收藏本站
《华中农业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不同水氮管理对水稻生长和水氮效率影响的生理机制研究

姚锋先  
【摘要】:水稻集约化生产条件下氮肥和水分利用效率偏低,氮肥环境污染问题日益突出。协调水氮管理,发挥水氮协同效应,实现产量与水氮效率协同提高,是当前农业水氮管理中亟待探讨的问题。已有的研究大多从单因子效应、短时间、室内模拟和产量效应与水分利用效率的关系等方面展开探索,而在大田条件下对水稻集约化生产的水肥耦合进行多因子试验,系统研究其对水稻产量、品质、资源利用效率以及生态环境效应等的影响则鲜见报道。本研究以节水抗旱稻旱优3号和灌溉稻(扬两优6号、华两优9313、金科优938)为试验材料;在大田条件下采用裂区试验设计,以水分管理模式(包括半旱栽培、干湿交替和淹灌)为主区,施氮量(氮肥施用量2009年为0、108.148.5、189kg ha-1,2010年为0、108、175.5kg ha-1)为裂区,品种为再裂区;比较研究了不同水氮管理方式对水稻生长发育、产量及其构成因子、水分利用效率、氮肥利用效率、水氮耦合效应等的影响,初步明确了适用于集约化水稻生产区的水稻产量与水氮高效协同的模式,阐明了水稻高产和水氮高效利用的关键过程和限制因素。主要研究结果如下: (1)本试验条件下,稻田水分管理模式以半旱栽培(semi-dry cultivation, SDC)较好,SDC模式与淹灌(continuously flooded, CF)或干湿交替(alternate wetting and drying, AWD)产量差异不显著,但灌溉水量分别减少68%和58%左右,水分利用效率显著提高。在相同的水分和养分管理模式下,灌溉稻品种产量比旱稻品种高20%左右。因而,采用高产水稻品种,结合SDC水分管理方式和相对偏低的施氮量(108kg ha-1)是相对最优的高产高效协同管理模式。 (2)不同施氮水平下,SDC模式和AWD模式促进基部节间缩短,水稻群体中下部干物质分配比例增大,有利于提高水稻抗倒伏性能;同时SDC和AWD与淹灌相比,株型变紧凑,中下部透光率增加,有利于营养器官中储藏物质后期向穗部转运。 (3)在本试验条件下,水稻群体生长速率在幼穗分化期至齐穗期最高,其次为齐穗期至成熟期,分蘖期较低;氮肥用量与群体生长速率在不同生育时期表现各异,分蘖期随氮肥用量增加而增大,幼穗分化期以后氮肥用量与群体生长速率呈二次曲线关系,在施氮量108kg ha-1时,群体生长速率最大,过低或过高的氮肥用量均不利于群体生长速率的增加。SDC比AWD或淹灌的群体生长速率高。水分管理模式与氮肥用量对群体生长速率影响的交互效应不显著。 (4)SDC和AWD模式通过降低二次枝梗退化率和一、二次枝梗颖花空粒率来补偿轻度水分亏缺导致的穗粒数降低的现象,从而使SDC和AWD与淹灌模式每穗粒数差异不显著。 (5)水稻强势粒比弱势粒灌浆启动早15天左右,同一稻穗当强势粒灌浆结束时才启动弱势粒的灌浆。在不施氮和氮肥用量为108kg ha-1寸,SDC模式有利于提高弱势粒的灌浆速率,当氮肥用量较高时,这一优势不显著,SDC、AWD和淹灌模式的籽粒灌浆速率差异不显著。 (6)与灌溉稻相比,节水抗旱稻在表层(0-10cm)根量分配比例下降,而深层(10cm以下)根量比例增加;节水抗旱稻的根冠比高于灌溉稻,但总根干重则略低于灌溉稻;节水抗旱稻后期根系伤流量下降幅度较大,而灌溉稻下降幅度小于节水抗旱稻;不同水分管理模式对根系干重、根冠比以及根系伤流量的影响规律不明显。 (7)SDC和AWD的水分利用率分别为1.11kgm-3和0.92kg m-3,比淹灌分别高35%和12%;氮肥用量与水分利用效率呈二次曲线关系;灌溉稻比节水抗旱稻水分利用率高10%。成熟期地上部总吸氮量SDC和AWD模式比淹灌分别降低了7%和4%,且随施氮量增加而呈显著性增加,灌溉稻比节水抗旱稻高29%;氮素籽粒生产效率SDC和AWD模式分别比淹灌高11%和4%,且随施氮量增加而降低,灌溉稻比节水抗旱稻高17%;氮肥农学利用率SDC和AWD模式分别比淹灌高59%和19%,且随施氮量增加而降低,灌溉稻比节水抗旱稻高27%。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S511

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李晓蕾;齐穗期施氮量对不同品种水稻产量及品质的影响[D];黑龙江八一农垦大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张玉屏,李金才,黄义德,黄文江;水分胁迫对水稻根系生长和部分生理特性的影响[J];安徽农业科学;2001年01期
2 周荣;杨荣泉;陈海军;;水氮交互作用对冬小麦产量及土壤中硝化氮分布的影响[J];北京农业工程大学学报;1994年04期
3 薛全义,荆宇,华玉凡;略论我国旱稻的生产及发展[J];中国稻米;2002年04期
4 刘文兆,李秧秧;断伤作物根系对籽粒产量与水分利用效率的影响研究现状及问题[J];西北植物学报;2003年08期
5 梁银丽,陈培元;水分胁迫和氮素营养对小麦根苗生长及水分利用效率的效应[J];西北植物学报;1995年01期
6 申云霞,唐拴虎,王长发,吴永常;冬小麦水肥产量交互效应模拟研究[J];西北植物学报;1995年02期
7 李义珍,郑景生,庄占龙,黄育民,杨惠杰;杂交稻施氮水平效应研究[J];福建农业学报;1998年02期
8 嵇庆才,周明耀,张凤翔,徐华平,周春林,荆昊,顾太义;水培条件下水肥耦合对水稻根系形态及其活力的影响[J];水利与建筑工程学报;2005年03期
9 余新桥,梅捍卫,李明寿,梁文兵,徐小艳,张剑锋,罗利军;节水抗旱杂交稻的选育和应用前景[J];分子植物育种;2005年05期
10 茆智;水稻节水灌溉及其对环境的影响[J];中国工程科学;2002年07期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 刘建丰;超高产杂交稻冠层形态结构和光合特性及其遗传研究[D];湖南农业大学;2002年
2 任华中;水氮供应对日光温室番茄生育、品质及土壤环境的影响[D];中国农业大学;2003年
3 唐启源;水稻冠层的生态生理特性及其影响因素研究[D];湖南农业大学;2005年
4 李荣刚;高产农田氮素肥效与调控途径[D];中国农业大学;2000年
5 程建平;水稻节水栽培生理生态基础及节水灌溉技术研究[D];华中农业大学;2007年
6 曾建敏;水稻氮效率评价系统的建立与氮高效形成机理的研究[D];华中农业大学;2006年
7 张卫星;超级稻品种穗生长发育和灌浆结实对水分亏缺的响应及其机理[D];中国农业科学院;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴俊生,宫德英;稻稗杂交及其后代植株的RAPD标记鉴定[J];山东农业科学;2000年05期
2 王旭清,王法宏,任德昌,曹宏鑫;作物垄作栽培增产机理及技术研究进展[J];山东农业科学;2001年03期
3 朱其松;张洪瑞;张士永;宋克勤;高苓昌;陈峰;宫德英;;山东省地方水稻品种资源的农艺性状及抗性鉴定[J];山东农业科学;2007年06期
4 房玉伟;施凤雪;方莉;;不同氮肥用量和移栽密度对早籼稻金早47产量的影响[J];山东农业科学;2010年02期
5 刘延忠;李习民;刘惠惠;齐文增;陈令梅;;不同类型玉米灌浆过程中籽粒内源激素含量的变化动态[J];山东农业科学;2010年09期
6 周海燕;吴德敏;李彦;张英鹏;刘兆辉;江丽华;;秸秆还田条件下不同氮肥运筹对冬小麦产量、农艺性状及氮素利用效率的影响[J];山东农业科学;2011年05期
7 吴俊生,姚永湘,彭慕良,李桂生;外引稻种在山东济宁的光温反应特性及利用价值[J];山东农业科学;1994年03期
8 吴俊生,彭慕良;山东省地方稻种资源的变种类型与品种熟期性划分[J];山东农业科学;1995年01期
9 许传山;水稻精种高产栽培原理与技术[J];山东农业科学;1995年03期
10 孙德勤,于福军,孙华铭;鲁南地区水稻“三高一稳”栽培技术开发研究[J];山东农业科学;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 唐杉;;不同还田条件下稻田紫云英氮素释放及效应研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
2 王道中;张成军;郭熙盛;;减量施肥对水稻生长及氮素利用率的影响[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
3 袁嫚嫚;叶舒娅;刘枫;李敏;吴学忠;;不同控释氮肥对玉米产量和氮肥利用率的影响[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
4 洪林;;农田节水减污耦合效应研究[A];全国水资源合理配置与优化调度及水环境污染防治技术专刊[C];2011年
5 薛正平;李军;汤剑平;;直播单季晚稻产量结构影响因素的综合分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
6 魏海燕;张洪程;戴其根;霍中洋;许轲;杭杰;马群;张胜飞;张庆;刘艳阳;;不同氮利用效率水稻基因型的物质生产与积累特性[A];作物逆境生理研究进展——中国作物生理第十次学术研讨会文集[C];2007年
7 程建平;曹凑贵;蔡明历;原保忠;翟晶;;水分胁迫与氮素营养对水稻生理特性的影响[A];中国作物学会2007年学术年会论文集[C];2007年
8 朱娟娟;张保军;吾尔古丽;王成社;;绿色奇素对旱地冬小麦花后生理特性及产量的影响[A];中国作物学会2007年学术年会论文集[C];2007年
9 赵琳;冯佰利;高金锋;鱼欢;李世清;李生秀;;氮素和栽培模式对小麦旗叶生长发育的调控效应研究[A];中国作物学会2007年学术年会论文集[C];2007年
10 吴长付;刘立军;王志琴;杨建昌;;氮肥管理对水稻产量和冠层内生态环境的影响[A];中国作物学会栽培专业委员会换届暨学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨守军;根系调控对枣树(冬枣)生长及代谢影响的效应研究[D];山东农业大学;2010年
2 姚凤娟;施氮和花后灌溉对强筋小麦籽粒产量和品质的调控效应[D];山东农业大学;2009年
3 张凯;园林绿地生态系统养分动态及其利用效率研究[D];安徽农业大学;2010年
4 冯福学;不同耕作措施对绿洲灌区冬小麦“根土系统”的影响[D];甘肃农业大学;2010年
5 杨彩红;交替灌溉对间作群体水分利用特征的影响及其机理[D];甘肃农业大学;2010年
6 罗新宁;基于SPAD的棉花氮素营养诊断及氮营养特性研究[D];新疆农业大学;2010年
7 范凤翠;设施蔬菜控漏灌水机理与技术研究[D];河北农业大学;2010年
8 石媛媛;基于数字图像的水稻氮磷钾营养诊断与建模研究[D];浙江大学;2011年
9 李金文;基于水稻叶片生理生态学特征的氮营养诊断[D];浙江大学;2010年
10 武深树;湖南省畜禽养殖场粪便污染治理意愿及其环境成本控制研究[D];湖南农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宁大伟;江汉平原油菜—水稻轮作制度下施肥效果及经济效益的研究[D];华中农业大学;2010年
2 闫鸿媛;长期施肥下我国典型土壤粮食作物氮肥利用率时空演变特征[D];华中农业大学;2010年
3 王亚艺;水稻—油菜轮作中钾肥效应及作物—土壤体系钾素动态变化研究[D];华中农业大学;2010年
4 苏伟;油菜轻简化生产中几项养分管理关键技术的初步研究[D];华中农业大学;2010年
5 张庆路;利用重组自交系群体定位一般配合力相关性状QTL[D];华中农业大学;2010年
6 柯传勇;不同水分处理对水稻生长、产量及品质的影响[D];华中农业大学;2010年
7 韩自行;不同氮肥处理对稻茬免耕油菜产量和品质的影响[D];华中农业大学;2010年
8 张中华;不同播种量和品种直播研究[D];华中农业大学;2010年
9 卢增斌;防治水稻螟虫单项技术措施的评价及储备技术—转基因水稻对非靶标生物影响的研究[D];华中农业大学;2010年
10 张丽军;不同氮水平下水稻组织铵态氮、磷、钾的积累特征及QTL定位分析[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马妍;任玉荣;诸亚铬;;不同密度及施肥方式对水稻产量的影响[J];安徽农学通报;2007年15期
2 叶永印,张时龙;氮肥施用技术对水稻产量及构成因素的影响[J];安徽农业科学;2002年03期
3 盛小琴;陆桂清;钱萍;;氮肥施用量及施肥方式对水稻产量的影响试验研究[J];现代农业科技;2011年02期
4 罗玉坤,朱智伟,金连登,闵捷,陈能,许立,陈铭学,章林平;从普查结果看我国水稻品种品质的现状[J];中国稻米;2002年01期
5 卢景波;中国水稻产业:供需、流通与未来政策导向——在首届国际水稻大会之世界大米贸易大会上的发言[J];中国稻米;2002年06期
6 卢铁钢;孙国才;王俊茹;崔月峰;李大伟;李德全;李殿平;;氮肥对北方超级稻产量及品质的影响[J];中国稻米;2010年06期
7 孙艳丽,沈鹏,金正勋,金学泳,马红;氮素营养对稻米理化特性及淀粉谱特性的影响[J];东北农业大学学报;2002年02期
8 彭显龙;刘元英;罗盛国;范立春;盛大海;;寒地稻田施氮状况与氮素调控对水稻投入和产出的影响[J];东北农业大学学报;2007年04期
9 王忠,顾蕴洁,陈刚,熊飞,李运祥;稻米的品质和影响因素[J];分子植物育种;2003年02期
10 叶永印,张时龙,杨远平,陆宁;水稻不同施氮方式对产量的影响[J];贵州农业科学;2000年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王子迎,檀根甲;水稻纹枯病生境生态位研究[J];安徽教育学院学报;2003年03期
2 郑相穆;黄加明;;杂交稻根系活力的动态变化及调节[J];安徽农业科学;1981年03期
3 李金才,黄义德,魏凤珍,张玉屏,黄文江;旱作对水稻干物质积累、分配及产量的影响[J];安徽农业科学;2001年01期
4 张玉屏,李金才,黄义德,黄文江;水分胁迫对水稻根系生长和部分生理特性的影响[J];安徽农业科学;2001年01期
5 叶永印,张时龙,罗洪发,杨远平;水稻生长中期群体结构对产量及构成因素的影响[J];安徽农业科学;2003年01期
6 张国良,陈冬平;不同施肥配方对水稻群体质量及产量的影响[J];安徽农业科学;2004年03期
7 李德福,李金才,魏凤珍;拔节长穗期水分胁迫对旱作水稻若干生理特性和经济产量的影响[J];安徽农业科学;2005年07期
8 张祥明,郭熙盛,刘春盛,胡润,程生龙,叶北朝;不同氮肥用量对早籼15生长发育和产量的影响[J];安徽农业科学;2005年10期
9 万骏南;吴建富;邓强辉;张东萍;;水稻籽粒灌浆的研究进展[J];安徽农业科学;2007年27期
10 葛东生,张秀云,刘襄;杂交中稻及杂交双晚适宜播期的研究[J];安徽农业科学;1995年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 单玉华;不同类型水稻品种氮素吸收利用的差异及控制[D];扬州大学;2002年
2 江立庚;水稻品种氮素吸收利用效率的生理生态特征及调控研究[D];南京农业大学;2003年
3 凌云;基于机器视觉的谷物外观品质检测技术研究[D];中国农业大学;2004年
4 黄见良;水稻氮素营养特性、氮肥利用率与实时实地氮肥管理的研究[D];湖南农业大学;2003年
5 崔振岭;华北平原冬小麦—夏玉米轮作体系优化氮肥管理—从田块到区域尺度[D];中国农业大学;2005年
6 叶全宝;不同水稻基因型对氮肥反应的差异及氮素利用效率的研究[D];扬州大学;2005年
7 丁艳锋;氮素营养调控水稻群体质量指标的研究[D];南京农业大学;1997年
8 曹宁;基于农田土壤磷肥力预测的我国磷养分资源管理研究[D];西北农林科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 金军;氮肥施用量施用期对稻米品质及产量的影响[D];扬州大学;2002年
2 王秀芹;不同类型水稻品种对施氮量的反应[D];扬州大学;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026