控制灌溉条件下增氧对超级稻根系生长及水分利用效率的影响

以超级稻“陵两优268”为试验材料,采用控制灌溉与增氧灌溉技术相结合,设置4组处理,分别为机械控制灌溉增氧(JX)、超微泡控制灌溉增氧(WP)、控制灌溉(CK)、淹水灌溉(YS),研究控制灌溉条件下增氧对水稻根系生长特征及水分利用效率的影响.结果表明:控制灌溉条件下增氧与淹水灌溉条件相比,有效节约用水最大达15.3%,有利于促进根系生长,增大了水稻的根部干物质质量,降低了水稻的茎叶干物质质量;提高了水稻根体积、根粗及干物质的质量,能显著增强水稻的根系活力,延缓水稻根系的衰老;产量上,控制灌溉增氧处理基本与淹灌处理接近,但结实率、千粒重、水分利用效率都优于淹灌处理.     

拔节孕穗和抽穗开花期控制灌溉对水稻生长的影响

在水稻拔节孕穗和抽穗开花期,分别以土壤饱和含水率的70%、80%和90%作为灌溉下限进行控制灌溉。结果表明,与常规灌溉相比,拔节孕穗期水分控制条件下水稻生长受到抑制,单穴有效穗数和千粒质量变化较小,每穗粒数和每穗实粒数显著减少,产量也有减小趋势,但差异不显著;抽穗开花期控制灌溉对水稻生长和产量影响相对较小,均未达到显著水平;拔节孕穗期控制灌溉较抽穗开花期节水效应明显,但抽穗开花期控制灌溉有利于获得更高的水分生产效率,因此,制定水稻控灌灌溉制度时,拔节孕穗期轻控,抽穗开花期适当增大水分控制下限有利于水稻节水增产。     

寒地黑土区节水灌溉下水稻对基肥氮素的吸收分配

【目的】进一步揭示寒地黑土区稻作节水灌溉模式下水稻对基肥氮素的吸收分配情况,以明确不同水氮管理模式下水稻对基肥氮素的吸收利用率。【方法】在田间小区中原位设置15N示踪微区,并施用带有15N标记的基肥,对比分析了淹水灌溉模式和控制灌溉模式下水稻对基肥氮素的吸收及分配以及被水稻吸收的基肥氮素在水稻地上部各器官的累积情况。【结果】与淹水灌溉相比,虽然稻作控制灌溉模式可以有效提高水稻地上部干物质及氮素积累量,但水稻内对基肥氮素的吸收利用量较低。控制灌溉模式下,水稻分蘖期基肥回收率为0.86%～2.60%;拔节孕穗期基肥回收率为1.17%～3.27%;抽穗开花期基肥回收率为15.18%～33.50%;成熟期基肥回收率为10.91%～24.39%,除水稻抽穗开花期和成熟期施氮量为85 kg/hm~2处理外,不同施氮量下控制灌溉模式水稻生育期内地上部植株的基肥氮素积累量和回收率均低于淹水灌溉,基肥氮素的损失量较大。不同施氮量下控制灌溉水稻成熟期时地上部植株吸收的基肥氮素总量的63.99%～72.95%存在于水稻穗部,高于淹水灌溉模式。【结论】稻作控制灌溉模式可以有效提高水稻吸收的基肥氮素,向水稻穗部的运移量,保证了基肥氮素的高效利用。     

土壤水分调控对超级稻根系特征的影响

【目的】探究土壤中不同含水率对超级稻节水率以及节水条件下根系生长特征的影响。【方法】采用盆栽试验,通过设置不同的土壤含水率,以占田间持水率比例进行划分:A处理(90%~100%)、B处理(80%~90%)、C处理(70%~80%)、D处理(60%~70%),并以充分灌溉为对照(CK),测算了超级稻全生育期灌溉耗水量,并测试了超级稻不同生长阶段根系相关特征指标。【结果】土壤水分调控处理比CK节水15%~30%。土壤水分调控处理能够增加超级稻根系平均直径24.67%、总根体积4.80%。在超级稻生长阶段的颖花结实期和成熟期,土壤水分调控处理组根系活力高于CK。B处理根系生长优于其他土壤水分调控处理,另外B处理超级稻平均根系干物质积累量为92.36 g。【结论】土壤水分调控处理能减少超级稻灌溉水量,促进根系发育,提高耐旱性;土壤水分为田间持水率的80%~90%时,超级稻根系生长最佳。     

节水灌溉条件下水稻需水规律及水分利用效率研究

根据田间试验对宁夏引黄灌区水稻需水规律及节水灌溉条件下水稻田水分利用效率开展研究。研究表明:拔节孕穗期和抽穗开花期是水稻生育过程中最关键需水期。控制灌溉较当地常规淹灌节水71%,灌溉水分利用效率为当地常规淹灌的4.2倍。控制灌溉不仅节水效果良好、水分利用效率较高,而且保证了良好产量的实现。水稻控制灌溉技术适用于宁夏引黄灌区。     

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.     

隔沟调亏灌溉对冬小麦旗叶生理特性与产量形成的影响

为了解垄栽模式下隔沟调亏灌溉对冬小麦生理生化特性以及产量形成过程的影响及其机理,在移动式防雨棚测坑内进行了试验。试验设置5个处理,即T1(常规畦灌):全生育期计划湿润层土壤含水率控制在65%～75%田间持水率(FC); T2(隔沟交替灌溉,AFI):全生育期1/2交替灌,当土壤含水率下降至(55%～65%) FC区间内,即灌水至95%FC; T3、T4、T5为隔沟调亏灌溉处理:分别在返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-灌浆期将土壤含水率控制在(55%～65%) FC,其余生育阶段按T2处理控制土壤含水率。测定冬小麦花后旗叶光合特性指标、脯氨酸含量、可溶性糖含量和产量构成等指标。试验结果表明,常规畦灌方式下冬小麦旗叶具有最高的净光合速率、蒸腾速率,但隔沟交替灌溉处理和隔沟调亏灌溉方式下的各个处理表现出较高的叶片水分利用效率,其中T3在开花期和灌浆期的日均叶片水分利用效率均为各处理中的最大值。各处理的籽粒产量由大到小依次为:T1、T2、T3、T4、T5,与T1相比,T2与T3分别减产1. 98%(P 0. 05)和5. 68%(P 0. 05),但分别节水10. 01%(P 0. 01)和16. 91%(P 0. 01),产量水分利用效率分别提高9. 04%(P 0. 05)和15. 82%(P 0. 01)。本试验条件下,隔沟调亏灌溉方式在返青-拔节期施加适当的水分调亏((55%～65%) FC)是兼顾节水、稳产的最佳处理。     

增氧灌溉条件下不同施磷量对水稻分蘖期根系的影响研究

针对增氧灌溉条件下水稻不同施磷量对水稻分蘖期根系的影响,采用增氧灌溉技术进行盆栽试验,通过检测分蘖数、株高和根系生长特征指标,研究不同处理下水稻分蘖期根系变化规律。结果表明;OP处理盆栽平均分蘖数、株高与CKP处理区别不明显,高磷肥处理(135kg/hm2)有利于水稻分蘖数、株高的增长,相对于CKP处理,增氧灌溉条件下OP处理水稻分蘖期根系总长、根总体积、根系平均直径变化显著,CKP处理组根系总长、根总体积、根系平均直径CKP3最大,而增氧灌溉条件下OP2处理的根系总长、根总体积最大,相比CKP2,分别提高1.07和3.08倍,OP4处理的根系平均直径最大,相比CKP4提高66%。因此,增氧灌溉条件下施加磷肥处理有利于促进根系生长,提高根系活力,影响营养物质的吸收。     

三江平原不同灌溉模式水稻需水规律及水分利用效率试验研究

在三江平原宝清县三江试验站进行了试验,研究了不同灌溉模式下水稻在发育过程中的需水规律及水稻的水分利用效率.结果表明,拔节孕穗期和抽穗开花期是水稻全生育期中需水强度最大的时期;控制灌溉节水效果最好,且水稻灌溉水分利用效率最大,但其产量最低;湿润灌溉水稻产量最高,其水稻水分利用效率也最大,其水稻灌溉水分利用效率仅次于控制灌溉;淹灌产量高于控制灌溉但灌溉水分利用效率最小.应综合考虑产量效益和水分利用效率,选择合适的灌溉模式,以期为三江平原灌溉模式的选择提供参考.     

不同灌溉方式对寒地水稻生育特性及产量的影响

以空育131为试验材料,比较3种不同灌溉方式下的寒地水稻生长发育特性,研究不同灌溉方式对寒地水稻产量、节水量、生产效率的影响。结果表明:不同灌溉方式下株高变化差异逐渐增大,抽穗后差异减缓,分蘖消长基本相同,干物质积累呈湿润灌溉A浅湿灌溉B淹水灌溉C。湿润灌溉与浅湿灌溉每平方米穗数、每穗实粒数、结实率和千粒重均比淹水灌溉高,水稻产量分别增产13%、6.7%。灌溉水分生产效率以湿润灌溉最高,浅湿灌溉次之,淹水灌溉最低。因此,湿润灌溉更有利于稻株生长发育以及产量、水分生产效率和节水率的提高。     

不同生育期旱涝交替胁迫对水稻产量及构成的影响

以农田水位作为水稻旱涝交替胁迫调控指标,在蒸渗测坑进行了水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期旱涝交替胁迫试验,研究了不同生育阶段旱涝交替胁迫条件下水稻生长、产量及构成要素的变化.结果表明4个主要生育期旱涝交替胁迫均会对水稻产量造成影响,抽穗开花期影响最大(减产14.67%和20.16%).分蘖期、拔节孕穗期旱涝交替胁迫会降低有效穗数(降低了5.76%~8.94%);拔节孕穗期、抽穗开花期旱涝交替胁迫会对每穗粒数产生抑制(降低了6.07%~9.57%).抽穗开花期、乳熟期胁迫会影响结实率,其中抽穗开花期影响最大(减少了5.89%和7.24%).乳熟期胁迫会使千粒质量降低(降低了3.81%和5.70%).多个生育期连续旱涝交替胁迫会产生叠加效应,严重影响水稻产量,在日常种植中应尽量避免.     

不同灌溉模式寒区稻田温室气体排放与土壤矿质氮特征

为探究东北黑土区不同灌溉模式下稻田温室气体排放和土壤矿质氮特征,于2019年在黑龙江省庆安国家灌溉试验重点站测坑内进行了试验观测,按照不同的灌溉模式设置了控制灌溉（KG）、间歇灌溉（JG）和湿润灌溉（CI）3个试验处理,以当地常规的插秧淹灌（CK）为对照,研究了不同处理的稻田温室气体甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放量、全球增温潜势值、以产量为基准的全球变暖潜势值及0～60cm土壤NH+4N含量和NO-3N含量的变化过程,以及0～20cm土层土壤温度和矿质氮含量与CH4和N2O排放量的相关关系。结果表明,随着水稻生长发育进程的推进,各处理稻田土壤各土层温度均呈先升高后降低的变化趋势;各处理CH4和N2O排放量均呈先增加后减少的倒“V”形变化趋势,CH4和N2O的排放峰值分别出现在拔节孕穗期和抽穗开花期。从时间上来看,CK、JG、CI处理的稻田土壤NH+4N含量拐点在分蘖中期和抽穗开花期,KG处理拐点在拔节孕穗期和乳熟期,而所有处理的土壤NO-3N含量最大值均出现在分蘖前期;从空间上来看,不同处理稻田土壤NH+4N平均含量随着土层深度增加而逐渐减少,而NO-3N平均含量CK处理随土层深度逐步增加,其余各处理为先减少再增加变化趋势。土壤温度与CH4排放量有显著相关性,而与N2O排放量相关性不显著;各处理土壤NH+4N含量与CH4和N2O排放量呈正相关,而土壤NO-3N含量与CH4和N2O排放量呈负相关。各处理稻田CH4累积排放量由大到小依次为CK、JG、KG、CI,N2O累积排放量由大到小依次为CI、KG、JG、CK,各处理CH4和N2O累积排放量均与CK处理差异显著（P＜0.05）,从单位产量温室效应(GWPy)来看,KG、JG、CI处理分别较CK处理降低24.98%、27.69%和24.06%。研究结果可为东北黑土区稻田减排和提高土壤矿质氮利用率提供理论依据和技术支撑。     

加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响,并提出合理进气量的加气灌溉方式,设置6个处理（无秸秆还田不加气灌溉（CK）、小麦秸秆还田不加气灌溉（ST）、小麦秸秆还田+进气量0.3L/min加气灌溉（SO1）、小麦秸秆还田+进气量0.5L/min加气灌溉（SO2）、小麦秸秆还田+进气量0.7L/min加气灌溉（SO3）和小麦秸秆还田+进气量0.9L/min加气灌溉（SO4））开展水稻盆栽试验,观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明：秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况,微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性,且随着进气量的增加改善效果逐渐增强,当进气量为0.9L/min时,土壤活性还原性物质含量、Fe2+含量、Mn2+含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%;进气量在0.5~0.7L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育,缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题,促进水稻根系良好生长,利于水稻光合作用的有效性,促进干物质积累,从而提高水稻产量,微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响,推荐使用溶解氧质量浓度为8.06mg/L的微纳米气泡水（SO3处理）对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。     

氮肥减施对节水灌溉稻田NH3与N2O排放及氮肥利用的影响

为探究节水灌溉模式下黑土稻田NH₃、N₂O排放及氮肥吸收利用对减施氮肥的响应规律，以黑龙江省黑土稻田为研究对象，于2021年进行了大田试验，试验设置常规淹灌(F)和控制灌溉(C)2种灌溉模式，全生育期施氮量设置常规施氮水平(N,110 kg/hm²)、减氮10%(N1,99 kg/hm²)和减氮20%(N2,88 kg/hm²) 3个水平，并在F和C灌溉模式下分别设置不施氮肥处理(CK1和CK2)作为对照组，共8个处理。分析了不同灌溉模式下减施氮肥对水稻全生育期NH₃挥发速率和N₂O排放的影响，计算了氮肥气态损失量和损失率，并基于同位素示踪技术进一步估算了水稻对氮肥的吸收利用量及水稻收获后土壤中的氮肥残留量。结果表明：2种灌溉模式下的氮肥气态损失量及损失率均随着施氮量的减少而降低。控制灌溉模式的应用增加了黑土稻田氮肥气态损失，其各处理的氮肥气态损失量及损失率均高于常规淹灌模式下相同施氮量处理。然而同位素示踪结果表明，采用控制灌溉模式能...     

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。     

旱涝交替胁迫对水稻荧光参数与光合特性的影响

为探明控制灌排条件下旱涝交替胁迫对水稻不同生育阶段荧光参数和光合特性的影响,以农田水位为调控技术指标,采用蒸渗测坑进行水稻栽培试验,在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期分别设置先旱后涝胁迫（HZL）、先涝后旱胁迫（LZH）2种旱涝交替胁迫模式,测定叶片相对叶绿素含量（SPAD）、主要荧光参数及光合指标的变化。结果表明,旱涝交替胁迫会减少SPAD,其中HZL处理产生的抑制作用更强;分蘖期、拔节孕穗期旱涝交替胁迫光能转化效率、光化学淬灭系数、最大潜在电子传输速率、光饱和点、净光合速率、潜在水分利用效率等荧光参数和光合指标可以恢复甚至超过对照水平,而在抽穗开花期、乳熟期产生不可逆的影响;旱涝交替胁迫下蒸腾速率、气孔导度分别在分蘖期、乳熟期受到抑制,拔节孕穗期得到促进;HZL处理提高了非光化学淬灭系数,其他主要荧光参数和光合指标HZL低于LZH处理。水稻分蘖期、拔节孕穗期LZH处理对光合作用的补偿作用更大,抽穗开花期、乳熟期HZL处理对光合作用的抑制作用较LZH处理更明显,因此,在水稻生育后期应尽量避免重度的旱涝交替胁迫,尤其要避免发生旱涝急转。     

不同灌溉和施肥方式对杂交稻生长和根际环境的影响

对杂交稻中优218不同灌溉方式和氮肥管理下水稻生长和根际环境的变化进行研究,结果表明,水稻好气灌溉条件下各施肥处理产量均高于传统灌溉处理,产量比淹水灌溉增产10.5%~11.3%,主要表现在每穗粒数增加而提高产量。好气灌溉与淹水灌溉比较各生育期地上部干物重和叶面积指数均增加,土壤氧化还原电位提高,放线菌数量显著增加。增加有机肥降低土壤氧化还原电位和提高放线菌数量,在好气灌溉条件下施相同氮素有机肥放线菌数多于化肥。