新型保水缓释肥提高水稻耐盐性的效应及其机制
为了研究保水缓释肥对于植物生长发育的影响，本实验的实验对象是“盐稻12号”，在盐胁迫20天、40天、80天时对1%、2%和4%的盐碱地保水缓释肥（ZL 2012 1 0400570.0）水稻幼苗的地上地下形态、叶温、干重、气体交换参数和水分利用效率的影响。结果表明作物在高盐或者低盐处理下，通过增加施用肥料的配比，能够使得植物生长状况（总根长、根体积、根表面积、根尖数、植物干重）有着显著的提升，这在4%肥料施用的情况下有着最为明显的效果；同时，气体交换参数、水分利用率上升，叶温和气孔限制值明显降低。综上所述，通过促进盐胁迫下根系生长，改善气孔机制，促进光合作用和提高水分利用率，我们可以认识到这种盐碱地保水缓释肥对于水稻幼苗耐盐性有着显著的提高。
目录
摘要3
关键词3
Abstract 3
Key Words 3
引言3
1 材料与方法 5
1.1 供试材料 5
1.2 试验设计 5
1.3 测定指标及方法 5
1.4 数据处理 6
2 结果 6
2.1 试验土壤的特性参数6
2.2 盐胁迫下基质肥对水稻幼苗外部形态的影响 6
2.3 基质肥对盐胁迫下水稻幼苗最大叶长及其叶片温度的影响 7
2.4 盐胁迫下基质肥对水稻幼苗根系形态的影响 8
2.5 盐胁迫下基质肥对水稻幼苗叶片光合参数的影响 10
3 讨论 10
4 结论 11
致谢 11
参考文献 11
新型保水缓释肥提高水稻耐盐性的效应及其机制
生命基地121 伍桐
引言
根据我国目前情况来看，人口增长和粮食安全问题仍然严重，因此我们需要通过施用肥料以及机制栽培等手段来提高盐土上种植物的产量[1~3]。在作物根际周围，总是会有过量的可溶性盐离子，从而导致矿质元素不平衡、降低土壤渗透势以及形成盐离子的毒害[4~5]。盐土能够减少肥料和基质的效力，损害植物一系列的生理代谢过程（如光合作用）[6]。
众所周知，我国是一个传统的农业大国，而农 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
业生产最重要的物质基础就是化肥和水资源。然而，我国化肥当季利用率低，相较于其他发达国家远远落后。不仅如此，低的肥料利用率还会引起严重的环境污染，这就会造成人力、资源和财力的极大浪费[7]。当今社会飞速发展，农业的可持续发展也进一步促使各种养分配比的复混肥料、保水型复混肥、缓释肥料及专用肥等化肥品种日益增多，但是各类化肥性质和效果都各不相同[2,8~9]。而我们知道，水肥之间拥有着交互效应，以肥调水，以水促肥，这样便可以充分发挥水肥的协同效应。所以当前水肥调控是个热点，其专注研究将保水剂与缓释肥相结合，制备出具有双重功能的保水缓释肥[2,10]。而到目前为止，对多种缓释材料进行了探究之后，已经有一些缓释包膜肥料可以实现工业化生产[3]。查看了以前的研究，肥料提高作物耐盐性的研究相对较多[2,3]，而盐土农业中的保水缓释肥的施用及其研究缺较为匮乏。结合江苏省沿海滩涂面积逐年新增，根据最新的统计结果，沿海滩涂面积总面积约6 530 km2，约占中国沿海滩涂总面积的1/4[11]。如果沿海滩涂以及盐渍化土壤的能够得到合理的改良和利用，这样也就增加了土壤可利用面积，乃至对扩展人类生存空间都能产生积极的影响。当然，不仅如此，对于提高盐土农业生产力、发展高效农业，采用新型的农业技术和农艺管理措施也是非常有意义的事情。因此，本研究选用江苏沿海滩涂地区种植较多的耐盐水稻“盐稻12号”为试验材料，探讨新型颗粒状盐碱地保水缓释肥对水稻苗期生长的调控效应，并从光合作用机制上探讨调控的生物学机制，为新型抗盐基质的施用提供理论依据和技术方法，为进一步兼顾环境友好、开发盐土农业提供有力的科学指导。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料是“盐稻12号”（Oryza sativa L.）和颗粒状盐碱地保水缓释肥（ZL 2012 1 0400570.0，Substrate fertilizer，缩写为M）。这种盐碱地保水缓释肥的配料依据重量百分比组成为：凹凸棒石黏土5% ~ 15%、磷石膏10% ~ 30%、过磷酸钙5% ~ 28%、硫酸铵5% ~ 25%、硫酸钾2% ~ 20%、微量元素混合物0.01% ~ 1%和水10% ~ 35%[12]。
1.2 试验设计
试验与2015年上半年进行，于大学实验基地进行。在东台三仓农场采集所需要的样本土壤（潮湿标准盐成土），把它碾磨细碎，达到最大土块不超过1 cm3 的标准，依据设定配比加入基质肥（M）（1%、2%、4% (w: w)）和“多特”生物有机肥（南京绿野有机肥厂生产）（每盆30 g），并搅拌均匀，用上口直径230 mm、下口直径130 mm、高130 mm、底部具孔的塑料盆盛装。在试验的一开始，便设置4个处理：L0%M、L1%M、L2%M、L4%M（处理具体含义在下文有注解）。要求每盆土壤、基质肥和商品生物有机肥的总重量为2 kg。将适宜大小的托盆放在盆下，便于浇培液每次都能渗透回到安置好的托盆内，这样就保证了盆内部盐分和肥料浓度在整个处理过程中的相对稳定。
于3月底，选取水稻种子，要求大小一致、饱满，将其放于40 ℃恒温干燥箱，在干燥5天之后打破休眠，再利用5%的次氯酸钠溶液进行表面消毒处理10 min，冲洗种子，采用的是去离子水，反复多次，再在去离子水中浸泡种子24 h，之后在托盘中垫好3层湿润纱棉布，把吸饱水的种子均匀地铺在其上面，再在28 ℃恒温培养箱内并要求黑暗环境下，进行避光催芽处理。在塑料盆中盛装不同基质肥配比土壤，挑选露白一致的水稻种子播种于此，每盆12粒种子。出苗后间苗需要保证每盆7株苗。在种子播种的20 天后长到三叶期，从之前的四个处理中，各自取出二分之一的盆钵，进行外加盐处理，就是用饱和的NaCl溶液进行浇灌处理之后，再利用蒸馏水润洗，这样可使外加的0.2%盐分（w: w，即2.0 g kgˉ1）在土壤中均匀（标注为高盐处理“H”，即High salt stress），其余的二分之一则采用蒸馏水浇灌（以作对照即低盐处理“L”）。这时，试验盆钵已经被划为8个处理，就是在L0%M、L1%M、L2%M、L4%M四个处理（2.68 g kgˉ1盐度）的基础上对应产生加盐的H0%M、H1%M、H2%M、H4%M处理（4.68 g kg1盐度）。并且在播种的20 天、40 天、80天之后分别对植株进行拍照处理和相关指标测定。
1.3 测定指标及方法
土壤水溶性盐、全氮、全磷、全钾、有机质、有效磷、碱解氮的测定：把收集来的土壤放在室内进行通风使其阴干，待土壤风干之后研磨使之细碎，并让其一律通过20目的筛子。之后充分混匀，按照四分法将其划成4份，抽取其中一份再次研磨细碎，让其全部可以通过100 目的筛子，妥善保存等待使用。依据文献[13]的指导，将上述处理之后的样本进行以下各项指标的测定：土壤水溶性盐采用电导法测定；土壤全磷采用HClO4H2SO4法消煮钼锑抗比色法测定；土壤全钾采用HClO4H2SO4法消煮， ICPOES原子发射光谱仪（Agilent 710, 澳大利亚）测定；土壤有机质采用重铬酸钾容量法外加热法测定；土壤有效磷采用0.5 mol Lˉ1 NaHCO3法浸提钼锑抗比色法测定；土壤全氮采用半微量开氏法测定；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定。
目录
摘要3
关键词3
Abstract 3
Key Words 3
引言3
1 材料与方法 5
1.1 供试材料 5
1.2 试验设计 5
1.3 测定指标及方法 5
1.4 数据处理 6
2 结果 6
2.1 试验土壤的特性参数6
2.2 盐胁迫下基质肥对水稻幼苗外部形态的影响 6
2.3 基质肥对盐胁迫下水稻幼苗最大叶长及其叶片温度的影响 7
2.4 盐胁迫下基质肥对水稻幼苗根系形态的影响 8
2.5 盐胁迫下基质肥对水稻幼苗叶片光合参数的影响 10
3 讨论 10
4 结论 11
致谢 11
参考文献 11
新型保水缓释肥提高水稻耐盐性的效应及其机制
生命基地121 伍桐
引言
根据我国目前情况来看，人口增长和粮食安全问题仍然严重，因此我们需要通过施用肥料以及机制栽培等手段来提高盐土上种植物的产量[1~3]。在作物根际周围，总是会有过量的可溶性盐离子，从而导致矿质元素不平衡、降低土壤渗透势以及形成盐离子的毒害[4~5]。盐土能够减少肥料和基质的效力，损害植物一系列的生理代谢过程（如光合作用）[6]。
众所周知，我国是一个传统的农业大国，而农 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
业生产最重要的物质基础就是化肥和水资源。然而，我国化肥当季利用率低，相较于其他发达国家远远落后。不仅如此，低的肥料利用率还会引起严重的环境污染，这就会造成人力、资源和财力的极大浪费[7]。当今社会飞速发展，农业的可持续发展也进一步促使各种养分配比的复混肥料、保水型复混肥、缓释肥料及专用肥等化肥品种日益增多，但是各类化肥性质和效果都各不相同[2,8~9]。而我们知道，水肥之间拥有着交互效应，以肥调水，以水促肥，这样便可以充分发挥水肥的协同效应。所以当前水肥调控是个热点，其专注研究将保水剂与缓释肥相结合，制备出具有双重功能的保水缓释肥[2,10]。而到目前为止，对多种缓释材料进行了探究之后，已经有一些缓释包膜肥料可以实现工业化生产[3]。查看了以前的研究，肥料提高作物耐盐性的研究相对较多[2,3]，而盐土农业中的保水缓释肥的施用及其研究缺较为匮乏。结合江苏省沿海滩涂面积逐年新增，根据最新的统计结果，沿海滩涂面积总面积约6 530 km2，约占中国沿海滩涂总面积的1/4[11]。如果沿海滩涂以及盐渍化土壤的能够得到合理的改良和利用，这样也就增加了土壤可利用面积，乃至对扩展人类生存空间都能产生积极的影响。当然，不仅如此，对于提高盐土农业生产力、发展高效农业，采用新型的农业技术和农艺管理措施也是非常有意义的事情。因此，本研究选用江苏沿海滩涂地区种植较多的耐盐水稻“盐稻12号”为试验材料，探讨新型颗粒状盐碱地保水缓释肥对水稻苗期生长的调控效应，并从光合作用机制上探讨调控的生物学机制，为新型抗盐基质的施用提供理论依据和技术方法，为进一步兼顾环境友好、开发盐土农业提供有力的科学指导。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料是“盐稻12号”（Oryza sativa L.）和颗粒状盐碱地保水缓释肥（ZL 2012 1 0400570.0，Substrate fertilizer，缩写为M）。这种盐碱地保水缓释肥的配料依据重量百分比组成为：凹凸棒石黏土5% ~ 15%、磷石膏10% ~ 30%、过磷酸钙5% ~ 28%、硫酸铵5% ~ 25%、硫酸钾2% ~ 20%、微量元素混合物0.01% ~ 1%和水10% ~ 35%[12]。
1.2 试验设计
试验与2015年上半年进行，于大学实验基地进行。在东台三仓农场采集所需要的样本土壤（潮湿标准盐成土），把它碾磨细碎，达到最大土块不超过1 cm3 的标准，依据设定配比加入基质肥（M）（1%、2%、4% (w: w)）和“多特”生物有机肥（南京绿野有机肥厂生产）（每盆30 g），并搅拌均匀，用上口直径230 mm、下口直径130 mm、高130 mm、底部具孔的塑料盆盛装。在试验的一开始，便设置4个处理：L0%M、L1%M、L2%M、L4%M（处理具体含义在下文有注解）。要求每盆土壤、基质肥和商品生物有机肥的总重量为2 kg。将适宜大小的托盆放在盆下，便于浇培液每次都能渗透回到安置好的托盆内，这样就保证了盆内部盐分和肥料浓度在整个处理过程中的相对稳定。
于3月底，选取水稻种子，要求大小一致、饱满，将其放于40 ℃恒温干燥箱，在干燥5天之后打破休眠，再利用5%的次氯酸钠溶液进行表面消毒处理10 min，冲洗种子，采用的是去离子水，反复多次，再在去离子水中浸泡种子24 h，之后在托盘中垫好3层湿润纱棉布，把吸饱水的种子均匀地铺在其上面，再在28 ℃恒温培养箱内并要求黑暗环境下，进行避光催芽处理。在塑料盆中盛装不同基质肥配比土壤，挑选露白一致的水稻种子播种于此，每盆12粒种子。出苗后间苗需要保证每盆7株苗。在种子播种的20 天后长到三叶期，从之前的四个处理中，各自取出二分之一的盆钵，进行外加盐处理，就是用饱和的NaCl溶液进行浇灌处理之后，再利用蒸馏水润洗，这样可使外加的0.2%盐分（w: w，即2.0 g kgˉ1）在土壤中均匀（标注为高盐处理“H”，即High salt stress），其余的二分之一则采用蒸馏水浇灌（以作对照即低盐处理“L”）。这时，试验盆钵已经被划为8个处理，就是在L0%M、L1%M、L2%M、L4%M四个处理（2.68 g kgˉ1盐度）的基础上对应产生加盐的H0%M、H1%M、H2%M、H4%M处理（4.68 g kg1盐度）。并且在播种的20 天、40 天、80天之后分别对植株进行拍照处理和相关指标测定。
1.3 测定指标及方法
土壤水溶性盐、全氮、全磷、全钾、有机质、有效磷、碱解氮的测定：把收集来的土壤放在室内进行通风使其阴干，待土壤风干之后研磨使之细碎，并让其一律通过20目的筛子。之后充分混匀，按照四分法将其划成4份，抽取其中一份再次研磨细碎，让其全部可以通过100 目的筛子，妥善保存等待使用。依据文献[13]的指导，将上述处理之后的样本进行以下各项指标的测定：土壤水溶性盐采用电导法测定；土壤全磷采用HClO4H2SO4法消煮钼锑抗比色法测定；土壤全钾采用HClO4H2SO4法消煮， ICPOES原子发射光谱仪（Agilent 710, 澳大利亚）测定；土壤有机质采用重铬酸钾容量法外加热法测定；土壤有效磷采用0.5 mol Lˉ1 NaHCO3法浸提钼锑抗比色法测定；土壤全氮采用半微量开氏法测定；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定。
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