干湿交替灌溉对水稻产量、根系形态生理和土壤性状的影响

发布时间：2020-06-13 10:48

【摘要】：水稻是人类重要的粮食作物。随着世界人口的不断增加,水资源不足、全球气候变化、环境污染加重等问题都制约着水稻生产的发展。在保证水稻产量前提下,节水灌溉对我国粮食安全和水资源高效利用都具有重要意义。干湿交替灌溉是水稻高产节水栽培行之有效的重要措施之一,目前的研究已取得了一些重要进展,但以往这些结果多是以水稻地上部生长发育、产量形成、养分吸收、稻米品质及环境效应研究为主,有关干湿交替灌溉对稻田土壤性状影响的研究则较少。本研究以扬稻6号和两优培九为材料,在盆栽试验条件下设置轻度干湿交替灌溉和重度干湿交替灌溉,并以浅水层灌溉方式为对照,研究主要生育期、全生育期和稻田复水前后水稻根系形态生理的变化特点、土壤性状的变化特征及其与根系形态生理的关系。并以大田栽培的甬优2640进行部分验证试验。以期明确干湿交替灌溉对水稻根系形态生理和土壤性状的影响,阐明根系生长与土壤性状的互作机制,提出通过调控水稻根系生长和土壤性状来提高水稻产量的栽培技术途径,为水稻高产节水栽培提供理论和实践依据。主要研究结果如下:1.与浅水层灌溉相比,分蘖期和穗分化期轻度干湿交替灌溉通过增加每穗粒数来提高产量;结实期轻度干湿交替灌溉显著提高结实率和千粒重,进而提高产量。而分蘖期重度干湿交替灌溉产量降低的原因在于穗数的显著减少;穗分化期重度干湿交替灌溉显著降低每穗粒数,减少产量;结实期重度干湿交替灌溉条件下结实率显著减少,产量显著降低。全生育期轻度干湿交替灌溉可以提高灌溉水利用效率,提高水稻每穗粒数与结实率,增加产量,而且增产幅度是所有处理中最高的。2.与浅水层灌溉相比,轻度干湿交替灌溉可以有效提高水稻根干重、根冠比、根长、根直径、根体积、根系氧化力、根系吸收表面积和根系活跃吸收表面积,促进水稻根系通气组织较早的形成。轻度干湿交替灌溉还可以增加水稻根系伤流量及其中的游离氨基酸、可溶性糖含量,重度干湿交替灌溉则会降低水稻根系伤流量及其中的游离氨基酸、可溶性糖含量。3.与浅水层灌溉相比,轻度干湿交替灌溉可以提高土壤孔隙度、增加土壤中的速效养分含量,显著改善土壤物理化学性状。轻度干湿交替灌溉还可以显著提高土壤中的蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,以及土壤中的细菌、真菌、放线菌数量,而重度干湿交替灌溉会降低土壤酶活性和微生物数量。4.相关分析表明,根冠比、根直径、根系氧化力、根系伤流液与土壤酶活性和微生物数量存在不同程度的显著或极显著相关关系。同时,土壤生物学性状与产量的相关说明水稻各个生育时期的蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶活性及微生物数量与水稻产量呈显著或极显著正相关关系,土壤微生物活性强,有利于水稻的生长和产量的提高,轻度干湿交替灌溉是提高土壤微生物活性的有效措施之一。
【图文】：

技术路线图,干湿交替,浅水层,生物学性状

逦１５逡逑本研究的技术路线可以用图１表示。逡逑不同水稻品种（扬稻６号、两优培九、甬优２６４０）为材料逡逑逦ｊ逦邋逦Ｙ逦逡逑关键生育期逦全生育期逡逑浅水层灌溉（对照）逦浅水层灌溉（对照）逡逑轻度干湿交替灌溉逦轻度干湿交替灌溉逡逑重度干湿交替灌溉逡逑水稻根系形态特征（根长、根直径、逦稻田土壤物理性状逡逑根重、根体积等）逦逦？化学性状逡逑生理特征（根系氧化力、根系伤流逦生物学性状（土壤主要酶类逡逑液中氨基酸和可溶性糖含量等）逦活性、微生物数量）逡逑逦＾邋ｒ逦ｊ逦逡逑阐明干湿交替灌溉对水稻根系性状和稻田土壤性状的影逡逑响及其相互作用机制，提出通过调控水稻根系生长和土逡逑壤生物学性状来提高水稻产量的栽培技术途径逡逑图１本研宄技术路线图逡逑

干湿交替,重度,分蘖期,可溶性糖含量

３．１．１．１根系伤流置及其中游离氨基酸和可溶性糖逡逑分蘖期轻度和重度干湿交替灌溉对扬稻６号和两优培九根系伤流量及其中游离氨基酸逡逑和可溶性糖的影响如图２所示。与对照（ＳＷ）相比，轻度干湿交替灌溉（ＭＤ）显著增加逡逑根系伤流量，重度干湿交替灌溉（ＳＳ）降低根系伤流量。在土壤落千时，轻度干湿交替灌逡逑溉条件下根系伤流液中游离氨基酸含量显著高于对照，复水后，，各处理间差异变小。轻度逡逑干湿交替灌溉使根系伤流液中可溶性糖含量显著增加，重度干湿交替灌溉与对照差异不显逡逑著。逡逑＃0｜逦ＹＤ６逦ＬＹＰＪ＿逡逑Ｗ／／ｉ邋ＭＤ逦ｘ逡逑！ｃ邋５５邋ｅｏａａ邋ｓｓ逦Ｋ逡逑ｌ５０＇逦Ｉ逦ｆｔ｜｜邋ｆｊｉ邋ｆｊｈ逡逑ｉｊ逦Ｍｌ逦１１１１逦１１１逦１逦１１１逦１逡逑４０邋逦邋逦逡逑Ｃ邋Ｓｍｏ逦ＹＤ６逦ＬＹＰＪ逡逑ｉ；ｌ逦ｉｌｌ逦１１逦１１逦１１１１１逡逑－ｉ逡逑ＣＴ逦ｒｗｇｉ邋ＳＳ逡逑ｉ：ｌ邋１１邋ｉｌｌ
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511

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