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【目的】膜下滴灌水稻栽培技术是近些年由新疆天业集团提出的水稻栽培新技术,有显著的节水增产效果。然而,石灰性土壤上的水稻缺铁黄化导致膜下滴灌水稻幼苗死亡,对实现滴灌水稻持续高产构成威胁,其中关于膜下滴灌水稻缺铁黄化的机理还不是很清楚。一般认为HCO3-是石灰性土壤植物缺铁的最重要原因。本文通过对比传统淹灌栽培水稻研究膜下滴灌条件下,研究灌溉水中HCO3-对水稻铁营养吸收及生长发育的影响以及两种栽培模式下生理特征的差异。旨在探明膜下滴灌水稻缺铁黄化机理,为克服膜下滴灌水稻缺铁黄化提供理论依据。【方法】试验于2014年-2015年在石河子大学农学院试验站(盆栽试验)进行。供试水稻材料为T-43(Oryza sativa L.T43),盆栽模拟试验一(2014年):设计了淹灌(FI)和膜下滴灌(DI)两种灌溉方式及浓度梯度为2 mmol/L和10 mmol/L两个灌溉水重碳酸盐(HCO3-)浓度的双因素试验,旨在探明两种灌溉栽培方式下HCO3-水稻铁营养吸收和生长响应的差异;盆栽试验二(2015年):设计了淹灌(FI)和膜下滴灌(DI)两种灌溉方式及浓度梯度分别为0(BC-0),2(BC-2),10(BC-10),40 mmol/L(BC-40)的四个灌溉水HCO3-浓度的双因素试验,研究不同灌溉方式下HCO3-导致水稻缺铁的机理。【结果】(1)FI处理土壤溶液中HCO3-浓度显著高于DI,原因是因为FI处理灌水量高于DI,但DI处理土壤p H显著高于FI处理。(2)土壤有效铁(DTPA-Fe)、水稻叶片SPAD值、叶片全铁、活性铁含量、水稻地上部、地下部生物量均随着HCO3-浓度增加而逐渐减少,FI处理中HCO3-抑制水稻生长比在DI处理更明显,但DI水稻体内全铁和有效铁含量均显著低于FI,是水稻缺铁的主要原因。(3)水稻木质部伤流液p H随着HCO3-浓度增加而上升,FI条件下水稻木质部伤流液p H显著高于DI。(4)在FI和DI两个灌溉处理中,随着灌溉水中HCO3-浓度的增加,水稻土壤DTPA-Fe浓度、水稻根系活力、叶片活性铁浓度、共质体铁浓度、水稻生物量和铁积累量均逐渐降低,但质外体铁随着灌溉水中HCO3-浓度的增加而在水稻根系和叶片积累。(5)高浓度HCO3-处理水稻根系和叶片全铁浓度有时高于低HCO3-浓度处理的水稻,但是水稻根系和叶片全铁含量、水稻总铁积累量、收获指数、铁收获指数均随着HCO3-浓度的增加而降低。【结论】(1)滴灌稻田土壤有效铁含量显著低于淹灌稻田,是滴灌水稻出现苗期黄化的主要原因。苗期低温和土壤Eh变化是主要原因。(2)HCO3-导致滴灌稻田p H值升高明显,降低土壤中铁有效性是引起水稻缺铁黄化的原因之一。(3)灌溉水中高浓度的HCO3-降低水稻水稻根系活力,抑制水稻根系对铁营养的吸收。(4)重碳酸盐诱导水稻组织液碱化,导致铁营养在质外体沉淀,提高质外体铁比例,影响水稻体内铁营养的吸收和分配。(5)石灰性土壤上,重碳酸盐对水稻生长的抑制作用在水稻淹灌条件下的影响要比在滴灌中更明显,表现为伤流液p H值上升和水稻产量降低。灌溉水中高浓度的HCO3-直接导致土壤p H升高,降低土壤中铁元素有效性是引起水稻缺铁黄化的原因之一。