黑土区不同水稻节水灌溉模式效应研究

发布时间：2020-05-21 03:18

【摘要】：为明确黑龙江地区水稻节水灌溉模式的节水增产效应及稻田温室气体排放情况,优选出适宜当地的节水灌溉模式。在黑龙江省庆安县国家灌溉试验重点站,采用田间小区试验,设置5种水稻灌溉模式:控制灌溉(C)、“薄、浅、湿、晒”灌溉(T)、叶龄模式灌溉(B)、“浅、湿”灌溉(I)、干湿交替灌溉(D),以当地常规灌溉(CK)作为对照处理,主要观测的指标如下:水稻全生育期的生长生育性状,包括株高的变化,叶面积指数(LAI)的变化,明晰全生育期水稻分蘖动态变化,水稻植株各时间段总体干物质积累及在器官中的分配,水稻植株根系伤流量在关键生育期的变化,水稻叶片全生育期的光合指标变化,记录水稻各生育阶段及全生育期累计灌溉水量,天然降水量,并与水稻收获期测定各处理最终产量及产量构成要素。在水稻生长的全生育期采集田间温室气体,测定各处理CH_(4、)N_2O及CO_2三种温室气体排放情况,明确不同灌溉处理总体增温潜势。通过对几种灌溉模式在水稻全生育期多项试验指标的观察与分析,综合评价优选当地适宜的节水灌溉模式,也为未来水稻节水灌溉模式的发展提供理论及实践的支持。本次研究得出的主要结论如下:(1)本试验中各处理不同生育阶段的株高各有不同,在分蘖盛期之前,常规灌溉处理(CK)的株高高于节水灌溉处理,分蘖盛期之后则是节水灌溉处理高于常规灌溉处理(CK)。不同处理水稻的叶面积指数(LAI)在水稻的分蘖中期以前,CK处理叶面积指数高于各个节水灌溉处理,分蘖末期之后,CK处理则明显小于其余处理。不同灌溉处理水稻黄熟期的最终分蘖量大小次序依次为:I处理B处理T处理C处理D处理CK处理。不同节水灌溉处理与常规灌溉处理相比均未减小地上部干物质的积累,在器官中的干物质分配比例无明显差异。各节水灌溉处理水稻根系伤流量与常规灌溉处理(CK)相比,在水稻分蘖前、中期,差别不大,分蘖末期略有差异。拔节期后,T处理、C处理与D处理明显小于CK处理,其余处理则与常规灌溉处理(CK)差别不大。(2)不同节水灌溉模式并未对整个生育期的水稻叶片的光合指标变化趋势产生影响。各处理的净光合速率与蒸腾速率变化趋势较一致。各灌溉处理的水稻叶片气孔导度与胞间CO_2浓度变化趋势一致,均在分蘖末期出现一个下降趋势,在拔节期与抽穗期均处于较高水平。其中,CK处理在大多数生育阶段气孔导度与胞间CO_2浓度均高于其余节水灌溉处理,但并未抑制水稻的光合速率干物质积累及最终的产量。各处理水稻叶片的瞬时水分利用效率总体变化趋势较平稳,受节水灌溉的影响较小。(3)不同节水灌溉模式的产量构成要素比较中总体均优于CK处理。各处理的产量大小排序为:I处理B处理D处理C处理T处理。其中,I处理比CK处理增产2221.68 kg·hm~(-2),B处理增产1913.37 kg·hm~(-2),D处理增产1689.4kg·hm~(-2),C处理增产1433 kg·hm~(-2),T灌溉处理增产810.94 kg·hm~(-2)。不同灌溉处理水稻耗水量与耗水强度最大的时期均为分蘖期、拔节期与抽穗期。全生育期累计耗水量大小排序依次为:C处理D处理T处理B处理I处理CK处理。各节水灌溉处理相较于CK处理的节水情况为:T处理全生育期耗水量比CK处理减少1257.533m~3/hm~2,I处理减少了1022.500 m~3/hm~2,C处理减少了1996.933 m~3/hm~2,D处理减少了1521.700 m~3/hm~2,B处理减少1032.367 m~3/hm~2。各节水灌溉处理的水分生产效率与降水利用率均高于CK处理,其中,C处理的水分生产效率最高。(4)各灌溉处理三种温室气体排放通量变化趋势相似,均在分蘖期、拔节期与抽穗期出现排放高峰。不同处理CH_4的累计排放量由大到小的排序为:CK处理I处理B处理T处理D处理C处理;N_2O的累计排放量由大到小的排序为:D处理C处理T处理I处理B处理CK处理;CO_2的累计排放量由大到小的排序为:C处理D处理B处理T处理I处理CK处理。各处理总体增温潜势大小排序为:CK处理I处理B处理T处理C处理D处理。稻田GHGI由高到低的排序为:CK处理T处理I处理B处理C处理D处理。(5)通过对各灌溉处理水稻生长生育性状、耗水量及产量、温室气体排放及增温潜势分析得出:各节水灌溉处理对水稻的生长生育性状未产生较大的不良影响。在考虑节水效果的前提下,C处理为最佳选择;在考虑增产效果的前提下,I处理为最佳选择,在考虑温室气体减排的前提下,D处理为最佳选择。如综合考虑几者的前提下,D处理的整体指标效果较好。综上,干湿交替灌溉模式在试验区对于水稻的节水、增产及稻田温室气体减排效果较为均衡,较适于在试验区应用,应予以重视。
【图文】：

研究的技术路线图

试验区概况Figure2-1Overviewofthetestarea
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511;S274

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本文编号：2673649