干湿交替灌溉对抗旱性不同水稻品种产量的影响及其生理原因分析

【目的】旨在阐明全生育期干湿交替灌溉对抗旱性不同水稻品种产量的影响。【方法】以抗旱性差异显著的4个水稻品种(籼稻扬稻6号和两优培九,粳稻旱优8号和镇稻88)为材料,以常规水层灌溉(CI)为对照,在盆栽条件下研究了轻干湿交替灌溉(WMD)和重干湿交替灌溉(WSD)对水稻产量、根系、叶片及籽粒部分生理特性的影响。【结果】与CI相比,WMD处理下抗旱性较强品种扬稻6号和旱优8号产量分别提高6.90%和7.45%,抗旱性较弱品种两优培九和镇稻88产量分别降低7.28%和8.10%。WSD处理下,4个水稻品种的产量均显著下降,抗旱性较弱的品种产量降幅远高于抗旱性较强的水稻品种。WMD处理下,扬稻6号和旱优8号复水后根系氧化力、根系与叶片细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)含量、叶片光合速率和籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶的活性均较CI有不同程度提高,而两优培九和镇稻88上述指标则与CI持平或有不同程度降低。WSD处理下,4个品种上述指标均较CI不同程度降低。【结论】轻干湿交替灌溉条件下,根系活性强、叶片细胞分裂素含量和光合速率高、籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性强是抗旱性较强水稻品种的基本生理特征。     

增氧模式对水稻光合特性及产量的影响

【目的】研究不同增氧模式对水稻光合特性和物质生产的影响,并探讨适宜不同生态型水稻品种生长以及提高其产量的增氧模式,进一步明确稻田根部增氧对水稻生长的作用,为水稻好氧栽培提供参考和理论依据。【方法】以中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)3种不同生态型水稻品种为材料,设置增施过氧化钙(T_1)、微纳气泡水灌溉(T_2)和表土湿润灌溉(T_3)等不同增氧模式以及淹水对照(CK),分别测定水稻叶片光合特性、干物质积累量和产量等指标。【结果】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉处理增加了3个水稻品种主要生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和干物质量,水稻有效穗数和结实率显著高于对照;表土湿润灌溉处理下,3个品种的叶片SPAD值、叶面积指数、光合参数和干物质量下降,结实率显著低于对照,但提高了叶片水分利用率。完熟期,增施过氧化钙处理下,中浙优1号、IR45765-3B和中旱221稻谷产量分别较对照增加了22.38%、18.27%和18.17%;微纳气泡水灌溉处理下,3个品种稻谷产量分别较对照增加了13.89%、10.67%和8.85%;表土湿润灌溉处理下,产量分别比对照减少5.86%、8.19%和6.16%。【结论】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量、叶面积指数和光合作用能力,并显著增加水稻干物质积累和产量;而表土湿润灌溉处理下,水稻水分供应不足,叶片光合作用及产量均有所下降。     

减氮和增氧灌溉对水稻产量和氮素利用的影响

【目的】明确减氮和增氧灌溉对水稻生长、产量和氮肥利用的影响。【方法】以3个品种水稻中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料,并设常规施氮量(195.0 kg/hm²)、减施氮量(157.5kg/hm²)2种氮水平和常规淹水灌溉(ConventionalFloodIrrigation,WL)、微纳米气泡水增氧灌溉(Micro-nanoBubbleWater OxygenationIrrigation,MBWI)2个灌溉模式,对比分析了3个品种水稻的茎蘖动态、叶片叶绿素含量、叶面积、干物质量、产量和水稻的氮素吸收利用特征。【结果】研究结果表明,MBWI处理显著增加了水稻产量,中旱221、中浙优8号和IR45765-3B的2年平均产量MBWI处理分别比WL处理增加12.4%、7.5%和6.7%,这可能与水稻有效穗数、每穗粒数密切相关。微纳米气泡水增氧灌溉和增施氮肥用量显著增加水稻叶片叶绿素含量和叶面积,并增加水稻干物质积累量。氮肥和增氧灌溉均影响水稻各氮素利用率指标,与淹水灌溉相比,微纳米气泡水增氧灌溉均可以显著...     

稻田增氧模式对水稻籽粒灌浆的影响

 为考查水稻产量形成和灌浆动态对不同稻田增氧模式的响应特征,于2008年和2009年,以国稻1号和秀水09为材料,长期淹水田块为对照(CK),采用过氧化尿素（T1）、过氧化钙（T2）和干湿交替灌溉（T3）的稻田增氧模式,监测并采用Richard方程模拟水稻籽粒灌浆过程。 国稻1号产量依次为T3＞T1＞T2＞CK,秀水09产量依次为T3＞T2＞T1＞CK。2008年,国稻1号T1、T2和T3分别比CK增产11.6%、8.5%和13.6%,秀水09增产6.6%、9.2%和9.4%。2009年,国稻1号T1、T2和T3分别比CK增产16.8%、14.4%和23.0%,秀水09增产14.6%、17.2% 和17.4%。不同增氧模式对水稻灌浆过程的影响表现为：1）灌浆过程均符合Richards方程（拟合度>0.989）;2）强、弱势粒的最大粒重均有提高、粒重差异减少、灌浆同步性提高;3）两水稻品种的弱势粒均得到充分灌浆,其中增氧延长了国稻1号弱势粒的灌浆时间、增大了秀水09弱势粒灌浆速率。增氧模式下,弱势粒充分灌浆和结实率提高是水稻产量增加的主要原因。     

水稻不同灌溉方式下的高产生理特性

 以3个高产杂交水稻组合中优6号、两优培九、Ⅱ优7954为材料，研究了水稻好气灌溉条件下的生理特性。与传统淹水灌溉相比较，好气灌溉条件下水稻整个生育期田间水位降低，土壤氧化还原电位提高；分蘖早发，前期分蘖和大分蘖比例提高，分蘖成穗数提高7.1%~18.3%，增产8.6%~10.8%。同时，好气灌溉在单丛叶面积没有显著下降的情况下，提高群体各层次的透光率。与传统方式比较，水稻好气灌溉处理在孕穗期和开花期根系单茎伤流量增加，花后叶片光合速率、气孔导度和比叶重提高。     

水稻植株在二化螟为害后的生理变化

研究了不同类型水稻品种在二化螟为害后植株体内的一些生理变化,包括叶绿素含量、根系活力和钾元素吸收能力。不同水稻品种在主茎受二化螟为害形成枯心后,分蘖的叶绿素含量均降低,但与健康植株相比无显著差异。常规杂交稻汕优63和超级杂交稻两优培九在主茎枯心过程中根系活力显著增强,而粳稻秀水11枯心后根系活力反而显著下降。采用86Rb标记示踪原子法研究了在二化螟为害后水稻根系对土壤中钾的吸收能力的变化,发现秀水11主茎枯心24 h和48 h后分蘖中铷的含量比健康植株分别降低了5.23%和47.5%,说明对钾的吸收能力下降,而汕优63和两优培九分蘖中铷的含量分别比健康植株增加了2.91%和14.36%、21.3%和15.9%,即对钾的吸收能力提高。     

根际氧浓度对水稻分蘖期养分吸收和根系形态的影响

以秀水09和春优84为材料,利用在线溶氧仪(氧气、氮气调节)设置4个氧浓度(低氧,0~1 mg/L;中氧,2.5~3.5 mg/L;高氧,>6 mg/L,即饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气;CK,常规水培,不进行氧调节),研究根际氧浓度对水稻幼苗生物量、养分吸收、积累以及根系形态的影响,探讨根际氧浓度变化情况下两个水稻品种幼苗养分吸收、积累和根系形态的差异。结果表明,与O₂浓度正常水平(对照)相比,中氧处理增加两个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量。秀水09分别增加30.30%、32.96%和32.46%;春优84分别增加7.01%、1.77%和9.17%;高氧处理减少两个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量,秀水09分别减少35.35%、15.62%和17.76%;春优84分别减少43.95%,18.92%和21.34%。低氧处理增加供试品种的根冠比。中氧处理增加两个水稻品种的N、P、K、Mn、Mg和Ca的吸收累积总量,低氧处理增加其Fe、Cu和Zn的吸收累积总量。中氧处理增加两个供试品种幼苗根系总根长、表面积、总根尖数和细根比例,降低幼苗粗根比例,有利于水稻幼苗对养分的吸收,使部分营养元素含量增加。同时,中氧处理对水稻幼苗生物量、养分吸收、积累、分配和根系形态的影响存在显著品种差异。     

稻田水分管理方式对水稻光合速率和水分利用效率的影响

以超级杂交稻两优培九和中优6号为材料, 设3个不同水分管理措施,在穗分化期、开花期和花后20 d分别测定叶片光合速率和水分利用率。结果表明:不同水分管理方式影响水稻地上部干物重、叶面积指数、光合速率、蒸腾速率和水分利用效率。水分好气灌溉管理地上部干物重和水分利用效率明显增加;水分低水位管理蒸腾速率、地上部干物重和叶片水分利用效率下降。淹水灌溉地上部干物重、叶面积指数、叶片光合速率和水分利用率较低。因此,水稻好气灌溉有利于光合物质积累,显著增产和提高水分利用效率。试验还表明这3种水分管理对稻米蛋白质含量的影响不显著。     

增氧对水稻根系生长与氮代谢的影响

 以国稻6号(杂交籼稻)和秀水09(粳稻)为材料,在水培条件下研究通气增氧对水稻苗期根系生长和氮代谢的影响。结果表明,增氧处理水稻根系干物质积累量、根长、根体积、根系活力以及吸收面积较对照均有不同程度增加。水稻根系硝态氮（NO3 N）含量、游离氨基酸和可溶性糖含量均增加。谷氨酸合成酶（GS）、谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性均增强。在本试验条件下,增氧能显著提高粳稻秀水09苗期根系氮代谢相关酶生理活性;但增氧对杂交籼稻国稻6号根系氮代谢相关酶生理活性影响不显著,说明通气增氧对水稻根系氮代谢生理活性的影响可能与水稻基因型有关。     

控释氮肥调控水稻光合功能和叶片衰老的生理基础

 以杂交水稻组合八两优100和威优46为试验材料，探讨了控释氮肥对水稻光合功能衰退和叶片衰老的调控机制。结果表明，控释氮肥对延缓早、晚稻功能叶的衰老和延长叶片的光合功能期均具有明显的效应。与施用尿素的处理相比，施用控释氮肥后，早、晚稻生育中、后期功能叶中的叶绿素含量得到显著的提高，且与尿素间的差异随着水稻生育进程而增大。不同时期控释氮肥处理功能叶的净光合速率也均显著地高于尿素处理。此外，施用控释氮肥能显著地提高生育中、后期功能叶中的SOD、POD等活性氧清除酶的活性，降低功能叶中的丙二醛含量。施用控释氮肥对功能叶中的IAA、ABA含量具有明显的调控效果，早、晚稻各时期控释氮肥处理的IAA含量均显著地高于尿素处理，而ABA含量显著地低于尿素处理。由于控释氮肥对水稻的上述调控机理，因而，在水稻上施用控释氮肥可以明显提高水稻产量。     

Effects of Aerated Irrigation on Leaf Senescence at Late Growth Stage and Grain Yield of Rice

With the japonica inbred cultivar Xiushui 09,indica hybrid combinations Guodao 6 and Liangyoupeijiu as materials,field experiments were conducted in 2007 and 2008 to study the effects of aerated irrigation on leaf senescence at late growth stage and grain yield of rice.The dissolved oxygen concentration of aerated water evidently increased and decreased at a slow rate.The soil oxidation-reduction potential under aerated irrigation treatment was significantly higher than that of the CK,contributing to significant increases in effective panicles,seed setting rate and grain yield.In addition,the aerated irrigation improved root function,increased superoxide dismutase activity and decreased malondialdehyde content in flag leaves at post-flowering,which delayed leaf senescence process,prolonged leaf functional activity and led to enhanced grain filling.     

籼粳杂交稻“头季稻+再生稻”亩产超吨粮栽培技术

经浙江农业之最办公室组织专家测产验收,2018年常山"头季稻+再生稻"百亩方两季相加产量为1 159.3 kg/667 m^2,比2016年浙江省纪录产量超113.5 kg/667 m^2。本文对该示范方采用的优质高产配套栽培技术进行了分析总结,主要包括优质高产品种选择、早播早栽、平衡施肥、通气灌溉、留桩高度等,以为适宜地区示范推广提供参考。     

加气灌溉下红壤土呼吸速率变化及其与土壤水氧的关系

加气灌溉技术是在地下滴灌的基础上发展起来的一种土壤通气增氧的新型灌溉方式,可以有效避免土壤含氧量低、通气性差给作物带来的危害.探明加气灌溉(AI)技术下红壤土呼吸速率变化规律与作用机理,为加气灌溉技术的推广提供理论依据.本研究基于中国热带农业科学院国家土壤质量湛江观测实验站,对比研究了加气灌溉与不加气灌溉处理下土壤呼吸...     

Performance of direct-seeded rice under various dates of sowing and irrigation regimes in semi-arid region of India

Rice (Oryza sativa L.) is the most important staple food crop in the southern region of Asia, and Indian subcontinent being one of the major producers. Production of conventional transplanted rice requires a large amount of irrigation water, labor, and energy. The scarcity of irrigation water has encouraged farmers to adopt an alternative rice production system, i.e. the direct-seeded rice (DSR), which is proposed to be farmers’ friendly with a potential to save water. Our study reports the performance of DSR with respect to yield and water expense efficiency based on different irrigation regimes and dates of sowing. A field experiment was conducted in the semi-arid region of northern India during the rainy season of 2011 with two treatment combinations (dates of sowing: 15th May and 5th June and three irrigation regimes: irrigation scheduled at irrigation water-to-cumulative potential evapotranspiration; IW/CPE ratio of 1.0, 1.5 and 2.0) in a completely randomized design. We found statistically higher water expense efficiency of DSR sown on 5th June as compared to DSR sown on 15th May without any significant differences in growth and yield. A significant yield difference between DSR grown with irrigation regimes of IW/CPE 1.0 and 1.5 and DSR grown with irrigation regimes of IW/CPE ratio 2.0 were observed. The DSR grown with irrigation regimes of IW/CPE ratio of 1.5 resulted in significantly higher water expense efficiency than the one with IW/CPE ratio of 2.0. Obtaining a higher yield of DSR under scarce irrigation water might be a trade-off between optimum water use and maximum yield avoiding excess ground water exploitation in sub-tropical semi-arid regions of India. Our study suggests that sowing time and irrigation regimes are two important aspects of “rice production” to attain “win–win” solution. Thus, strategic and judicial use of irrigation water with management of sowing time could potentially escalate the rice production in water scarce regions of India.     

控制灌溉对寒地水稻产量及品质的影响

以龙稻18及新品系龙稻17006、龙稻17009、龙稻17011、龙稻17016为试验材料,研究了控制灌溉（控灌）和常规灌溉（常灌）对这些材料产量及品质的影响,以期为寒地节水栽培提供参考。结果表明,各参试材料产量和品质对控灌反应不一致。控灌下,龙稻17009、龙稻18产量升高,而龙稻17006、龙稻17011、龙稻17016产量下降;龙稻17009产量在控灌条件下显著高于其他材料,有效分蘖和穗实粒数提升是其增产的主因。控灌降低了龙稻17009、龙稻18、龙稻17011的食味值,提升了龙稻17006食味值。蛋白质含量升高是龙稻17009食味下降的主要原因。此外,控灌有利于水稻在灌浆期维持较高叶色值,维持叶片生理活性。控制灌溉结合适宜水稻品种不但可以实现节水,还能在保持水稻良好品质的情况下提升水稻产量,实现节本增效,有利于寒地水资源的可持续利用。     

节水灌溉对寒地水稻群体生长特性的影响

试验研究了浅湿干灌溉、间歇灌溉、好气灌溉等3种大田节水灌溉方式对水稻群体生长特性的影响。结果表明,节水灌溉延迟了水稻分蘖进程,分蘖数较常规灌溉不同程度增加,增幅为27~54茎/m2;水稻成穗率较常规灌溉有所提高,增幅分别为3.2%、13.9%和12.8%;水稻根干质量和根冠比均高于常规灌溉。     

干湿交替灌溉方式下水稻节水增产机理研究

采用盆栽试验,以常规淹水灌溉处理为对照（CK）,研究了水稻在适度水分亏缺（TR1）和较严重水分亏缺（TR2）2个间歇灌溉处理中灌浆前期复水前、后及灌浆后期的部分生理指标变化,以探讨干湿交替灌溉的节水增产机理。结果表明,TR1处理产量显著高于CK及TR2处理;与CK比较,TR1处理在灌浆前期复水前硝酸还原酶（NR）活性较低,IAA氧化酶活性和脯氨酸含量较高;复水后NR活性及颖花蒸腾强度均明显提高并高于CK,而IAA氧化酶活性迅速下降并低于CK,说明水稻在适度水分亏缺后复水可增强灌浆前期的生理活性,有利于籽粒灌浆和获得高产。     

增加土壤温度对高海拔生态区水稻分蘖成穗及产量形成的影响

在高海拔寒冷稻作区,通过晒水池增温进行温水灌溉和垄作栽培提高土壤温度。垄作栽培、温水灌溉在移栽后到有效分蘖临界叶龄期的土壤日平均温差分别比常规栽培(对照)高2.94℃和0.57℃。通过调查有效分蘖临界叶龄期水稻的分蘖发生数量和质量,探讨增加土壤温度对水稻分蘖发生和产量及其构成因素的影响。结果表明,丽粳10号垄作栽培、温水灌溉成穗率比对照分别高14.59和0.14个百分点,大白谷分别高12.08和2.09个百分点。丽粳10号垄作栽培、温水灌溉的产量分别比对照高13.79%和10.82%,大白谷分别高13.35%和11.54%。土壤增温可促进高寒生态区水稻早发和干物质积累,增加有效分蘖,优化群体质量,提高成穗率和产量。