栽培稻水分高效利用技术初步研究

论文摘要

我国是一个水资源紧缺的国家,而水稻灌溉用水占我国总用水量的近50%。在水稻生产中选用水分高效利用品种,并实行节水灌溉栽培对缓解我国水资源紧缺,保障粮食安全具有十分重要的战略意义。本研究在防雨棚下进行盆栽试验,选用10个普通栽培稻（Oryza sativa）和4个非洲栽培稻（Oryza glaberrima）品种为材料,研究了水稻水分高效利用品种的快速、简单、初步筛选的指标及方法,并以水分利用效率（Water use efficiency,WUE）较高的水稻品种（杨稻6号）为材料初步研究了提高水稻WUE的水分管理措施。主要研究结果如下:1、水稻水分高效利用品种的快速、简单、初步筛选的指标及方法（1）利用播种——孕穗末期的总根数和整株干重的WUE进行初步筛选孕穗末期的根数指标与水稻产量WUE（r=0.578*）、全生育期的整株干重WUE（r=0.633*）、地上部分干重WUE（r=0.646*）均达到显著相关。水稻产量的WUE与孕穗末期整株干重的WUE呈显著正相关（r=0.537*）。因此,利用孕穗末期的根数和整株干重的WUE可以进行水稻水分高效利用品种的快速、简单、初步筛选。（2）利用分蘖期——孕穗末期这个阶段地上部分干重的WUE进行初步筛选水稻产量WUE与分蘖期——孕穗末期这个阶段整株干重的WUE呈显著正相关（r=0.627*）,与这个阶段地上部分干重的WUE呈极显著正相关（r=0.684**）。这个阶段,地上部分干重的WUE和整株干重的WUE之间有极显著的正相关性（r=0.956**）。（3）根据某一生育时期相关指标进行初步筛选分蘖期,整株干重的WUE与绿叶面积（r=0.685**）、绿叶数（r=0.557*）、分蘖数（r=0.563*）、苗高（r=0.593*）、根数（r=0.608*）、根体积（r=0.598*）呈显著正相关,地上部分干重的WUE与绿叶面积（r=0.675**）、苗高（r=0.707**）呈极显著正相关;孕穗末期整株干重的WUE、地上部分干重的WUE与比叶重呈显著正相关（相关系数分别为:r=0.540*;r=0.612*）;灌浆期整株干重的WUE与根冠比（r=-0.607*）、叶片离体失水速率（r=-0.547*）呈显著负相关,地上部分干重的WUE与根干重（r=-0.535*）、根冠比（r=0.705**）呈显著负相关。因此,每个时期的各相关指标可以作为相应时期水稻水分高效利用品种的筛选指标。2、提高水稻WUE的水分管理方法（1）适时适当水分亏缺管理可以提高水稻的WUE在同一生长时期,扬稻6号产量WUE随灌水量变化而变化;在相同灌水条件下,产量WUE随生长发育进程的变化而变化。扬稻6号全生育期中,除了65-80d间,WUE随灌水量的增加而增加,而在其它时期,WUE均随灌水量的增加呈单峰曲线变化。在全生育期中,WUE最高值随生育期的推移及灌水量的变化而呈现“U”形曲线变化。（2）分蘖期亏缺供水条件下,增加灌水次数,可以提高水稻产量和WUE。在相同灌水量条件下,水稻产量以及产量WUE均随着灌水次数的增加而增加;在2天1次和4天1次的灌水次数相同的条件下,产量以及产量WUE随着灌水量增加呈现先增加后减小的变化趋势;在70%-80%供水量时,产量以及产量WUE达到高值;而在6天1次的灌水次数相同的条件下,产量以及产量WUE随着灌水量的增加而增加。本试验中,扬稻6号在70%供水量,灌水频率为2天1次的条件下,水稻产量WUE（1.303g/kg）分别比灌水频率为4天1次、6天1次的分别增加了7.42%、53.47%,与对照处理（1.082g/kg）相比,提高产量水分利用效率20.43%。在各处理中,70%供水量每2天灌溉1次处理的单株产量最高（50.16g/株）,与饱和供水和其他供水量相比,每2天灌溉1次处理的产量差异均达极显著水平。表明在分蘖期适度水分亏缺和增加灌溉次数的水分管理措施具有增产效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 我国水资源现状和发展节水灌溉的重要性和必要性
• 1.2 水稻节水灌溉的生理生态基础及节水潜力
• 1.2.1 水稻节水抗旱栽培的生态基础
• 1.2.2 水稻节水抗旱栽培的生理基础
• 1.2.3 水稻需水量的调节
• 1.3 水稻节水灌溉节水增产机理的研究进展
• 1.3.1 水稻节水灌溉的节水机理
• 1.3.1.1 降低叶面蒸腾
• 1.3.1.2 减少棵间蒸发
• 1.3.1.3 降低田间渗漏量
• 1.3.2 水稻节水灌溉的增产机理
• 1.3.2.1 节水灌溉对根系生长发育的影响
• 1.3.2.2 节水灌溉对茎蘖的影响
• 1.3.2.3 节水灌溉对水稻光合生产力的影响
• 1.3.2.4 节水灌溉对水稻产量和产量形成的影响
• 1.3.2.5 节水灌溉对土壤养分吸收的影响
• 1.4 对水分利用效率的研究
• 1.4.1 作物水分利用效率的概念及表达
• 1.4.2 作物水分利用效率的研究现状
• 1.4.3 水分利用效率的影响因素
• 1.4.3.1 内在因素
• 1.4.3.2 环境因素
• 1.4.4 提高水分利用效率的途径
• 1.4.5 土壤水分亏缺时水分利用效率与作物产量的关系
• 1.5 水分亏缺后恢复供水对受旱作物的补偿效应
• 1.5.1 研究进展
• 1.5.2 复水对作物产量的补偿效应
• 1.5.3 复水与根系生长的关系
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 正常供水条件下高水分利用效率品种筛选方法研究
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.2.1 苗期水培（4叶期）
• 2.1.2.2 盆栽土培
• 2.1.3 测定项目与方法
• 2.1.3.1 生长及生理指标测定
• 2.1.3.2 产量及其性状考察
• 2.1.4 统计分析
• 2.2 不同供水量对水稻水分利用效率的影响研究
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验设计
• 2.2.3 测定项目与方法
• 2.3 分蘖期亏缺供水下灌水次数对水稻水分利用效率的影响
• 2.3.1 试验设计
• 2.3.2 测定项目与方法
• 3 结果分析
• 3.1 正常供水条件下高水分利用效率品种筛选方法研究
• 3.1.1 播种至某一生育时期的测定指标与水稻全生育期水分利用效率的关系
• 3.1.1.1 水稻全生育期的水分利用效率测定值
• 3.1.1.2 播种至4叶期（水培）
• 3.1.1.3 播种至分蘖期
• 3.1.1.4 播种至孕穗末期
• 3.1.1.5 播种至灌浆期
• 3.1.1.6 不同生育时期及其与全生育期之间水分利用效率的相关性
• 3.1.2 由某一阶段的水分利用效率筛选水分利用效率高的水稻品种
• 3.1.3 某一生育时期形态生理指标与该时期水分利用效率的相关性
• 3.1.3.1 苗期（4叶期）
• 3.1.3.2 播种至分蘖期
• 3.1.3.3 播种至孕穗末期
• 3.1.3.4 播种至灌浆期
• 3.1.4 叶片水平水分利用效率与全生育期水分利用效率的相关分析
• 3.2 不同灌水量对水稻产量及水分利用效率的影响
• 3.2.1 产量
• 3.2.2 产量构成因子
• 3.2.3 穗长
• 3.2.4 耗水量
• 3.2.5 水分利用效率
• 3.3 分蘖期亏缺供水条件下灌水频率对水稻产量及水分利用效率的影响
• 3.3.1 不同处理间产量和水分利用效率差异
• 3.3.2 对产量的影响
• 3.3.2 对耗水量的影响
• 3.3.4 对水分利用效率的影响
• 4 讨论
• 4.1 高水分利用效率水稻品种的筛选方法
• 4.2 供水量与水稻产量及水分利用效率
• 4.3 亏缺供水与灌水频率对水稻产量及水分利用效率的影响
• 4.4 本研究的不足及改进设想
• 参考文献
• 致谢
• 附录:部分实验数据表