检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2026, 第2期: 90–97 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.02.011

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

铵、硝营养条件下不同酸碱度对水稻苗期生长和养分吸收的影响

陆楚盛1,2(), 赖嘉俊1,2(), 唐偲1,2, 梁开明1, 覃元钰1,2, 钟旭华1, 潘俊峰1, 刘彦卓1, 胡香玉1, 胡锐1, 李妹娟1, 王昕钰1, 尹媛红1, 叶群欢1, 沈宏2(), 傅友强1()   

  1. 1广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻科学技术重点实验室/农业农村部华南优质稻遗传育种实验室（部省共建）， 510640， 广东广州
    2华南农业大学资源环境学院， 510642， 广东广州
  • 收稿日期:2025-01-15 修回日期:2025-02-26 出版日期:2026-04-15 发布日期:2026-04-16
  • 通讯作者: 傅友强，主要从事水稻高产高效栽培理论与应用研究，E-mail：fyq040430@163.com；沈宏为共同通信作者，主要从事植物营养理论与应用研究，E-mail：hshen@scau.edu.cn
  • 作者简介:陆楚盛，主要从事水稻高产高效栽培研究，E-mail：lcs2450345066@163.com；|赖嘉俊为共同第一作者，主要从事水稻高产优质高效栽培技术研究，E-mail：laijiajun2001@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(32172109);广东省自然科学基金面上项目(2021A1515010566);广东省水稻科学技术重点实验室(2023B1212060042)

Effects of Different pH on Rice Seedling Growth and Nutrient Uptake under Ammonium and Nitrate Nutrition

Lu Chusheng1,2(), Lai Jiajun1,2(), Tang Cai1,2, Liang Kaiming1, Qin Yuanyu1,2, Zhong Xuhua1, Pan Junfeng1, Liu Yanzhuo1, Hu Xiangyu1, Hu Rui1, Li Meijuan1, Wang Xinyu1, Yin Yuanhong1, Ye Qunhuan1, Shen Hong2(), Fu Youqiang1()   

  1. 1Rice Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences / Guangdong Key Laboratory of Science and Technology in Rice / Key Laboratory of Genetics and Breeding of High Quality Rice in Southern China (Co-Construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Guangzhou 510640, Guangdong, China
    2The College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong, China
  • Received:2025-01-15 Revised:2025-02-26 Online:2026-04-15 Published:2026-04-16

RichHTML

3

PDF (PC)

17

摘要：

为探究不同氮形态条件下酸碱度对水稻生长发育和养分吸收的影响机制，以“广恢751”为试验材料，采用水培方式，设置5个酸碱度梯度（pH=3.5、4.5、5.5、6.5和7.5），研究其对铵、硝营养条件下水稻生物积累量、根系形态和养分吸收等的影响。结果表明，铵态氮条件下，pH=6.5处理的水稻生物积累量最高，与pH=3.5处理相比，其地上部和整株生物积累量分别增加了146.6%和142.5%；株高和最大根长显著增加；总根长、根表面积和根体积分别增加了612.6%、317.8%和147.1%；氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌、铁和锰吸收量分别增加了159.5%、114.3%、181.9%、241.4%、124.4%、74.9%、173.4%、366.2%和3058.0%。硝态氮条件下，pH=4.5处理的水稻生物积累量最高，与pH=3.5处理相比，其地上部、根系和整株生物积累量分别增加了36.7%、49.6%和38.6%；株高和最大根长显著增加；总根长、根表面积和根体积分别增加了129.9%，83.0%和47.5%；氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌、铁和锰吸收量分别增加了40.0%、27.7%、51.0%、78.5%、71.2%、53.9%、292.1%、1449.5%和695.1%。综上所述，铵态氮条件下的最适pH为6.5，硝态氮条件下的最适pH为4.5。在各自的最佳pH条件下，铵态氮和硝态氮主要通过促进根系生长发育增加养分吸收，进而提高水稻的生物积累量。

关键词: 水稻, 铵态氮, 硝态氮, 根系形态, 养分吸收

Abstract:

In order to investigate the influence mechanism of pH level on the growth and development of rice and nutrient uptake under different nitrogen forms, rice cultivar Guanghui 751 was grown with five pH treatments (pH 3.5, 4.5, 5.5, 6.5, and 7.5) to study the effects on the biomass accumulation, root morphology, and nutrient uptake of rice under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions hydroponically. The results showed that under ammonium-nitrogen conditions, the highest rice biomass accumulation was found at pH 6.5 treatment; compared with the pH 3.5 treatment, the shoot and whole-plant biomass accumulation increased by 146.6% and 142.5%, respectively. Plant height and maximum root length increased significantly; total root length, root surface area, and root volume increased by 612.6%, 317.8%, and 147.1%, respectively. The uptake of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), and manganese (Mn) increased by 159.5%, 114.3%, 181.9%, 241.4%, 124.4%, 74.9%, 173.4%, 366.2%, and 3058.0%, respectively. Under nitrate-nitrogen conditions, the highest rice biomass accumulation was found at pH=4.5 treatment; compared with the pH=3.5 treatment, the shoot, root, and whole-plant biomass accumulation increased by 36.7%, 49.6%, and 38.6%, respectively. Plant height and maximum root length increased significantly; total root length, root surface area, and root volume increased by 129.9%, 83.0%, and 47.5%, respectively. The uptake of N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, and Mn increased by 40.0%, 27.7%, 51.0%, 78.5%, 71.2%, 53.9%, 292.1%, 1449.5%, and 695.1%, respectively. In conclusion, the optimum pH values for rice under ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen conditions were 6.5 and 4.5, respectively. Under their respective optimum pH conditions, ammonium-nitrogen and nitrate-nitrogen primarily increased rice biomass accumulation by promoting root growth and development and increasing nutrient uptake.

Key words: Rice, Ammonium-nitrogen, Nitrate-nitrogen, Root morphology, Nutrient uptake

图1

铵态氮和硝态氮条件下营养液pH变化

图2

铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻生物积累量的影响 不同小写字母表示不同pH处理间差异显著（P < 0.05）。下同。

图3

铵态氮(a)和硝态氮(b)条件下不同pH处理的水稻株高

图4

铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻株高、最大根长和SPAD值的影响

图5

铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻根系形态的影响

图6

铵态氮和硝态氮条件下不同pH处理对水稻养分元素吸收量的影响

图7

生物积累量与形态特征（a）和营养元素吸收量（b）的相关性分析 WPDW：整株干重；ADW：地上部干重；RDW：根系干重；PH：株高；MRL：最大根长；TRL：总根长；SA：根表面积；AD：平均根直径；RV：根体积；各元素化学符号表示其吸收量。“*”表示相关性达显著水平（P < 0.05），“**”表示相关性达极显著水平（P < 0.01）。

[1] 唐琨, 朱伟文, 周文新, 等. 土壤pH对植物生长发育影响的研究进展. 作物研究, 2013, 27(2):207-212.
[2] Guo J H, Liu X J, Zhang Y, et al. Significant acidification in major Chinese croplands. Science, 2010, 327(5968):1008-1010.
doi: 10.1126/science.1182570 pmid: 20150447
[3] 杨昌富, 王好圆, 覃双结, 等. 氮肥形态及用量对坡耕地红壤pH的影响机理. 植物营养与肥料学报, 2023, 29(6):1168-1180.
[4] 周海燕, 徐明岗, 蔡泽江, 等. 湖南祁阳县土壤酸化主要驱动因素贡献解析. 中国农业科学, 2019, 52(8):1400-1412.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.08.010
[5] Wang H, Zhang H, Zhao Y, et al. Soil acidification of Alfisols influenced by nitrate and ammonium nitrogen level in tea plantation. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2018, 11(4):168-172.
[6] 曾清如, 沈杰, 周细红, 等. 施用尿素对温室内NO2和NH3气体积累的影响. 农业环境科学学报, 2004, 23(5):857-860.
[7] Hou Z W, Zhou B, Yang J M, et al. Effects of soil pH on growth and dry matter accumulation of tobacco plants. Agricultural Science & Technology, 2017, 18(8):1443-1447.
[8] 赵雅曼, 陈顺钰, 张韵, 等. 酸、Cd胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构的影响. 农业环境科学学报, 2019, 38(1):60-69.
[9] 李家辉. 土壤酸度对不同烤烟品种生长发育及土壤性状的影响. 郑州: 河南农业大学, 2023.
[10] 杨翼飞, 李青萍, 朱世平, 等. 6份枳种质耐酸碱胁迫能力的比较. 中国南方果树, 2017, 46(2):1-6.
[11] 张瀚曰, 胡斌, 包维楷, 等. 攀枝花地区芒果园土壤pH现状及变化趋势. 应用与环境生物学报, 2020, 26(1):63-73.
[12] 胡现荣, 范存敏, 吴萍萍, 等. 石灰用量对酸化稻田土壤酸度和水稻产量的影响. 安徽农业科学, 2023, 51(8):22-25.
[13] Fu Y Q, Zhong X H, Lu C S, et al. Growth, nutrient uptake and transcriptome profiling of rice seedlings in response to mixed provision of ammonium- and nitrate-nitrogen. Journal of Plant Physiology, 2023, 284:153976.
doi: 10.1016/j.jplph.2023.153976
[14] 杨剑虹, 王成林, 代亨林. 土壤农化分析与环境监测. 北京: 中国大地出版社, 2008.
[15] 张秦泽, 郝广, 李洪远. 外源输入氮的有效性及形态对植物生长与生理影响的研究进展. 生态学杂志, 2024, 43(3):878-887.
[16] Dai H Y, Wu B B, Chen B L, et al. Diel fluctuation of extracellular reactive oxygen species production in the rhizosphere of rice. Environmental Science & Technology, 2022, 56(12):9075-9082.
doi: 10.1021/acs.est.2c00005
[17] 禇光, 陈松, 徐春梅, 等. 我国水稻栽培技术的研究进展及展望. 中国稻米, 2019, 25(5):5-7.
doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2019.05.002
[18] Majumder S, Powell M A, Biswas P K, et al. The role of agronomic factors (rice cultivation practices and soil amendments) on Arsenic fractionation: a strategy to minimise Arsenic uptake by rice, with some observations related to cadmium. Catena, 2021, 206:105556.
doi: 10.1016/j.catena.2021.105556
[19] 胡锐, 胡香玉, 傅友强, 等. 氮肥运筹对水稻根系生长发育的影响及其与氮肥吸收利用的关系. 作物杂志, 2023(5):179-186.
[20] Kirk G J D. Plant-mediated processess to acquire nutrients: nitrogen uptake by rice plants. Plant and Soil, 2001, 232(1/2):129-134.
doi: 10.1023/A:1010341116376
[21] 段英华, 张亚丽, 沈其荣, 等. 增硝营养对不同基因型水稻苗期氮素吸收同化的影响. 植物营养与肥料学报, 2005, 11(2):160-165.
[22] Hachiya T, Sakakibara H. Interactions between nitrate and ammonium in their uptake, allocation, assimilation, and signaling in plants. Journal of Experimental Botany, 2017, 68(10):2501-2512.
doi: 10.1093/jxb/erw449 pmid: 28007951
[23] 陈亚华, 沈振国, 刘友良. 低温、 高pH胁迫对水稻幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶活性的影响. 植物生理学报, 2000, 26(5):407-412.
[24] 孙园园, 孙永健, 秦俭, 等. 适度水分胁迫下增硝对不同基因型水稻苗期生长及生理特性的影响. 干旱地区农业研究, 2013, 31(4):144-151.
[25] 黄亚楠, 王登良, 苏彦华. 低pH影响大豆和菜豆对氮素形态的响应. 土壤, 2021, 53(5):929-936.
[26] 司江英, 汪晓丽, 陈冬梅, 等. 不同pH和氮素形态对作物幼苗生长的影响. 扬州大学学报(农业与生命科学版), 2007, 28(3):68-71.
[27] 马道承, 庞艳萍, 田湘, 等. 植物不同氮素形态配比施肥及其分子机制研究进展. 西部林业科学, 2022, 51(5):164-170.
[28] 陈平. 介质pH与不同氮素形态对作物幼苗氮素吸收的影响. 扬州: 扬州大学, 2005.
[29] 徐聪, 张辉, 唐忠厚, 等. 减量氮肥配施有机肥及硝化抑制剂对土壤pH值、甘薯产量及构成的影响. 江苏师范大学学报(自然科学版), 2021, 39(2):26-30.
[30] 李平, 聂浩, 郎漫, 等. 不同氮肥配施生物炭对镉污染土壤青菜镉吸收的影响. 环境科学, 2023, 44(8):4489-4496.
[31] 易亚科, 周志波, 陈光辉. 土壤酸碱度对水稻生长及稻米镉含量的影响. 农业环境科学学报, 2017, 36(3):428-436.
[32] Lynch J P S U. Root architecture and plant productivity. Plant Physiology, 1995, 109(1):7-13.
doi: 10.1104/pp.109.1.7 pmid: 12228579
[33] 潘瑞炽. 植物生理学. 北京: 高等教育出版社, 2012.
[1] 和桂青, 李兆光, 袁文珏, 和琼姬, 杨文高, 李燕, 王蕊, 叶磊, 侯志江. 藜麦生长发育特性及养分吸收分配动态变化规律研究[J]. 作物杂志, 2026, (2): 172–179
[2] 王金玲, 潘越, 李思宇, 沈炘垭, 刘立军. 枯草芽孢杆菌和哈茨木霉菌对水稻稻米品质的影响[J]. 作物杂志, 2026, (2): 202–208
[3] 孙茹梦, 张男, 殷佳, 汝艳, 景文疆, 张耗. 水稻根系分泌物对干旱胁迫的响应研究进展[J]. 作物杂志, 2026, (1): 1–8
[4] 刘晴, 孙露宏, 高世伟, 刘宇强, 常汇琳, 马成, 王婧泽, 王翠玲, 聂守军. 水稻叶片的生理性状和形态特征受铬胁迫的影响研究[J]. 作物杂志, 2026, (1): 143–151
[5] 徐浩, 魏全全, 谭洪伟, 芶久兰, 冉雪松, 张萌, 宋南伶, 柳玲玲, 顾小凤, 吕锡斌. 酒糟有机无机复混肥对酒用高粱产量、品质、养分吸收及利用的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 208–216
[6] 闸雯俊, 李行润, 周发松, 冯芳, 吴边, 陈俊孝, 石少阶, 周雷, 王静, 游艾青. 水稻光温敏不育系19XS的选育及其特性分析[J]. 作物杂志, 2026, (1): 9–14
[7] 陈雷, 唐茂艳, 张战营, 钟晓媛, 高国庆, 张晓丽, 梁天锋, 潘英华. 花期高温胁迫下水稻种质资源的外观品质分析与评价[J]. 作物杂志, 2025, (6): 132–139
[8] 董晓慧, 景玉良, 刘立超, 王翠玲, 张利国, 孙露宏. 不同供磷水平和品种对工业大麻形态生理特征的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 216–224
[9] 孙强, 阮辛森, 周志豪, 孙会娟, 徐冉, 凌冬, 赵翠荣. 不同类型水稻品种表型性状遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2025, (6): 28–36
[10] 滕文, 叶凡, 周舟, 王屿乐, 刘立军. 小麦和油菜秸秆还田处理对盐胁迫下水稻产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2025, (5): 11–18
[11] 植藓闳, 纪子贤, 许镇旺, 谭恩, 梁日深, 马帅鹏, 唐辉武. 水稻CYP450家族基因Os78A5的表达分析[J]. 作物杂志, 2025, (5): 135–141
[12] 彭彬峰, 陆楚盛, 尹媛红, 朱菲菲, 叶群欢, 潘俊峰, 刘彦卓, 胡香玉, 胡锐, 李妹娟, 王昕钰, 梁开明, 傅友强. 高温胁迫下铵硝混配营养促进水稻生长的生理机制[J]. 作物杂志, 2025, (5): 165–170
[13] 都晗萌, 陈雨琼, 刘若彤, 陈英龙, 戴其根, 张洪程, 廖萍. 盐胁迫下喷施矮壮素和施用石膏对水稻产量及倒伏特性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (5): 29–34
[14] 杨林生, 习敏, 涂德宝, 李忠, 周永进, 许有尊, 孙雪原, 吴文革. 长江三角洲地区主要类型水稻生产资源投入及碳、氮足迹评估[J]. 作物杂志, 2025, (4): 150–156
[15] 陶祖豪, 王慰亲, 郑华斌, 向军, 唐启源. 水肥及化控对晚稻有序机抛秧秧苗素质的影响[J]. 作物杂志, 2025, (4): 224–230
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!