水培条件下根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制

[目的]研究根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制,以期为促进水稻磷素吸收利用的新栽培措施提供理论依据.[方法]以珍汕97B和密阳46为材料,用国际水稻所营养液配方进行水培试验.秧苗移栽一周后用在线溶氧仪(氮气、氧气调节)设定中氧:2.5-3.5 mg·L-1,高氧:＞6.0 mg·L-1(饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气)和常规水培(CK,不进行氧调节)3个氧处理,研究水稻幼苗生长(生物量、根系形态结构)、根系生理(根系活力、磷吸收动力学、磷酸酶活性、根系分泌的有机酸、柠檬酸等)以及磷吸收积累等指标.[结果](1)中氧处理促进水稻幼苗分蘖的发生和生长,增加其生物量、根冠比以及磷的吸收和积累;高氧处理降低株高,减少地上生物量,对地下部分生物量无明显影响.(2)中氧处理后总根长、根系表面积、总根系体积较对照显著增加,平均根粗显著降低;高氧处理与之相反.中氧和高氧处理均能促进有机酸的分泌(有机酸总量、草酸、酒石酸以及柠檬酸含量均增加)、提高叶片和根系中酸性磷酸酶活性;但与高氧处理相比,中氧处理后根系活力显著增强,磷吸收动力学参数得以优化,Imax增大、Km和Cmin降低.(3)磷积累量、地上部磷含量与根系形态(总根长、根系表面积、平均根粗和总根系体积)、根系活力、吸收动力学参数Imax、草酸以及酒石酸含量显著正相关,与磷吸收动力学参数Km和Cmin显著负相关.地下部磷含量与根系酸性磷酸酶活性、根系活力、有机酸总量以及草酸含量显著正相关,与其余指标相关性未达显著水平.[结论]适度增氧(中氧)增加叶片和根系中酸性磷酸酶活性、根系活力、草酸、酒石酸和柠檬酸分泌量,优化根系形态(增加根系总长度和表面积)和磷素吸收动力学参数,从而促进水稻幼苗对磷的吸收.因此,生产上可以通过栽培措施的调控改变根际氧环境从而提高水稻对磷吸收利用.