实地氮肥管理的水稻产量与品质及田间生态效应

论文摘要

氮肥是影响水稻产量最重要的因素之一。氮肥投入量高、利用效率低是我国目前水稻生产中突出的问题。探讨水稻高产高效的施肥技术是当前研究的一个热点。本研究以代表性水稻品种为材料,研究了实地氮肥管理（SSNM）的水稻生长发育特性、产量形成、米质特点以及田间生态效应,以期为水稻高产优质和养分资源的合理利用提供理论依据。研究的主要结果如下:1. SSNM的水稻生长发育和产量形成特点与生产上常规施肥方法（FFP）相比,SSNM在产量不降低甚至有所提高的前提下可以较大幅度地降低施氮量,氮肥农学利用率提高了143～166%。SSNM使水稻有效穗数有所下降,但其分蘖成穗率明显提高。穗分化前SSNM的水稻叶面积指数和根重低于FFP,孕穗后结果则相反。SSNM提高了抽穗期水稻的有效叶面积和高效叶面积的比率和抽穗至成熟的干物质积累以及移栽后的根冠比。2. SSNM提高水稻氮肥利用率的生理原因水稻在SSNM条件下氮的吸收高峰出现在穗分化至抽穗期,此阶段氮的吸收量约占最终总吸收量的45.6%～46.2%,明显高于在FFP条件下的N吸收量,抽穗后SSNM水稻的吸氮量也明显高于FFP。SSNM水稻自幼穗分化期开始,水稻根系重量、根系活力（尤其是单茎占有的根系活性）均超过FFP。SSNM明显提高了幼穗分化期和抽穗期水稻叶片中谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶和Fd-谷氨酸合成酶的活性。抽穗后水稻叶片光合速率、叶绿素荧光与光谱特征参数,SSNM明显高于FFP,表明SSNM有利于提高水稻中后期根系生长、养分吸收和光合生产能力。3. SSNM对稻米品质的影响与FFP相比,SSNM提高了稻谷的出糙率、精米率,尤其是明显提高了整精米率,改善了稻米的加工品质;明显降低了垩白粒率和垩白度,提高了稻米的透明度,改善了稻米的外观品质;SSNM的直链淀粉含量大幅降低,明显增加了米粉的最高粘度和崩解值,降低其消减值;SSNM还明显提高了米粉的胶稠度,使得米饭质地变软,明显降低了稻米蛋白质含量。表明SSNM可以改善稻米的品质。4. SSNM的田间生态效应通过用HOBO监测水稻冠层内外温湿度的变化状况,研究了不同氮肥管理对水稻田间生态效应的影响。结果表明,与FFP相比,实地氮肥管理可以改善水稻群体结构,提高冠层昼夜温差和湿差以及群体透光率,降低纹枯病等病害的发生。表明SSNM可以为水稻优质高产创造一个较好的田间生态条件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 引言
• 1 水稻氮肥管理的研究进展
• 1.1 我国水稻氮肥投入情况
• 1.2 提高氮肥利用率的研究
• 1.3 水稻实地氮肥管理概况
• 1.4 氮肥运筹对稻米品质的影响
• 1.5 氮肥运筹对水稻田间生态效应的影响
• 1.6 本研究的目的意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实地氮肥管理下水稻生长发育、产量形成与稻米品质特点
• 2.1.1 试验设计
• 2.1.2 记录及测定项目
• 2.1.2.1 SPAD 值测定
• 2.1.2.2 茎蘖数与株高变化动态
• 2.1.2.3 叶面积动态
• 2.1.2.4 干物质积累量
• 2.1.2.5 剑叶光合特性
• 2.1.2.6 叶片氮代谢酶类活性
• 2.1.2.7 根重和根系活性
• 2.1.2.8 植株含氮率
• 2.1.2.9 考种与计产
• 2.1.2.10 稻米品质
• 2.1.2.11 稻米淀粉体及蛋白体排列状况
• 2.2 实地氮肥管理的田间生态效应
• 2.2.1 试验设计
• 2.2.2 测定项目及方法
• 2.2.2.1 SPAD 测定
• 2.2.2.2 纹枯病发病率和发病指数调查
• 2.2.2.3 田间温湿度变化动态
• 2.2.2.4 群体透光率
• 2.2.2.5 考种与计产
• 3 结果与分析
• 3.1 实地氮肥管理下水稻生长发育、产量形成与稻米品质特点
• 3.1.1 施氮量及产量
• 3.1.1.1 施氮量的变化
• 3.1.1.2 产量及其构成
• 3.1.2 生长发育特性
• 3.1.2.1 茎蘖消长动态
• 3.1.2.2 株高变化动态
• 3.1.2.3 叶面积指数
• 3.1.2.4 干物质积累
• 3.1.2.5 根重和根冠比
• 3.1.3 吸氮特征、氮肥利用效率及其生理机理
• 3.1.3.1 吸氮量的变化
• 3.1.3.2 氮肥利用效率
• 3.1.3.3 根系活性变化
• 3.1.3.4 剑叶光合特性
• 3.1.3.5 叶片氮代谢主要酶类活性变化
• 3.2 实地氮肥管理下的稻米品质
• 3.2.1 加工品质
• 3.2.2 外观品质
• 3.2.3 蒸煮食味品质和营养品质
• 3.2.4 淀粉RVA 谱
• 3.3 实地氮肥管理对田间生态效应的影响
• 3.3.1 冠层内温度变化
• 3.3.2 冠层内湿度变化
• 3.3.3 群体透光率
• 3.3.4 纹枯病发病情况
• 3.3.5 水稻产量
• 3.3.6 纹枯病状况与田间温湿度的相关
• 4 讨论与结论
• 4.1 实地氮肥管理下水稻生长发育和产量形成特点
• 4.2 实地氮肥管理提高水稻氮肥利用率的生理原因分析
• 4.3 实地氮肥管理对稻米品质的影响
• 4.4 氮肥管理对水稻田间生态效应的影响
• 4.5 本研究的创新点
• 4.6 问题与建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢