插入一根负压式土壤湿度计，湿度计陶土头的深度为10～12 cm，每天7：00～8：00、12：00～13：00、17：00～18：00及时查看湿度计读数，并根据读数及时补水到设置土壤水势值，其他田间管理正常进行。

　　1.3取样及测定

　　1.3.1产量形成指标的测定 待各处理70%苦荞籽粒成熟时采收(2019年6月20日)，参考Wu等[13]的方法测定单株粒数、单株粒重、百粒重和产量。

　　1.3.2农艺性状的测定 参考Wu等[13]的方法，测定各处理苦荞不同生育期的株高、主茎节数和主茎分枝数等农艺性状。

　　1.3.3根系形态的测定 在苦荞的苗期(2019年5月10日)、开花期(2019年5月16日)、灌浆期(2019年5月27日)和成熟期(2019年6月20日)，在各处理小区中随机挖取长势相似的苦荞植株5株，挖取时尽量保持根系的完整，用剪刀从苦荞的地上部与地下部分界处剪断，洗去根部的泥土和杂质，通过MICROTEK扫描仪(型号：MRS-9600TFU2L，浙江托普仪器有限公司生产)扫描成像，并用根系分析仪(型号：GXY-A)分析根系图像，获得苦荞根系长度、体积、表面积和平均直径的形态指标[14]。

　　1.3.4抗氧化酶活性的测定 在苦荞的苗期、开花期、灌浆期和成熟期，在各处理小区中随机选取长势相似的3株苦荞，取第4节(从上往下)上叶片，参考Zhang等[15]的方法，测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶( POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。

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文章名称： 苦荞不同施氮量对干旱胁迫的响应

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