低磷胁迫下硅、磷配施对玉米养分吸收利用及产量形成的影响.pptx

低磷胁迫下硅、磷配施对玉米养分吸收利用及产量形成的影响硅是植物的有益元素,施硅能够促进玉米、水稻、甘蔗、辣椒、牧草等作物的生长发育,提高其抵御生物胁迫(病虫害等)和非生物胁迫(盐害、重金属毒害、干旱胁迫、养分亏缺或过剩胁迫等)的能力,参与植物体内的生理代谢活动,提高作物产量,改善作物品质。磷是植物三大营养元素之一,玉米生产中施用磷肥增产效果明显,但大量施用磷肥不仅会降低肥料利用率,促使土壤成为“磷库”,而且还会加速消耗磷矿资源。
以往的研究主要侧重于磷肥或者硅肥,虽然有研究指出硅、磷存在肥效互促效应,但是缺乏硅缓解玉米低磷胁迫的机理研究,在玉米生产中更缺乏硅、磷配施的节本、增产、增效机理研究。本论文以玉米品种—正红2号和正红115为试验材料,采用水培试验、砂培试验和大田试验相结合的方法,分析不同磷水平下硅对玉米苗期根系生长特性、关键生育期叶片光合特性、叶片荧光参数特征、土壤有效硅和速效磷含量变化规律、养分(氮、磷、钾和硅)吸收利用特性、干物质积累与分配特性、产量及产量构成因素等方面的影响。
水培试验和砂培试验,均采用磷浓度×硅浓度2因素裂区试验设计,磷浓度为主区,设置3个水平,即正常磷A1：磷浓度为1mmol·L-1,中度缺磷A0.1：磷浓度为0.1mmol·L-1,重度缺磷Ao.o1：磷浓度为0.01mmol·L-1,硅浓度为副区,设置3个水平,即Sio：硅浓度为0mmol·L-1,Sio.75:硅浓度为0.75mmol·L-1,Si1.5:硅浓度为1.5mmol-L-1。简阳大田试验,2014年和2015年进行田间小区定位试验,试验采用两因素裂区设计,品种为主区,设置2个品种,即正红2号和正红115,肥料组合为副区,设置4种硅、磷肥组合,即对照处理：不施用磷肥和硅肥,施硅处理：单施硅(SiO2)75kg·hm-2,施磷处理：单施磷(P2O5)60kg·hm-2,和硅、磷配施处理：施磷(P2O5)60kg·hm-2,且施硅(SiO2)75kg·hm-2,分别记为P0Si0、P0Si75、P60Si0和P60Si75。
中江大田试验(2015年),试验以正红115为材料,采用两因素裂区设计,磷肥用量为主区,设置4个水平,即施磷(P2O5)Okg·hm-2,30kg·hm-2,60kg·hm-2和90kg·hm-2,分别记为：P0,P3,P6和P9,硅肥用量为副区,设置3个水平,即施硅(SiO2)0kg·hm-2,37.5kg·hm和75kg·hm-2,分别记为：Si0,Si37.5和Si75。本研究主要结果如下：(1)水培试验和砂培试验结果表明,在非严重缺磷时,适量加硅能增加正红2号和正红115根重、总根长和根表面积增强植株对氮、磷、钾、硅养分吸收与利用,提高绿叶面积、叶片净光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度,降低蒸腾速率,提高叶片光能转换率和电子传递效率,降低光抑制和提高热耗散能力,增加干物质积累来缓解玉米低磷胁迫。
正常磷浓度下促使玉米根系形态指标最优的硅浓度为0.75mmolL-1,中度缺磷磷浓度下促使玉米根系形态指标最优的硅浓度为1.5mmolL-1重度缺磷条件下加硅也无法显著改善玉米根系生长。简阳和中江的大田试验进一步印证水培试验和砂培试验的结论,在低磷土壤条件下,单施硅肥、单施磷肥能显著提高玉米叶面积指数、净光合速率,降低蒸腾速率,但是硅、磷配施对上述指标提高/降低效果更显著。
简阳和中江试验地属于低磷、少硅土壤,硅肥(Si02)用量为75kg·hm-2就能显著改善玉米光合生产能力。(2)水培试验和砂培试验条件下,在中度缺磷和正常磷处理中,加硅能够显著提高植株氮、磷、钾和硅的积累量,提高氮、磷、钾和硅素的干物质生产效率,增加氮、磷、钾和硅在茎叶中的分配比例,还能降低氮、磷、钾和硅在根系中的分配比例。
四川丘陵低磷、少硅土壤中,施用硅肥能够活化土壤“磷库”,减少土壤对磷肥的吸附量,增加土壤磷的解吸量。硅、磷配施处理能够显著提高玉米拔节期、吐丝期和成熟期0～20cm和20～40cm土壤中速效磷含量和有效硅含量,增加玉米植株对氮、磷、钾和硅积累量,促进玉米生育中后期茎叶鞘氮、磷和钾素的转运再利用,提高氮肥、磷肥和钾肥吸收效率和偏生产力,还能显著提高玉米的磷肥表观利用率。
(3)四川丘陵低磷土壤条件下,施用硅肥(Si02用量为75kg·hm-2)玉米增产6.32%-13.56%,施用磷肥(P205用量为60kg·hm-2)玉米增产20.56%～62.46%,硅、磷配施处理玉米增产30.61%-80.13%。简阳和中江试验区硅肥(Si02)用量为75kg·hm-2-2和磷肥(P205)用量为60kg·hm配施组合能显著提高玉米主要生育阶段干物质积累量,又能优化生育后期干物质在玉米各器官中的分配,促进籽粒灌浆结实,最终提高籽粒