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农艺学

2018-02-08

中国学术期刊文摘 2018年7期
关键词:根冠分蘖期粳稻

张伟明,孟军,王嘉宇,等

生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响

张伟明,孟军,王嘉宇,等

目的:生物炭作为研究热点之一,其作物学效应在国内外已有一些研究报道,然而有关生物炭对作物根系的系统研究很少。本文采用大宗农业废弃物(玉米秸秆)为原材料制备生物炭,应用于我国北方典型粳稻生产,明确生物炭对水稻根系与产量的效应,探索生物炭在水稻生产上的应用潜力与价值。方法:利用新型炭化工艺(450℃)制备生物炭,采用盆栽试验方法,以北方超级粳稻品种(沈农265)为试材,土壤为连续多年耕作的水稻土壤,设置4个不同炭用量水平(0、10、20、40 g/kg),对照为不施炭,进行了2年试验(2009—2010年)。试验采用随机区组排列设计,各处理重复3次,每个重复10盆。试验数据利用Excel和SPSS17.0软件进行统计分析,采用Duncan差异显著分析方法多重比较各处理。主要研究生物炭对我国北方超级粳稻不同生育期根系生长发育、形态特征、生理特性及产量的影响。结果:施用生物炭对水稻根系生长、形态建成、生理活性、产量等具有一定程度的促进效应。1)增加水稻生育前期(分蘖期、拔节期)根系的主根长、根体积和根鲜重。在分蘖期,生物炭处理的水稻主根长、根体积、根鲜重分别比对照平均提高了14.94%、54.12%、46.50%,增促作用明显。而在水稻生育后期(灌浆期),仍维持了较高的根体积和根鲜重,在一定程度上延缓了根系衰老。2)水稻根冠比发生明显变化,在分蘖期,生物炭处理比对照平均提高25.05%,且在其后的生育期保持了适宜根冠比,利于促进地上部植株生长。3)根系总吸收面积、活跃吸收面积在水稻全生育期表现持续上升趋势,其中较高施炭量处理(20、40 g/kg)的增幅较大,根系生理吸收功能明显增强。4)根系伤流速率、氧化力明显提高,尤其在水稻生长前期作用明显,且表现一定可持续性,生理活性增强。水稻根系形态特征优化与生理活性提高协同,利于促进物质的吸收、转运与分配。5)生物炭处理的水稻产量明显增加,表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高,平均比对照提高25.28%。其中,生物炭处理C2(20 g/kg)的产量最高,比对照提高了33.21%。结论:施用生物炭对北方超级粳稻根系的形态建成、生理特性及产量具有良好的正向效应。生物炭施入土壤后,水稻根系体积、鲜重、总吸收面积、活跃吸收面积明显提高,在一定程度上延缓了生长后期根系衰老,根系形态特征优化;生物炭提高了根系伤流速度与氧化力,同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;适宜的生物炭用量(10 g·kg-1、20 g·kg-1),有利于促进根系生长发育与生理功能的协同发展,增产效果良好;玉米秸秆生物炭对北方水稻根系生长及产量提高具有良好的增促作用,可应用于水稻生产,可能为解决秸秆等农业废弃物同时促进水稻生产“低碳、绿色”可持续发展,提供重要可行性新途径。

来源出版物:作物学报, 2013, 39(8): 1445-1451

入选年份:2015

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