水稻根系形态生理与稻田甲烷排放关系的初步研究

【作者】 陈云； 李思宇； 杨建昌； 刘立军；

【机构】 扬州大学/江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心； 扬州大学生物科学与技术学院；

【摘要】 【研究背景】稻田排放的甲烷(CH4)约占全球甲烷排放总量的7-17%,是造成气候变暖的重要人为因素之一。水稻品种是影响稻田甲烷产生与排放的重要因素,但目前关于不同水稻品种根系与土壤微生物的互作对稻田甲烷排放的影响尚不明确。【材料与方法】选用生育期相近且抽穗期前地上部农艺性状相似的武运粳3号、镇稻88和淮稻5号三个粳稻品种为材料,在大田栽培条件下研究了上述品种稻田甲烷排放通量、甲烷排放总量、水稻根系性状以及土壤微生物群落和活性的变化,并观察了穗分化期施氮量对其的调控作用。【结果与分析】生育中期(穗分化始期至抽穗期)稻田甲烷排放量约占全生育期排放总量的39.0-49.7%,且水稻品种间差异显著。水稻根干重、根长、根系氧化力和根系泌氧能力等根系形态生理指标与稻田甲烷排放呈负相关关系。与不施氮处理相比,穗分化始期施氮54和108 kg ha-1使镇稻88根系生物量分别提高了10.1%和17.3%,甲烷排放量分别降低了12.7%和22.9%。水稻根系分泌物中的苹果酸、柠檬酸和琥珀酸可促进根际土壤甲烷氧化菌的丰度与活性,从而有利于降低稻田甲烷排放。【结论】筛选根量大和活力强的水稻品种或在穗分化始期适量施用氮肥可为土壤甲烷氧化菌提供适宜生境,降低稻田甲烷排放,并有利于提高水稻产量。更多还原