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砷广泛存在环境中,被认为是最严重的污染物之一。近年来,由于砷矿开采和冶炼及大量含砷农药的施用,对土壤造成严重的污染。水稻是砷敏感作物,据报道砷污染的土壤可以使水稻出现穗部畸形等症状,产量下降。氮是植物生长必需的营养元素之一,本项目采用土壤盆栽全生育期试验方法,研究了不同N肥(尿素)用量对砷胁迫下水稻生长和产量、抗氧化系统及C、N代谢和砷吸收累积的影响,探讨不同N肥用量(0-0.4g/kg N)缓解水稻砷胁迫(50mg/kg As)的效果及初步机理,为砷污染土壤上水稻种植以及控制穗部畸形病发生提供科学依据。主要研究结果如下:1.砷处理显著抑制了水稻幼苗生长,使水稻幼苗鲜重、株高及叶绿素含量均显著低于对照处理(P<0.05);并对水稻幼苗造成氧化胁迫,使水稻幼苗叶中MDA含量显著高于CK处理(P<0.05)。施用氮肥能够提高砷胁迫水稻抗氧化胁迫能力,使叶片中MDA含量降低,在一定程度上缓解砷对水稻的毒害作用,促进了水稻幼苗的生长。随着N肥用量增加,砷胁迫下水稻幼苗鲜重和叶绿素含量提高。2.砷胁迫使水稻生育期延迟,地上部干物重减少,产量降低。砷处理水稻有效穗数、穗长、每穗粒数和产量仅分别为CK处理的29.1%-60.0%、52.4%-86.09%、31.0-77.9%和16.5%-22.7%。砷胁迫处理条件下,随着N肥用量的增加,水稻有效穗数、穗长、每穗粒数和产量均显著增加,且在0.4g/kg N处理时达到最大值,分别是不施N处理的11.1倍、1.7倍、3.75倍和9.8倍。3.砷胁迫干扰了水稻的碳代谢。低N处理条件下(≤0.1g/kg N),砷处理显著提高了水稻叶片中可溶性糖的含量(P<0.05);随着N肥用量的增加,≥0.2g/kg N肥用量时,砷处理水稻叶中可溶性糖含量下降,与CK处理间差异不显著(P>0.05)。此外,不施N处理条件下,砷处理水稻叶片中SS酶、SPS酶活性及可溶性糖和蔗糖含量均显著高于CK处理。砷胁迫条件下施用N肥降低了水稻叶片中蔗糖的含量,且高N肥用量(0.4g/kg N)显著提高了叶片中SS酶活性,加速了水稻叶中碳的代谢过程,利于水稻植株中碳水化合物的累积。4.未添加As处理(CK)条件下,水稻叶片中硝态N的含量及NR酶、GS酶和GOGAT酶活性均随着施N量的增加而提高。砷胁迫干扰了水稻的N代谢,打破了N代谢相关指标与N肥用量之间的正相关关系。不施N处理条件下,砷处理水稻叶片中NR酶、GOGAT酶及GDH酶活性和可溶性蛋白含量均显著高于CK处理。随着N肥用量的增加,砷胁迫条件下水稻叶中可溶性蛋白含量呈下降趋势,而GS酶活性则呈上升趋势。施用N肥还提高了砷胁迫下水稻叶片中硝态N的含量、降低了GDH酶活性。5.砷处理显著抑制了水稻对N的吸收与转运。砷处理使水稻幼苗根中N的含量显著高于、而地上部N的含量和生物累积量及地上部/根部N的转移系数均显著低于对照处理。砷处理还显著提高了灌浆期水稻茎和叶中及成熟期茎中N的含量,但其茎和叶中N的生物累积量及叶/茎N转移系数仍低于CK处理。6.砷胁迫处理显著提高了水稻苗期根和地上部砷的含量,以及灌浆期和成熟期水稻茎和叶中砷的含量,但降低了水稻糙米和颖壳中砷的含量。施用N肥促进了砷胁迫下水稻对砷的吸收,使水稻茎和叶中砷的含量及生物累积量均显著高于不施N处理;且随着N肥用量的增加,水稻植株砷生物累积量增大。