寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应

为了探究寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应规律,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,深入解析了各生育阶段耗水量对水稻干物质量及干物质积累过程的影响。结果表明,各生育阶段耗水量对水稻干物质积累的影响决定系数由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期与抽穗开花期的耦合效应、拔节孕穗期、抽穗开花期与乳熟期的耦合效应、分蘖中期与抽穗开花期的耦合效应、分蘖中期与拔节孕穗期的耦合效应、分蘖中期。在水稻营养生长阶段,各阶段耗水量通过影响干物质积累进入快速增长的时间和最快增长速率,进而间接影响干物质积累量,分蘖中期耗水量每增加1 mm,将提前0.459 d进入干物质积累快速增长阶段;拔节孕穗期耗水量每增加1 mm,干物质积累的最快增长速率提高0.011 3 g/d。进入生殖生长阶段,各阶段耗水量对干物质积累量的直接影响大于间接影响。各生育阶段耗水量对水稻产量和干物质量的影响排序相同,由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期、分蘖中期、乳熟期、分蘖前期、分蘖后期,拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量与水稻经济系数呈显著负相关。研究结果可为寒地黑土区水稻合理制定灌溉制度提供理论依据。     

黑土区水稻生长生理特性与产量对耗水过程的响应

为了探究黑土区水稻生长生理特性及产量对耗水过程的响应规律,于2017年5月18日—9月20日在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,解析了各生育时期耗水量对水稻生长生理特性及产量的影响。结果表明:水稻生育期内耗水强度总体呈现先上升后下降的趋势,在抽穗开花期达到最大,为5.66 mm/d;耗水模系数在整个分蘖期达到最大,平均值为43.98%,抽穗开花期后趋于稳定。分蘖后期耗水量(ET3)对叶片干物质量影响最大;茎鞘和穗干物质量对拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量(ET4、ET5)的响应程度最为显著(P0.01);分蘖中、后期耗水量(ET2、ET3)对根干物质量分别存在最大正效应、负效应;除分蘖前期耗水量(ET1)外,分蘖中期至抽穗开花期耗水量对根系伤流量影响由大到小顺序为:ET2、ET3、ET4、ET5;分蘖中期、拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量对气孔导度和蒸腾速率的影响为正效应(P0.05),分蘖前期耗水量对蒸腾速率的影响为负效应(P0.05);除分蘖前期耗水量外,分蘖中期至抽穗开花期耗水量对胞间CO2浓度和净光合速率影响由大到小顺序分别为:ET5、ET2、ET4、ET3和ET2、ET5、ET4、ET3。分蘖中期、拔节孕穗期、抽穗开花期的水分敏感指数值分别为0.120、0.244、0.252,这3个时期耗水量对产量影响更为显著。该研究可为黑土区水稻节水灌溉制度制定提供依据。     

分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片性状的影响

采用盆栽试验,设置2个旱涝交替胁迫处理(旱-涝-旱连续胁迫,其中涝为保持水深10 cm;轻旱(T-LD)和重旱(T-HD)),并以常规灌溉(CK)为对照,研究了分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片含水率、叶面积、叶倾角和不同叶位叶片形状的影响。结果表明,水稻分蘖期受旱后叶片含水率降低,且胁迫程度越大叶片含水率越低;分蘖期旱涝交替胁迫抑制水稻叶片的叶面积增加,在后期复水后叶面积仍处于较低水平(T-LD、T-HD处理仅为CK的42.43%、53.90%),但黄熟期T-HD处理叶片比叶质量比CK低1.01%。旱涝交替胁迫下水稻上层叶倾角表现出大于CK的趋势,在抽穗开花期,水稻剑叶和倒二叶生长迅速。     

不同灌溉模式下施加控释肥对水稻生长特征及产量的影响研究

为了探索不同灌溉模式下施加控释肥对水稻的生长及产量的影响,试验设计了常规灌溉A和控制灌溉B、C三种灌溉模式,采用盆栽试验,分析了不同水氮管理条件下水稻的茎蘖、株高、叶面积指数(LAI)、产量、灌水量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明,施用控释肥增加了水稻的分蘖数和LAI,但有效分蘖率比常规肥少,平均减少了13.46%。水稻分蘖期和抽穗-开花期水分胁迫对LAI影响较大,施加控释肥条件下灌溉模式A水稻LAI与灌溉模式C差异极显著(P0.01),施加常规肥条件下灌溉模式A水稻LAI与灌溉模式C差异显著(P0.05),水分胁迫条件下,控释肥对LAI的影响比常规肥更加明显。施加控释肥条件下,灌溉模式B、C的产量分别比灌溉模式A减少1.67%、5.77%;施加常规肥条件下,灌溉模式B、C的产量分别比灌溉模式A减少1.19%、4.24%。与常规施肥相比,施用控释肥提高了水稻的产量,但总灌溉水生产率比常规肥低0.1kg/m3。     

间歇灌溉下不同生育时期施硅对水稻生长发育的影响

【目的】探究间歇灌溉模式下不同生育时期施硅肥对水稻生长发育及产量的影响并确定适宜的施硅肥时期。【方法】选取“津原85”为研究对象,采用田间小区试验,在间歇灌溉模式下设6个施硅肥处理（不施硅肥（CK）、分蘖期施硅肥（F1）、拔节期施硅肥（F2）、孕穗期施硅肥（F3）、抽穗期施硅肥（F4）、扬花灌浆期施硅肥（F5）。研究间歇灌溉下不同处理对水稻生长性状及产量的影响。【结果】间歇灌溉下增施硅肥对水稻生长发育、产量及灌溉水分利用效率均具有促进作用,使水稻叶面积指数增长1.15%～11.36%,干物质量增长9.17%～24.24%,产量增长2.05%～8.63%,灌溉水分利用效率增长2.16%～8.63%。不同生育时期施硅肥对水稻的影响也不同,其中分蘖期施硅肥效果最佳。【结论】间歇灌溉模式下,通过增施硅肥可促进水稻生长发育,提高产量及灌溉水分利用效率;可将分蘖期作为间歇灌溉下“津原85”水稻适宜的施硅肥时期。     

寒地黑土区水稻耗水特性及其对水分利用效率的影响

为了探究寒地黑土区水稻耗水特性及其对水分利用效率的影响,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U_7(7~6)均匀试验设计,分析了各生育期水稻生育阶段、昼夜间及逐时耗水量的变化特征,明确了各生育阶段耗水量对产量及生物量水分利用效率的影响。结果表明:拔节孕穗期各处理耗水量及耗水模系数均值最高,分别为77. 25 mm、23. 09%;水稻各处理昼间、夜间耗水量总体呈现"低-高-低"的变化趋势,抽穗开花期昼、夜间耗水量均值达到最大,为6. 32、0. 76 mm/d;分蘖前期、分蘖中期水稻昼间耗水特征呈倒"V"形曲线,耗水量高峰出现在12:00—13:00;分蘖后期至乳熟期呈"M"形曲线,耗水量高峰分别出现在11:00—12:00、13:00—14:00,乳熟期首个耗水量峰值相对提前,为10:00—11:00;阶段耗水量对水分利用效率(WUE)的直接作用和对R~2总贡献排列一致,由大到小依次为抽穗开花期耗水量(ET_5)、分蘖中期耗水量(ET_2)、拔节孕穗期耗水量(ET_4)、分蘖后期耗水量(ET_3)、乳熟期耗水量(ET_6)、分蘖前期耗水量(ET_1);分蘖后期、乳熟期耗水量对WUE存在直接负作用,阶段耗水量对WUE影响决定系数较大的变量由大到小依次为ET_5、ET_4×ET_5、ET_2×ET_5、ET_2、ET_4;抽穗开花期生物量水分利用效率(SWUE5)与水稻产量及WUE均呈显著正相关,分蘖前期至抽穗开花期耗水量对SWUE5的影响由大到小依次为ET_5、ET_4、ET_3、ET_1、ET_2。该研究结果可为深入研究黑土区水稻耗水特性、水分利用规律及水稻节水高效生产提供依据。     

水肥调控对水稻植株不同部位磷素含量及分配的影响

根据田间试验资料,分析了水稻植株的含磷量、磷素累积量以及不同部位的磷素分配.结果表明:两种灌溉方式下,与农民习惯施肥(FFP)相比,控制灌溉条件下实地氮肥管理(SSNM)提高了水稻叶片含磷量,生育后期叶片磷素累积量仍保持在较高的水平.同时在拔节孕穗期提高了茎鞘和根系含磷量,茎鞘磷素累积量有所上升.乳熟期SSNM处理水稻穗部含磷量高于FFP处理.两种施肥方式下,与淹水灌溉相比,控制灌溉降低了水稻叶片、茎鞘含磷量,但是在拔节孕穗期SSNM处理下控制灌溉提高了水稻根系含磷量,到了生育后期磷素累积量有所反弹,抽穗开花期控制灌溉水稻穗部含磷量显著高于淹水灌溉.水肥联合分析显示,控制灌溉与实地氮肥管理联合调控促进磷素向生长中心转移,提高了磷素的利用效率.     

水分胁迫对寒地水稻光合速率、气孔限制值及WUE的影响

【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。     

水稻各生育阶段分别受旱条件下产量及敏感系数差异性研究

水稻整个生育期的生长需要经过不同的6个生育阶段,分别是返青期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期和黄熟期,每个生育阶段的需水量不尽相同.其中,返青期需要返青活苗,这个时期必须保证供应足够的水量以使得稻苗成活;黄熟期需要落干晒田,不需要进行水量补充;其他4个生育期对水量的要求各不相同.在试验的基础上,研究在中间4个生育期内给予水稻不同的受旱处理,分析其最后的产量差异及各个生育期的水分敏感系数(缺水系数)的大小,结果表明,对于缺水最为敏感的时期是抽穗开花期,其次是拔节抽穗期,最后是分蘖期和乳熟期.试验的研究可以为今后灌区水稻的分阶段灌溉提供合理的依据,把宝贵的水资源用在最重要的环节,为灌区制定合理的灌溉制度提供参考.     

生物炭与尿素混合施肥模式对节水灌溉水稻生长及产量的影响研究

为揭示不同氮肥处理对节水灌溉水稻生长特征及产量的响应机理,本试验设计常规灌溉A和控制灌溉B、C 3种灌溉模式,以及常规尿素肥、生物炭与尿素肥混合、控释肥3种氮肥管理模式,采用盆栽试验,分析了不同水氮管理条件下水稻的茎蘖、株高、叶面积指数、叶绿素含量、产量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明,生物炭与尿素混合施肥模式和控释肥施肥模式水稻生长特征较为相似,但也有一定区别,生物炭与尿素混合施肥模式促进水稻地上部分的生长,提高了水稻有效分蘖率,水稻的产量和灌溉水分生产率分别较常规施肥模式提高了11.15%和7.26%,控释肥一定程度促进水稻地上部分的生长,提高水稻产量,但水稻的有效分蘖率和灌溉水分生产率较常规肥管理低。与灌溉模式A相比,灌溉模式B水稻地上部分生长受到轻微抑制,水稻产量略有降低,但灌水量显著降低(P0.05),水稻灌溉水分生产率得到大幅度提高,平均提高0.70kg/m~3;灌溉模式C水稻灌水量大幅度降低,灌溉水分生产率也最高,但水稻生长受到抑制较为明显,水稻减产幅度较高。综上所述,灌溉模式B和生物炭与尿素肥混施为本次试验最合理的水氮管理方式。     

不同灌溉方式水稻植株对氮素的吸收利用研究

研究不同灌溉条件下水稻植株对氮素的吸收和利用。结果表明，在研究条件下，薄浅湿晒和间歇灌两种灌溉方式有利于水稻形成健壮的根系、增强吸氮能力，有利于氮素向生长中心转移，增加生长后期叶面积指数和叶片含氮量，提高水稻产量。     

不同水肥模式单季水稻生长特性研

通过田间试验，对比不同灌溉模式与施肥方式的组合对单季水稻分蘖、根系生长、叶面积指数、产量和水分生产率的影响。研究表明：节水灌溉模式下（薄露灌、间歇灌），水稻分蘖优于常规灌溉，并且3次施肥处理的最终分蘖量好于2次施肥；水稻根系长度和根毛总量均大于常规灌溉；不同灌溉模式对水稻叶面积指数影响不显著；节水灌溉加3次施肥处理的实测产量略大于常规处理，每亩增产10~30kg。另外，节水灌溉模式可显著提高单季水稻的水分生产率，生育期用水可减少10%～30%。     

超微气泡增氧灌溉对水稻生育特性及产量的影响

以常规粳稻秀水09和杂交籼稻两优培九、国稻6号为试验材料,在2007和2008年采用大田试验,研究了超微气泡增氧灌溉对水稻生物学特性和产量的影响。结果表明,与常规灌溉相比,增氧灌溉处理具有分蘖发生快,叶面积指数大,干物质积累多等优点,尤其在生育后期表现出较大的干物质积累优势。增氧灌溉显著增加了水稻产量,其中秀水09分别增产8.45%(2007)和6.23%(2008)、国稻6号增产9.13%、两优培九增产7.49%。而且增氧灌溉明显提高了水稻有效穗数及结实率,但对水稻每穗总粒数和千粒重影响不明显。     

施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量影响

为揭示施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量的影响,试验设计常规灌溉和控制灌溉两种灌溉方式,采用盆栽试验,分析了施加生物炭条件下节水灌溉水稻的茎蘖、株高、叶面积指数(LAI)、叶绿素(SPAD)、产量、灌水量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明:与常规灌溉相比,控制灌溉轻微抑制了水稻地上部分的生长,保证了水稻稳产,灌水量平均减少34.91%,灌溉水分生产率平均提高了0.69kg/m~3。施加生物炭处理增加了水稻茎蘖数、株高以及LAI,提高了水稻的有效分蘖率,使水稻对氮素吸收相对平稳,SPAD值变化波动小,水稻产量平均提高947kg/hm~2,灌溉水分生产率平均提高0.16kg/m~3。控制灌溉与生物炭联合应用水稻灌溉水分生产率最高,为2.12kg/m~3。     

节水灌溉的水稻冠层结构研究

根据国家“863”节水农业专项子课题现场试验资料．分析了控制灌溉和常规灌溉条件下水稻的冠层叶面积指数、平均叶倾角、散射辐射透射系数、直射辐射透射系数、消光系数和叶分布等冠层指标。结果表明．通过对土壤水分的合理调控．控制灌溉模式的水稻株型合理,散射辐射透射系数较大．直射辐射透射系数从上层至下层逐渐减小,消光系数从上层至下层逐渐增大．有利于光的向下透射和光的截获．为水稻高产奠定了基础。     

Phenology based irrigation scheduling and determination of crop coefficient of winter maize in rice fallow of eastern India

Vast rainfed rice area (12 million ha) of eastern India remains fallow after rainy season rice due to lack of appropriate water and crop management strategies inspite of having favourable natural resources, human labourers and good market prospects. In this study, a short duration crop, maize, was tried as test crop with different levels of irrigation during winter season after rainy season rice to increase productivity and cropping intensity of rainfed rice area of the region. Maize hybrid of 120 days duration was grown with phenology based irrigation scheduling viz., one irrigation at early vegetative stage, one irrigation at tassel initiation, two irrigation at tassel initiation + grain filling, three irrigation at early vegetative + tassel initiation + grain filling and four irrigation at early vegetative + tassel initiation + silking + grain-filling stages. Study revealed that one irrigation at tassel initiation stage was more beneficial than that of at early vegetative stage. Upto three irrigation, water use efficiency (WUE) was increased linearly with increased number of irrigation. With four irrigations, the yield was higher, but WUE was lower than that of three irrigations, which might be due to increased water application resulted in increase crop water use without a corresponding increase of yield for the crop with four irrigations. The crop coefficients (K_c) at different stages of the crop were derived after computing actual water use using field water balance approach. The crop coefficients of 0.42–0.47, 0.90–0.97, 1.25–1.33, and 0.58–0.61 were derived at initial, development, mid and late season, respectively with three to four irrigation. Study showed that leaf area index (LAI) was significantly correlated with K_c values with the R² values of 0.93. When LAI exceeded 3.0, the K_c value was 1. Study revealed that the K_c values for the development and mid season stage were slightly higher to that obtained by the procedure proposed by FAO, which might be due to local advection.     

基于冠气温差的淮北地区水稻日需水量估算模型研究

【目的】构建水稻日需水量估算模型,为灌区动态用水管理提供科学指导。【方法】以淮北淮涟灌区水稻为研究对象,通过称质量法获取水稻日需水量,同步采集水稻冠层温度和相关气象要素,分析各要素与实测水稻日需水量关系,构建了以太阳净辐射和冠气温差为参数的水稻日需水量估算模型,并利用叶面积指数对其进行修正。【结果】太阳净辐射量和冠气温差是反映水稻日需水量的关键因子,水稻日需水量与太阳净辐射呈正线性相关,与冠气温差呈负线性相关,冠气温差随着生育期延续有增大的趋势。通过叶面积指数修正的模型相对误差为5.07%,均方根误差为0.183 mm/d。【结论】利用冠气温差估算水稻日需水量,方法较为简单,精度满足灌溉管理要求。     

New water consumption pattern of rice under water-saving irrigation

Since 1982 tests of rice irrigation technique of controlled soil moisture content have been carried out at the Mairendian Testing Station of Hohai University and Jining Water Conservancy Bureau. The results prove that the water consumption (including ecological and physiological consumption) and output of rice vary considerably according to the different irrigation techniques used. In this paper, the water-saving effects are explained in terms of correlation between the varieties of ecological environment of rice growing and physiological indices such as soil moisture, soil air, soil temperature, leaf area index and stoma aperture etc., and rice root growth and a formation of an ideal colony. This irrigation technique makes watering quota most economical and efficient. The water consumption is reduced by 41% and only 46.8% of water are required for flooding irrigation. Rice yield increases by 15%. Not only are interplant evaporation and field seepage greatly reduced but also transpiration is greatly reduced under controlled irrigation. New water consumption pattern of rice growing is thus formed.     

以土水势为灌溉指标的水稻节水灌溉研究

2002年5月～10月在河南省惠北试验站进行大田试验,以土水势为灌水下限控制指标,研究了不同水分胁迫条件下的中稻生物效应和水分生产率。结果表明:水分胁迫通过对不同生长阶段根、茎、叶等器官生长发育的影响和降低有效分蘖数而最终影响水稻产量。与传统灌溉相比,以土水势-30kPa为灌水下限控制指标,对产量无显著影响,且可以大大节约灌水量,提高水分生产率,是该地区中稻较为适宜的灌水制度。