植物营养与肥料学报2017,23(3):811-820 Jourmal of Plant Nutrition and Fertilizer
doi: 10.11674/zwyf.16291 http://www.plantnutrifert.org
不同水氮条件下水稻根系超微结构及根系活力差异
徐国伟12，孙会忠，陆大克，王贺正，李友军
（1河南科技大学农学院，河南洛阳471003；2扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州225009）摘要：【目的】探讨不同水氮耦合对水稻根系超微结构及根系代谢特性的影响，从根尖细胞超微结构及根系活力方面阐明不同水氮组合处理在根际环境间的差异。【方法】以新稍20号为材料，进行盆栽试验，设置浅水层溉、轻度水分胁迫(灌12cm水层，至土壤水势降到-20kPa再灌浅水层，如此反复)和重度水分胁迫（灌 1～2cm水层，至土壤水势降到-40kPa再灌浅水层，如此反复）3种灌溉方式及不施氮肥，适量氮(N240 kg/hm"）和高量氮(N360kg/hm")3种氮肥水平，测定了不同处理水霜根系氧化力、根系伤流量及根系分泌有机
酸总量，并观测了根系细胞超微结构。
【结果】随着生育进程，
，根系氧化力表现为先增加后降低的趋势，在幼
穗分化期达到峰值，根系伤流液及根系分泌物中有机酸总量先增加后降低，在抽穗期达到峰值。在同一氮肥水平下，轻度水分胁迫后根系细胞完整，
，结构特征典型；与保持水层相比，根系氧化力及根系伤
核膜界限清晰，
流量在分集盛期分别增加25.6%~32.0%及9.1%~18.8%
度水分胁迫后嗜饿体和淀粉体较多
根系分泌有机酸总量在抽穗期前平均增加16.4%。重
后期细胞完全扭曲变形
细胞间隙明显增多增大、细胞器出现断裂降解，
细胞基质中仅存细胞器碎片，细胞壁较完整，未出现断裂情况；与保持水层相比较，根系氧化力及根系伤流量
在幼稳分化始期平均降低8.8%及25.6% 理根系细胞结构较完整，核膜较清寿
核膜降解加速。与适量氨 6.6%9.8%
酸的分泌量显著减少。
限系开必有股品重平购降低22.8%。
利
根系活力的提高需及
在同一灌溉方式下，适量氮处
机酸的分设
重施氮处理根系细胞壁和穗分化始期分别降低了
均降低11.6%，整体上根系活力降低、有机
【结论】轻度水分胁追耦合适量氮处理的水霜根系超微结构最优，
细胞结构特征典型，
核膜最为清晰，细胞完整、
根系代谢能力最强。
表明通过适宜的水氮耦合调控，能够提高根尖细胞的生理功
能，增强根系活力、促进根系有机酸的分泌，能为水稻的生长创造良好的根际环境。关键词：水稻；水氮耦合：根系超微结构；根系活力；有机酸
Differences in ultrastructure and activity of rice roots under different irrigation
andnitrogensupplylevels
XU Guo-wei', SUN Hui-zhong', LU Da-ke', WANG He-zheng', LI You-jun"
( I Agricultural College, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471003, China; 2 Key Laboratory of Crop
Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225009, China)
Abstract:【Objectives】This study observed root ultrastructure and mcasured metabolism of japonica rice under different irrigation and nitrogen supply levels to help understanding the mechanism of suitable irrigation and nitrogen fertilization coupling in yield increase ofrice.【Methods】 A pot experiment was conducted using a mid-season japonica rice cultivar of Xindao 20 as tested material in 2014 and 2015. Three nitrogen levels of 0, 240 and 360 kg/hm' and three irrigation regimes, including submerged irrigation, alternative wetting and moderate drying (20 kPa) and alternative wetting and severe drying (40 kPa) were designed. The root activity, root bleeding and total organic acid content in roots were measured, and root tip ultrastructure was scanned. [ Results ] With the elongation of rice growth, the root oxidation was increased firstly and then
收稿日期：201607-25
接妥日期：20161202
基金项目：国家自然科学基金项目（U1304316）；江苏省作物栽培生理重点实验室开放基金（027388003K11009）；河南省教育厅科学
技术研究重点项目（13A210266）资助。
作者简介：徐国伟（1978-—），男，江苏建潮人，博士，副教投，主要从事作物裁培生理研究。E-mail；gwxu2007③163.com 万方数据