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拔节期水稻光合碳输入的动态变化及其对施氮的响应:13C-CO2脉冲标记

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【作者】 陈珊祝贞科袁红朝王久荣彭佩钦葛体达吴金水

【Author】 CHEN Shan;ZHU Zhen-ke;YUAN Hong-zhao;WANG Jiu-rong;PENG Pei-qin;GE Ti-da;WU Jin-shui;College of Environmental Science and Engineering,Central South University of Forestry and Technology;Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region,Institute of Subtropical Agriculture,Chinese Academy of Sciences;

【机构】 中南林业科技大学环境科学与工程学院中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室

【摘要】 水稻光合碳是稻田土壤有机碳的重要来源之一,其在土壤中输入与分配特征受水稻生长状况和土壤肥力的影响.施肥是影响水稻生长的关键因素,为了探讨施氮对水稻拔节期光合碳的传输动态的影响,应用稳定同位素13C-CO2脉冲标记技术,通过盆栽试验,研究光合碳在水稻-(根际/非根际)土壤系统中输入与分配的动态变化及其对施氮的响应.结果表明,施氮显著增加了水稻地上部和根系生物量,降低了水稻根冠比.随着水稻的生长,水稻植株的13C丰度逐渐下降,根际土和非根际土中13C丰度先减少再增加;施氮显著增加了根际土壤中13C丰度,较不施氮相比增加了9.5%~32.6%.施氮使水稻地上部和根系中光合13C含量显著增加,较不施氮处理分别增加了24.5%~134.7%和9.1%~106%.脉冲标记一次性输入的光合13C主要分配在水稻植株体内,不施氮和施氮条件下的分配率分别为85.5%~93.2%和91.3%~95.7%;施氮显著影响光合碳在水稻地上部、根际土和非根际土中的分配特征(P<0.01),标记后26 d,与不施氮处理相比,施氮使光合碳在水稻地上部的分配增加了13.4%,在根际土和非根际土中的分配分别减少了21.9%和52.2%.因此,施氮增加了光合碳在土壤-水稻系统中的分配,但降低了光合碳在土壤中的累积.本研究进一步探讨了施氮条件下水稻拔节期光合碳的分配,为明确氮素对光合碳在水稻拔节期的动态变化以及对土壤有机碳库的影响,和深入了解农田土壤有机质累积提供理论依据和数据支持.

【关键词】 水稻光合碳拔节期施氮13C脉冲标记根际非根际
【基金】 国家自然科学基金项目(41501321,41301276);湖南省自然科学基金项目(2016JJ2136);中南林业科技大学创新基金项目
  • 【DOI】10.13227/j.hjkx.201702164
  • 【分类号】S511
  • 【被引频次】4
  • 【下载频次】422
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