不同灌溉方式耦合氮肥运筹下寒地粳稻产量形成机理的研究

发布时间：2020-05-12 06:13

【摘要】：水分和氮素是水稻生长发育过程中不可或缺且存在相互作用的两个因子。通过研究不同灌溉方式和氮肥运筹间的水氮耦合机制,探索最佳水氮耦合管理技术,以达到水肥协同促进的效果,对寒地粳稻节水高效栽培具有重要意义。本试验以黑龙江省第一积温带主推粳稻品种东农425和松粳6号为试验材料,设置3种灌溉方式(W1正常灌溉;W2轻干湿交替灌溉;W3重干湿交替灌溉)和3种氮肥运筹方式(基肥:蘖肥:穗肥:粒肥分别为6:3:1:0(N1)、5:3:1:1(N2)、4:3:2:1(N3)),研究不同水氮耦合处理对寒地粳稻生长特性、根系活力、光合特性、干物质积累转运与分配、颖花形成、籽粒灌浆特性以及产量构成因子的影响,揭示不同灌溉方式耦合氮肥运筹下寒地粳稻产量形成规律,明确灌溉方式和氮肥运筹对寒地粳稻产量形成的调控效应,进而确定最佳的灌溉方式和氮肥运筹,为寒地粳稻节水高效栽培提供理论依据和技术支持。本试验主要研究结果如下:1.不同灌溉方式和氮肥运筹对寒地粳稻最高分蘖数、最终分蘖数、株高以及叶面积指数存在影响。与W1相比,W2和W3处理下,寒地粳稻分蘖高峰、最终分蘖数、株高和叶面积指数均降低,且东农425的茎蘖发生量、最终分蘖数、株高和叶面积指数降低幅度小于松粳6号;各灌溉方式处理与N2处理耦合时,具有最高的最终分蘖数、株高和叶面积指数。2.不同灌溉方式和氮肥运筹对寒地粳稻根系活力存在影响。与W1相比,W2处理显著提高寒地粳稻的根系活力,W3处理则显著降低。各灌溉方式下,各氮肥运筹处理在不同生育时期,根系活力存在差异。分蘖期N1处理根系活力显著高于N2和N3处理;拔节期至抽穗期N2根系活力逐渐高于N1,但两者间差异不显著,且均显著高于N3;灌浆期至成熟期W1和W2处理下N2高于N1和N3,W3处理下各氮肥运筹间无显著差异。3.不同灌溉方式和氮肥运筹对寒地粳稻功能叶叶绿素含量影响显著。东农425抽穗以前叶绿素含量随土壤水势的降低而降低,抽穗后呈先升后降趋势,而松粳6号则一直呈降低趋势;各灌溉方式下,寒地粳稻功能叶叶绿素含量在抽穗期以前随氮肥后移比例的加大而降低,抽穗期以后随氮肥后移比例的加大而升高。叶绿素a/b值随灌溉方式和氮肥运筹变化较小。随土壤水势的降低东农425的净光合速率(Pn)呈先升后降趋势,蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)呈下降趋势;松粳6号Pn、Tr、Gs和Ci均随土壤水势的降低而下降。东农425在W2N2处理下具有更高的Pn,松粳6号在W1N2处理下具有更高的Pn。4.不同灌溉方式和氮肥运筹对寒地粳稻干物质积累及转运存在影响。与W1相比,东农425在W2处理下地上部干物质积累量和输出量无显著差异,W3处理下地上部干物质积累量和输出量显著下降,松粳6号随土壤水势的降低,地上部干物质量积累量和输出量均显著下降,但W2和W3处理下两品种干物质转运率和贡献率均增强。各灌溉方式下,两个品种均表现为N2具有较高干物质积累及转运能力,为最佳氮肥运筹方式。5.不同灌溉方式和氮肥运筹对水稻粒叶比的影响达极显著水平。东农425的W1和W2处理粒叶比差异不显著,但均显著高于W3;松粳6号随土壤水势的降低,粒叶比呈显著降低趋势。W1和W2处理下N2处理粒叶比显著高于其他氮肥处理,W3处理下N2和N3处理差异不显著,但均显著高于N1处理。6.不同的灌溉方式和氮肥运筹对寒地粳稻颖花发育存在影响。寒地粳稻花粉粒育性随土壤水势的降低而显著降低(东农425的W1与W2处理间差异不显著);两粳稻品种的颖花分化数随土壤水势的降低变化较小,颖花退化数和退化率则增加显著,且二次枝梗颖花受土壤水势敏感程度显著高于一次枝梗。W1和W2处理下,氮肥运筹对两个品种的花粉粒育性无显著差异,W3处理下呈N2N3N1趋势,且东农425的花粉粒育性显著高于松粳6号;各灌溉方式下,颖花分化数随着氮肥后移量的增加而增加,颖花的退化数和颖花退化率均随着氮肥后移量的增加而有所降低。7.不同灌溉方式和氮肥运筹对水稻产量影响极显著。随土壤水势的降低,两粳稻品种产量逐渐降低。各灌溉方式下,两寒地粳稻产量均表现为N2N3N1。与W1相比,东农425的W2处理减产主要由于有效穗数和穗粒数降低而造成的,但W2耦合N2处理保证了穗粒数的同时,提高了植株群体的根系活力和光合特性,进而提高了千粒重和结实率,使得W2N2处理产量降低不显著,因此W2N2为最佳水氮耦合方式;松粳6号对水分过于敏感,轻微的水分胁迫即可导致其各产量构成因素降低,造成减产显著,因此以W1N2为最佳水氮耦合方式。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511.22

【参考文献】