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。     

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。     

涝渍胁迫对冬小麦生长因子变化的影响研究

通过田间试验,研究了水位调控下不同生育阶段涝渍胁迫对作物生长指标(茎蘖数、株高、冠层叶面积指数(CLAI)及地上干物质量)的影响。结果表明,返青分蘖期涝渍胁迫使小麦茎蘖数增多,拔节孕穗期和抽穗开花期涝渍胁迫则使小麦茎蘖数迅速下降,而乳熟期涝渍胁迫则对小麦茎蘖数影响不明显;返青分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期控水对株高影响最为明显,应尽量避免在拔节孕穗期受涝渍胁迫;返青分蘖期、拔节孕穗期涝渍胁迫不利于叶片生长,导致冠层叶面积指数下降,抽穗开花期受渍胁迫导致小麦晚熟,冠层叶面积指数增大,乳熟期受涝胁迫加速了叶片的衰老,导冠层叶面积指数迅速下降;考虑到小麦地上干物质量的积累,应避免在返青分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期涝渍胁迫,且应以较大的地下水降落速度排出地下水。     

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.     

不同灌溉方式下旱直播水稻光合特性与干物质积累动态

为探究东北黑土区不同灌溉方式对旱直播水稻生长生理特征的影响,按照不同的灌溉方式设置了滴灌旱直播(DH)、漫灌旱直播(MH)和淹灌旱直播(HS)3个试验处理,以当地常规的插秧淹灌（CK）为对照。通过拟合曲线定量分析了不同处理的干物质积累过程动态变化特征以及水稻各生育阶段光合特性指标的变化。结果表明,不同处理水稻干物质积累量均随着生育时间推进呈现慢-快-慢的“S”形曲线变化规律,但干物质积累量、快速增长起止时间、生长速率以及生长周期则表现出随灌溉方式的不同而不同,干物质积累量由大到小依次为HS、MH、DH、CK,其中CK处理干物质理论最大积累量为3190.65g/m2,而DH、MH和HS处理干物质理论最大积累量较CK增加17.74%~52.57%,为3756.81~4867.88g/m2;CK处理水稻快速积累期开始于分蘖中期,其他处理水稻快速积累期开始于分蘖中期向分蘖末期过渡阶段,不同处理的水稻干物质快速积累期均结束于乳熟期。不同灌溉方式的光合特性指标也有所不同,抽穗开花期后,旱直播处理叶绿素SPAD较CK处理下降快;除分蘖末期外,旱直播处理净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均低于CK处理,气孔限制值(Ls)均高于CK处理。相关分析表明,旱直播水稻干物质积累量与叶绿素SPAD、Pn、Tr、Gs呈极显著正相关（P<0.01）。通过对光合特性参数和干物质积累量分析表明,旱直播DH、MH和HS处理光合特性劣于CK处理,而干物质积累量优于CK处理;HS处理光合特性及干物质积累量优于DH与MH处理。研究结果可为东北黑土区水稻种植模式选取提供理论依据。     

不同受涝模式下水稻抽穗开花期荧光参数的日变化规律

在水稻分蘖期到抽穗开花期设置4种不同模式的受涝处理(分蘖期到抽穗开花期3个生育阶段连续受涝、拔节孕穗期和抽穗开花期2个生育阶段连续受涝、抽穗开花期保持较小渗漏量受涝、抽穗开花期保持较大渗漏量受涝)来研究农田不同受涝模式对水稻抽穗开花期叶绿素荧光动力学参数日变化规律的影响.结果表明,初始荧光值Fo、最大荧光值Fm、原初光...     

水稻旱涝胁迫条件下的Morgan模型研究

为了构建旱涝胁迫条件下水稻Morgan模型,以稻田水位作为水稻灌排调控指标,以测坑试验为基础,分析了旱涝交替胁迫对水稻干物质积累的影响,构建了以田间水位超过田间适宜水深上限的累积值和地下水位低于适宜埋深下限的累积值为自变量的修正系数,建立了水稻旱涝胁迫条件下的Morgan模型。结果表明,先涝后旱条件下受涝敏感指数中由大到小为:抽穗开花期分蘖期乳熟期拔节孕穗期;受旱敏感指数由大到小为:拔节孕穗期抽穗开花期分蘖期乳熟期,该结论与静态模型分析结果一致。     

水稻旱作覆膜土壤水分控制指标的试验研究

通过对水稻旱作覆膜条件下不同生长阶段的不同土壤水分控制指标对水稻生育性状及产量影响的试验研究 ,分析得出水稻旱作覆膜条件下的水分敏感期为拔节孕穗期。试验结果表明 :分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期的适宜灌水下限分别为 70 %、85 %、80 %和 70 %。这为合理灌溉提供了可靠依据     

水分胁迫对寒区水稻生长特性及产量的影响

采用人工桶栽控水方法,研究了不同时期不同程度水分胁迫对水稻生长特性及产量的影响。由于2007年试验区气候异常,分蘖时期和灌浆乳熟期达到下限的次数比往年多,拔节孕穗期和抽穗开花期并未达到重度水分胁迫,从而导致分蘖时期水分胁迫对穗数、产量影响较大;而水稻比较敏感的拔节孕穗期和抽穗开花期由于生育期较往年短,没有达到水分胁迫所要求的下限,对水稻产量、株高、千粒重的影响并不是很大,在某些方面反而产生了有利的影响;灌浆乳熟期轻度水分胁迫,其产量和千粒重明显高于其它处理。     

不同水肥耦合条件下水稻干物质积累与分配特征

2009年5—9月在湖北省灌溉试验中心站以优质水稻新两优香4为材料,采用长期淹灌和间歇灌溉2种灌溉模式,结合3种施肥(氮及磷肥)水平F1、F2、F3,研究了不同水肥耦合条件下水稻产量形成过程和干物质积累与分配特征。结果表明,不同水肥处理下水稻各生育期干物质积累的动态变化相似,分蘖前期水稻干物质的积累量随施肥的增加而上升,到一定程度则会下降,不同灌溉模式间的差别不明显。从分蘖后期到抽穗开花期,不同水肥处理水稻干物质的积累总量均明显增大,且不同处理间差异显著,F1、F2、F3处理抽穗开花期间歇灌溉模式干物质积累量比淹灌模式分别大12.1%、22.1%、61.9%。间歇灌溉模式水稻干物质净积累量(NDMA)和群体生长速率(CGR)峰值随施肥量的增加发生改变,由出现在低肥水平(F1)的抽穗开花期至乳熟期转变为高肥水平(F2,F3)的分蘖后期至拔节孕穗期,且NDMA和CGR显著增大。不同水肥处理水稻黄熟期干物质在各器官间的分配不同,但均表现出相同趋势,即由高到低依次为籽粒、茎、叶、根。不同灌溉模式水稻的收获指数随施肥量的增加而下降,淹灌模式下收获指数下降明显,相对F1处理,F2、F3处理下分别下降12.4%、17.9%。干物质积累过程的拟合结果表明,三次曲线模型比Logistic模型的拟合精度高。     

适雨灌溉下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及产量的影响

【目的】探讨江汉平原地区适雨灌溉条件下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及水稻生长的影响,为当地机插稻水肥管理措施的改善提供理论和数据支撑。【方法】采用田间小区试验,研究了适雨灌溉条件下,农民习惯施肥(FFP)、70%控释掺混肥+30%尿素(70%CRF+30%N)和有机无机复混肥(OIF)对稻田降雨利用率、田面水氮磷质量浓度的动态变化与径流流失量、干物质积累及水稻产量的影响。【结果】适雨灌溉下,返青期、分蘖期、拔节孕穗期和灌浆成熟期的降雨利用率分别为17.5%、100%、100%和84.2%;基肥和分蘖肥施用过后,FFP、70%CRF+30%N和OIF处理田面水TN、NH4+-N和TP质量浓度迅速提高,在第1天达到峰值,水稻移栽后30 d内70%CRF+30%N处理田面水TN、NH4+-N和TP的平均质量浓度较FFP处理分别降低40.4%、47.4%和0.5%;稻田氮磷径流流失量的90%左右在返青期,10%左右在灌浆成熟期,70%CRF+30%N处理TN、NH4+-N和TP径流损失量较FFP处理分别降低31.4%、30.9%、1.9%;70%CRF+30%N处理在返青期干物质积累量显著低于FFP和OIF处理,移栽-返青期阶段干物质积累量占总积累量比例表现为FFP处理>OIF处理>70%CRF+30%N处理,成熟期OIF处理干物质积累量显著高于70%CRF+30%N和FFP处理,实际产量表现为OIF处理>70%CRF+30%N处理>FFP处理。【结论】适雨灌溉条件下,70%CRF+30%N处理有助于减少稻田氮素流失,OIF处理有助于机插稻干物质积累与产量的增加。     

不同亏缺灌溉方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

【目的】优选适宜的小麦节水灌溉模式。【方法】采用田间小区试验,以生育期内灌越冬水、拔节水和开花水为对照(CK),设置了3种不同的亏缺灌溉模式:浇拔节水和开花水(T1)、拔节水+开花水隔畦交替灌溉(T2)、返青水+孕穗水+开花水隔畦交替灌溉(T3)。在拔节期和开花期,测定了小麦光合速率、蒸腾速率、棵间蒸发量、干物质量,并测定了小麦的产量和水分利用效率。【结果】T1处理小麦的光合速率与CK无显著差异,但蒸腾速率显著低于CK。在T2、T3处理中,干区、湿区的光合速率与CK也无显著差异,但干区小麦的蒸腾速率显著低于CK和湿区。各处理棵间蒸发量均显著低于CK。T2、T3处理中干区小麦的棵间蒸发量均显著低于湿区。T1处理提高了小麦花后干物质积累量,但花前干物质转移量减少。T2、T3处理湿区小麦花后干物质积累量高于CK,但花前干物质转移量显著低于CK。T2、T3处理干区小麦花后干物质积累量均显著低于湿区,但花前干物质转移均高于湿区小麦。T1、T2和T3处理对小麦产量没有显著影响,但均显著减少灌溉水量和作物的耗水量。【结论】3种时空亏缺灌溉模式均显著提高了小麦灌溉水利用效率和水分利用效率。     

宁夏引黄灌区滴灌条件下春小麦干物质转移与灌浆特征

为优化春小麦滴灌灌溉制度，提高水分利用效率，对宁夏引黄灌区滴灌条件下灌水对春小麦千粒质量、干物质转移和灌浆特征的影响展开研究。在总灌水量一致的条件下，分别设置增大三叶期、分蘖期和拔节期灌水量(W1)、增大分蘖期、拔节期和抽穗期灌水量(W2)、增大拔节期、抽穗期和灌浆期灌水量(W3)、各生育期灌水量平均分配(W4)和对照(CK)5个水量分配处理，研究春小麦千粒质量、各营养器官干物质转移量及籽粒灌浆特性。W3籽粒千粒质量最大，花后37 d其千粒质量为53.96 g，较CK大2.64%。W2的干物质转移总量、同化物转移总量和干物质转移对籽粒的贡献率均为最大，分别为0.67 g/株、2.992 g/株和22.165%。不同水量分配下小麦籽粒灌浆速率满足Logistic模型，经过水量优化分配，W2最大灌浆速率出现时间提前0.366 d，虽然最大灌浆速率有所降低，但是通过增加快增期时间(增加0.15 d)和活跃灌浆期时间(增加2.35 d)，可以显著提高籽粒干物质积累量，收获时穗粒质量较CK提高32.1%，该处理籽粒产量也达到最大，较CK提高6.88%。因此可以通过优化灌水量分配，增加小麦千粒质量，提高各器官对籽粒的干物质转移量及灌浆速率，进而达到高产高效的目的。     

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。     

先旱后涝胁迫下水稻茎蘖及株高动态响应

为了解先旱后涝胁迫下水稻的茎蘖和株高生长动态,采用测坑试验方法研究先旱后涝胁迫对水稻分蘖数和株高的影响,根据分蘖变化拟合分析了水稻茎蘖消长动力学模型,根据株高动态变化拟合了Logistic增长模型.试验结果表明:先旱后涝胁迫过程在分蘖期和拔节孕穗期均不同程度地抑制水稻分蘖;水稻在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受涝可促进株高增长,在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受旱则抑制株高增长;茎蘖消长动力学模型较好地拟合了茎蘖消长的过程,具有实践意义;Logistic模型拟合株高动态变化拟合度也较高,且适用合理.研究结果可为合理制定灌溉方案和提高水稻产量提供依据.     

秸秆还田与氮肥运筹对水稻产量及氮素利用的影响

【目的】明确秸秆还田条件下水稻生产合理的氮肥运筹模式,为实现水稻可持续生产提供技术支撑。【方法】以水稻品种吉粳88为试验材料,采用裂区试验设计,主区为秸秆还田(S)和秸秆不还田(S0);副区为氮肥运筹处理,在总施纯氮量为200 kg/hm~2下,设置基肥、分蘖肥、穗肥质量比分别为7∶2∶1(N1)、6∶3∶1(N2)、5∶3∶2(N3)、4∶3∶3(N4)4种氮肥运筹比例,以不施氮肥为对照(CK),研究了秸秆还田与氮肥运筹对群体干物质积累量、水稻产量及产量构成因素及氮素利用效率的影响。【结果】秸秆还田结合适宜的氮肥运筹能够有效增加水稻产量。在秸秆还田条件下,随着基肥占总施氮量比例的降低,水稻产量呈现逐渐降低趋势,N1处理下水稻每穗粒数显著提高,增加有效穗数和结实率,提高水稻产量,且其产量最高比秸秆不还田条件下产量最高的N3处理高7.50%。在同一氮肥运筹模式下,秸秆还田处理水稻分蘖至拔节阶段的群体干物质积累量均低于不还田处理,拔节至抽穗阶段的群体干物质积累量均高于不还田处理,而在抽穗至成熟阶段,只有高基肥处理(N1、N2)的阶段干物质积累量高于不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随基肥占总施氮质量比例的降低,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量呈逐渐降低趋势,N1处理水稻群体干物质积累量最高。秸秆还田处理的平均氮素积累总量高于秸秆不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随着基肥所占总施氮量比例的降低,氮肥利用效率呈逐渐降低趋势,N1处理氮肥表观利用率、农学利用率和偏生产力最高。【结论】在秸秆还田为8.0 t/hm~2条件下,氮肥运筹以基肥、蘖肥、穗肥质量比为7∶2∶1时能够有效增加各时期的干物质积累量,提高氮肥利用率及水稻产量,为最佳氮肥运筹比例。     

不同灌溉方式对水稻需水量和生长的影响

利用桶栽试验,研究了在不同灌溉方式及不同蒸发渗漏处理下的水稻需水量和对水稻生长的影响。结果表明:水稻以拔节孕穗期需水强度最高,无水层、干干湿湿和70%水分处理需水量分别比有水层处理减少42.5%、51.3%和57.6%;水稻叶面蒸腾量、棵间蒸发量与田间渗漏量占总耗水量的百分比分别为60.1%、16.4%和23.5%;干干湿湿处理水分利用率达到1.6 kg/m3,叶片光合速率最大,收获指数最高,从节水和增效的角度看,以干干湿湿灌溉最佳。     

基于winSRFR河套灌区小麦不同面积不同生育期的入渗参数和糙率的研究

为了研究小麦不同生育期土壤入渗参数和田面糙率的规律,采用国内外学者对测定土壤入渗参数和田面糙率的方法和模型,根据春小麦不同生育期的水流推进和消退的实测数据,借助win SRFR模型,通过模拟灌溉过程,总结了河套灌区小麦不同畦田面积不同生育期的入渗参数和糙率的规律。结果表明:1春小麦田面糙率的变化范围为0.12~0.17;入渗系数的变化范围为47.78~75.03 mm/hα;入渗指数的变化范围为0.26~0.57。2田面糙率的变化规律总体表现为灌浆期分蘖期孕穗期拔节期,春小麦入渗参数随着小麦生育期逐渐减小,其规律为分蘖期拔节期孕穗期灌浆期。3数据经Sigmaplot显著性分析得出:入渗参数各生育期互相都有显著差异,而糙率在各个生育期除了孕穗期与分蘖期和拔节期无显著性差异其他都有显著差异。     

阶段亏水条件下水稻产量及水分生产率的通径分析

以水稻辽星9号为材料,进行盆栽试验,测定了分蘖前、分蘖末、拔节孕穗、抽穗开花、乳熟5个生育阶段不同程度亏水下,水稻的有效穗数、穗长、每穗粒数、实粒数、千粒质量、总腾发量、最大分蘖数、收获时蘖数、株高、根干质量、茎干质量、叶干质量、产量。采用相关分析和通径分析的方法,计算了各指标对产量和水分生产率的相关系数、通径系数、决定系数和对回归方程估测可靠程度的总贡献,建立了各指标对产量和水分生产率的回归方程。结果表明,在阶段亏水条件下,水稻有效穗数、每穗粒数、实粒数的提高和协调有助于实现高产的目标;在提高水稻水分生产率的过程中,产量的直接作用大于总腾发量,同时,应充分考虑土壤水分状况对水稻有效穗数、每穗粒数、实粒数、收获时分蘖数、根干质量的调节和促控作用。