还田麦秸对水稻幼苗的化感作用及其调控技术研究.docx

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1、还田麦秸对水稻幼苗的化感作用及其调控技术研究农作物秸秆焚烧产生环境污染问题,已受到全社会的高度关注,秸秆还田是减少秸秆焚烧与资源化利用的重要途径,大量文献报道了秸秆还田可以改善土壤理化性状,增加土壤养分以及提高作物产量,但同时,也有报道认为,秸秆还田腐解过程中,会产生有害物质影响下茬作物生长,进而影响作物产量。为此本论文开展了还田麦秸对苗期水稻的化感作用及调控技术的相关研究,为明确小麦秸秆对水稻的化感效应、避开麦秸腐解产生的有毒有害物质对水稻幼苗的影响提供理论依据和技术支撑。论文采用平板培养、砂培与

2、土壤培养的方法,研究了小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻种子发芽和幼苗生长发育影响,以期明确小麦秸秆对水稻的化感效应。研究了外源添加10种不同浓度酚酸(对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸、丁香酸、原儿荼酸、没食子酸、对香豆酸、芥子酸、咖啡酸以及水杨酸)对水稻种子发芽和幼苗生长发育影响试验,以了解不同种类与浓度酚酸的化感效应,此外,还探索了麦秸腐解速率调控和水稻育秧技术调控方法,以避开麦秸腐解产生的有毒有害物质对水稻幼苗的影响,.论文主要结果如下：1、与对照相比,小麦秸秆浸提液和腐解液均显著(P<0.05)

3、降低水稻种子的发芽指数和水稻植株生物量、叶绿素含量以及根系活力,同时显著(P<0.05)增加水稻植株丙二醛含量；小麦秸秆腐解液对水稻的化感效应强于秸秆浸提液,小麦秸秆叶部浸提液对水稻的化感效应强于茎秆浸提液,小麦秸秆15d腐解液对水稻的化感效应强于7d腐解液；4种浸提液或腐解液5倍稀释后均减缓了对水稻发芽和植株生长发育的抑制作用。小麦秸秆浸提液和腐解液的总酚酸含量均较高,含量介于90.80-222μgml-1,且总酚酸含量与水稻植株鲜重、根系活力、叶绿素以及水稻发芽指数显著负相关,而与水稻植株

4、丙二醛含量显著正相关。小麦秸秆浸提液和腐解液均对水稻产生化感效应,其作用强度与秸秆腐解方式、秸秆不同部位及腐解时间有关,同时小麦秸秆化感效应的产生与浸提液和腐解液中的酚酸含量有关。2、外源添加10种酚酸均对水稻种子的萌发产生了低浓度促进、高浓度抑制作用,大部分种类的酚酸溶液对水稻生物量的累积、根系活力、叶绿素含量产生了低浓度促进、高浓度抑制作用,而对水稻植株体内丙二醛含量产生低浓度抑制、高浓度促进作用。酚酸溶液对水稻产生的化感效应与酚酸种类以及溶液浓度有关,且不同种类酚酸对水稻影响阈值不同。3、不同

5、麦秸腐解条件处理均对水稻株高、地上部生物量、叶绿素以及类胡萝卜素含量产生抑制作用,几乎均增加了水稻植株丙二醛含量,其中混施秸秆较表施秸秆、施用氮素较不施氮素处理更可以缓解麦秸腐解对水稻的化感抑制作用,且水分含量越高,麦秸还田的毒害作用越小；表施秸秆较混施秸秆、施用氮素较不施氮素处理更能增加土壤总酚酸含量,各处理几乎均使土壤pH值显著上升(P<0.05)。干旱及低营养胁迫育秧处理使水稻株高、生物量、叶绿素和类胡萝卜素含量降低,抑制了水稻的生长,添加秸秆、秸秆腐解产物以及酚酸混合物育秧处理均使水稻

6、株高、地上部鲜重和叶绿素含量上升,增加了水稻秧苗对麦秸腐解产生化感毒素的抗逆性。综上所述,小麦秸秆浸提液和腐解液均显著(P<0.05)降低水稻种子的发芽指数和水稻植株生物量、叶绿素含量以及根系活力,同时显著(P<0.05)增加水稻植株丙二醛含量；小麦秸秆腐解液对水稻的化感效应强于秸秆浸提液,不同种类以及不同浓度酚酸对水稻发芽及秧苗的化学效应不同,通过优化麦秸还田方式以及水稻育秧技术调控可一定程度上减缓还田麦秸对水稻秧苗生长所产生的化感作用。