江淮丘陵地区水稻“颖壳不闭”土壤养分障碍因子研究

论文摘要

安徽省水稻种植面积约220万hm2,稻谷产量135亿kg。水稻种植面积和产量约占全省粮食种植面积和总产量的近40%和50%,因此水稻生产在全省农业及国民经济中居有举足轻重的地位。近年来,安徽省江淮丘陵地区水稻发生了“颖壳不闭”现象,发生面积大、减产量大,给稻农带来较大的经济损失。在排除了水稻品种、高温等其他因素的干扰,究其根本原因和土壤养分元素有关。本文在比较了2006～2007年水稻发生“颖壳不闭”抽穗扬花期的温度基础上,采用了土壤养分状况系统研究法（ASI法）对江淮丘陵地区水稻“颖壳不闭”土壤养分状况进行了系统的研究;分析了水稻生长后期采集了水稻正常植株和“颖壳不闭”植株并进行了养分元素。从2006、2007年肥东、长丰、颍上水稻抽穗扬花期气温资料中看出,并没有出现像2003年持续异常高温天气,所以气温对水稻开花授粉影响不大,进而水稻产量并不会受到的影响。对三县水稻“颖壳不闭”土壤进行养分状况系统研究,通过分析测定原始土样养分含量,以ASI法中确定的各营养元素临界值为标准,三县水稻“颖壳不闭“土壤中氮素含量低,比临界值稍小。其次长丰县磷素高于临界值,肥东、颍上县都低于临界值,缺乏较为明显。长丰县土壤含钾量较高,大概为临界值的1.5倍,颍上县土壤含钾量较肥东点土壤高,但仍低于临界值。中量元素钙、镁、硫含量丰富,都大于三倍临界值。从微量元素铁、锌、铜、锰、硼的含量分析结果,可以看出Zn的含量都低于临界值;肥东、颍上、长丰县土壤锰含量均高于临界值,近临界值的8、6、4倍:硼、铜、铁的含量较高,并且都高于临界值的三倍水平。根据土壤分析结果,对P、K和Zn低于临界值的重要养分元素进行土壤吸附试验。通过对三地区土壤P、K、Zn等3种元素的吸附试验结果为:土壤对磷的吸附曲线表明:加入磷吸附液浓度与土壤浸提液中磷溶液呈直线相关（Y为土壤吸附后有效态养分提取量,X为养分元素加入量,下同）,肥东土壤y=0.3915x+4.1406、长丰土壤y=0.4441x+16.339、颍上土壤y=0.3333x+2.6389,土壤吸附能力大小依次为颍上＞肥东＞长丰;从土壤对钾的吸附曲线图可以看出,土壤中钾浸提量与加入量之间呈直线相关,三地区土壤钾的吸附曲线方程分别为肥东土壤y=0.4469x+66.662、长丰土壤y=0.2699x+100.59、颍上土壤y=0.3375x+68.703;土壤对锌的吸附曲线表明:三个土壤对锌的吸附固定能力在所设的加入吸附溶液浓度范围内差别不大,加入量与浸出量之间呈直线相关,肥东土壤y=0.5311x+1.8411,长丰土壤y=0.5437x+2.2617,颍上土壤y=0.4708x+0.8994,对锌的吸附固定能力顺序为颍上＞肥东＞长丰。综上可以看出,肥东土壤对磷、钾、锌的吸附强弱顺序为P＞K＞Zn,长丰土壤为K＞P＞Zn,颍上土壤为P＞K＞Zn。在三县采集的土壤上进行高粱苗期盆栽试验结果表明:氮、磷、钾是生产的主要限制因子,其中缺磷处理肥东县、长丰县、颍上县土壤高粱生物产量较OPT分别减少28.97%、14.66%、21.32%,而缺氮处理减少31.29%、37.97%、34.45%均达到极显著水平。肥东县、长丰县、颍上县土壤缺钾高粱生物产量较OPT分别减少20.73%、14.66%、27.05%,其中长丰县生物产量减少最少,颍上次之、肥东最多,均达到极显著水平。在缺锌盆栽试验生物量中,肥东县、长丰县、颍上县土壤高粱生物产量较OPT分别减少34.30%、41.61%、4.10%,由此可见,肥东县土壤养分的主要障碍因子及亏缺顺序依次为锌、氮、磷、钾;长丰县土壤主要障碍因子及亏缺顺序依次为锌、氮、钾、磷;颍上县土壤主要障碍因子及亏缺顺序依次为氮、钾、磷、锌。通过对水稻有无病害耕作层土壤和耕作层以下20cm土壤大量元素含量,可以看出这些测试土样的pH都在5.5～7.1之间,有机质含量不高且都小于20g/kg,相对缺乏。对于全氮来说,水稻正常植株还是“颖壳不闭”植株的土壤全氮含量相对缺乏,都是耕层大于耕层以下20cm,碱解氮含量也较低。对于有效磷,肥东地区含量中等,而其他的含量比较低,磷养分匮乏。对于土壤速效钾来说,是水稻“颖壳不闭”植株速效钾含量要高于对应的水稻正常植株。就缓效钾来说,无论是水稻正常还是“颖壳不闭”植株,都是耕层含量要低于耕层以下20cm,这一点和其他养分元素含量规律差别很大。无论哪个地区的土壤,水稻正常植株下土壤缓效钾含量都高于对应的水稻“颖壳不闭”植株。而从水稻有无病害耕作层土壤和耕作层以下20cm土壤中、微量元素含量,可以看出交换性钙镁含量丰富,对于水稻来说这两种养分元素不缺乏。对于有效硫来说,肥东、长丰地区含量中等及丰富,颍上含量相对较低。另外,只有肥东水稻正常植株耕层含量低于对应的水稻“颖壳不闭”植株,其他都是耕层有效硫含量高于耕层以下20cm。对于微量元素硼来说,肥东、长丰地区水稻正常植株下耕层含量低于水稻“颖壳不闭”植株下耕层,颍上则相反。最后对于土壤有效铁、锰、铜、锌来说,所有地区供试土壤耕层含量高于耕层以下20cm,而水稻正常植株下土壤耕层及耕层以下20cm这四种微量元素含量大于或和对应水稻“颖壳不闭”植株下土壤含量相差不多。从三县水稻正常植株和“颖壳不闭”植株大、中、微量元素分析来看,水稻正常植株籽实、茎叶、根系中的全氮、全磷、全钾含量都高于或略低于对应的“颖壳不闭”植株;对于全钙、全镁含量,水稻正常植株和“颖壳不闭”植株并没有太大的差别;至于微量元素全铜,水稻正常“颖壳不闭”植株籽实含量都差不多;而正常植株籽实中的锌含量要高于“颖壳不闭”籽实;水稻正常植株铁锰含量高于“颖壳不闭”植株。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 水稻颖花开放机理及影响因素
• 1.2.1 水稻颖花开放机理
• 1.2.1.1 浆片在颖花开放中的作用
• 1.2.1.2 浆片膨大机理
• 1.2.2 水稻颖花开放的调控及其机理
• 1.2.2.1 二氧化碳对水稻颖花开放的调控
• 1.2.2.2 温度对水稻颖花开放的调控
• 1.2.2.3 植物激素对颖花开放的诱导效应
• 1.2.2.4 其它因素对水稻颖花开放的调控
• 1.2.2.5 水稻颖花开放的调控机理
• 1.2.3 水稻颖花开放、闭合中小穗轴的作用
• 1.2.3.1 开闭颖过程中小穗轴中的某些变化
• 1.2.3.2 闭颖时小穗轴中物质的转运
• 1.3 水稻"颖壳不闭"病因分析
• 1.3.1 高温热害
• 1.3.2 抽穗扬花期与高温天气相遇
• 1.3.3 水稻田"源、流、库"不协调,生长发育出现异常
• 1.3.4 水稻田水肥条件
• 1.3.5 砷
• 1.4 水稻土
• 1.4.1 水稻土定义
• 1.4.2 江淮丘陵地区黄褐土
• 1.4.3 江淮丘陵地区水稻土
• 1.5 ASI方法
• 1.5.1 土壤样品的采集与处理
• 1.5.2 实验室化学分析
• 1.5.3 土壤对养分的吸附试验
• 1.5.4 温室或网室的盆栽试验
• 1.5.5 田间试验
• 2 引言
• 2.1 安徽水稻自然条件
• 2.1.1 光能
• 2.1.2 温度
• 2.1.3 水资源
• 2.2 安徽稻作区划
• 2.3 近年来江淮丘陵地区水稻"颖壳不闭"现象
• 3 试验内容与方法
• 3.1 三县2006、2007年7月中旬至8月中旬气象资料收集
• 3.2 试验材料与方法
• 3.2.1 土壤样品的采集和制备
• 3.2.2 土壤样品中有效养分含量的测定
• 3.2.3 吸附试验
• 3.2.4 盆栽试验
• 3.2.4.1 盆栽试验中各营养元素储备液准备
• 3.2.4.2 盆栽试验中各营养元素储备液推荐加入量
• 3.2.4.3 盆栽试验中Ca/Mg和Mg/K比值的平衡
• 3.2.4.4 盆栽试验中各处理的土壤准备
• 3.2.4.5 盆栽试验中播种及灌溉
• 3.2.4.6 盆栽试验收获
• 3.2.4.7 盆栽试验的结果分析
• 3.3 试验中使用的仪器
• 3.4 水稻成熟期取样与分析
• 3.4.1 取样、分析中准备工作
• 3.4.2 水稻植株的采集
• 3.4.3 水稻土样的采集
• 3.5 分析方法
• 3.5.1 三县土壤分析
• 3.5.2 水稻成熟期采样分析
• 3.5.2.1 水稻植株样分析
• 3.5.2.2 土壤分析
• 3.6 数据处理
• 4 结果与分析
• 4.1 水稻花期高温与结实率的关系
• 4.2 2006、2007年江淮之间肥东、长丰、颍上县水稻扬花抽穗期气象资料分析
• 4.2.1 2006年江淮之间肥东、长丰、颍上水稻扬花抽穗期气象资料分析
• 4.2.2 2007年江淮之间肥东、长丰、颍上水稻扬花抽穗期气象资料分析
• 4.3 土壤养分状况系统研究法的生物有效性试验
• 4.3.1 供试土壤养分测定值及评价
• 4.3.2 供试土壤养分的吸附固定试验
• 4.3.3 供试土壤温室盆栽试验
• 4.4 水稻成熟期取样与分析
• 4.4.1 水稻有无病害耕作层土壤和耕作层以下20cm土壤养分含量分析
• 4.4.2 水稻有无病害植株籽实、茎叶、根系养分含量分析
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.1.1 江淮丘陵地区水稻"颖壳不闭"和温度的关系
• 5.1.2 江淮丘陵地区水稻"颖壳不闭"土壤养分状况系统研究法
• 5.1.3 水稻有无病害耕作层土壤和耕作层以下20cm土壤养分含量
• 5.1.4 水稻有无病害植株籽实、茎叶、根系养分含量分析结果
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士期间发表的论文