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节水灌溉与常规灌溉对旱直播水稻叶片生理特性、产量及品质的影响
殷春渊, 王书玉, 刘贺梅, 孙建权, 胡秀明, 王和乐, 田芳慧, 马朝阳, 张栩, 张瑞平, 马晓红
中国农学通报. 2020, 36(18): 1-9
节水灌溉与常规灌溉对旱直播水稻叶片生理特性、产量及品质的影响
Effects on Leaf Physiological Characteristics, Yield and Quality of Dry Seeding Rice: Water-saving Irrigation and Conventional Irrigation
为研究不同灌溉方式对直播稻产量和品质的影响。以3个水稻品种为试验材料,在大田旱直播栽培模式下,设置常规灌溉和节水灌溉2种灌溉方式,分析测定直播稻的叶片光合、稻谷产量和品质等指标。结果表明,相对于常规灌溉,节水灌溉处理剑叶叶绿素含量和叶片含水率分别下降3.66%和4.37%,灌浆中后期剑叶光合速率和水稻产量分别提高5.78%和5.69%。对稻米品质的影响因不同品种表现不同,对于‘新稻567’和‘新稻568’两品种,节水灌溉处理稻米加工和食味品质分别下降了6.21%和3.84%,垩白粒率和垩白度分别增加了18.9%和5.37%;对于‘新科稻31’,节水灌溉处理稻米的加工品质提高了3.4%,垩白粒率和垩白度分别下降了19.59%和27.84%。相关分析表明,叶片含水率与光合速率呈正相关,产量和品质与光合速率的关系因不同灌浆时段而异。提高灌浆中后期光合速率,可以提高水稻产量和稻米的加工品质,但稻米外观和食味品质有所下降。综上表明,通过节水灌溉可以提高水稻产量,但在米质调控上因品种而异。因种设定不同的土壤水势灌溉标准,对发展节水型直播稻生产和提高稻田水分利用效率具有重要意义。
To study the effects of different irrigation methods on yield and quality of direct seeding rice, three rice cultivars were used as test materials under dry direct seeding field cultivation mode. Two methods of conventional and water-saving irrigation were set up. The indexes of direct seeding rice leaf photosynthesis, grain yield, quality and so on were analyzed. The results showed that compared with conventional irrigation, the water-saving irrigation decreased the chlorophyll content and water content of flag leaf by 3.66% and 4.37%, increased the photosynthetic rate of flag leaf and rice yield at the middle and late stage of grain filling by 5.78% and 5.69%. The effect of different irrigation modes on rice quality was varied among the cultivars. For ‘Xindao567’and ‘Xindao568’, water-saving irrigation reduced the quality of rice processing and taste by 6.21% and 3.84% respectively, increased the chalky grain rate and chalkiness by 18.9% and 5.37% respectively. For ‘Xinkedao31’, water-saving irrigation increased the quality of rice processing by 3.4%, decreased the chalky grain rate and chalkiness by 19.59% and 27.84% respectively. The correlation analysis showed that the relationship between leaf moisture content and photosynthetic rate was positive, the relationship among yield, quality and photosynthetic rate varied with different grain-filling periods. The yield and processing quality of rice could be improved, but the appearance and taste quality of rice decreased as the photosynthetic rate of the middle and late grain filling stage increasing. In conclusion, rice yield could be increased by water-saving irrigation, but the rice quality regulation varied by cultivars. Setting different soil irrigation water potential standards according to cultivar is of significance to the development of water-saving direct seeding rice production and the improvement of water use efficiency in rice field.
水稻 / 旱直播 / 节水灌溉 / 常规灌溉 / 产量 / 品质 {{custom_keyword}} /
rice / dry direct seeding / water saving irrigation / conventional irrigation / yield / quality {{custom_keyword}} /
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程建平, 曹凑贵, 蔡明历, 等. 不同灌溉方式对水稻产量和水分生产率的影响[J]. 农业工程学报, 2006,22(12):28-33.
以杂交水稻两优培九和Ⅱ优725为试验材料,利用测筒栽培条件,比较了4种不同灌溉方式下的水稻产量、品质及水分生产率。结果表明:与淹水灌溉相比,间歇灌溉、半干旱栽培和干旱栽培下两优培九全生育期的耗水量分别减少了10.65%、25.70%、34.68%,产量分别增产7.38%、减产17.29%和减产41.01%;Ⅱ优725耗水量分别减少了12.49%、22.08%、32.24%,产量分别增产8.54%、减产20.00%和减产46.43%。水分生产率以间歇灌溉最高,半干旱栽培次之,淹水灌溉和干旱栽培较低。间歇灌溉下稻粒的整精米率、精米率、粒长均高于其他处理,但垩白粒率、垩白度低于其他处理;随着稻田耗水量的减少,稻粒的直链淀粉含量降低,而胶稠度和蛋白质含量提高。试验结果表明间歇灌溉为南方稻区较适宜的灌溉方式。
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舟成. 中国水资源现状与问题研究. 资源节约与环保, 2013(10):64.
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张忠学, 郑恩楠, 王长明, 等. 不同水氮处理对水稻荧光参数和光合特性的影响[J]. 农业机械学报, 2017,48(6):176-183.
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褚光, 展明飞, 朱宽宇, 等. 干湿交替灌溉对水稻产量与水分利用效率的影响[J]. 作物学报, 2016,42(7):1026-1036.
本研究旨在阐明干湿交替灌溉影响水稻产量的生理机制。大田种植3个当地高产水稻品种武运粳24 (粳稻)、扬两优6号(两系杂交籼稻)与甬优2640 (三系籼/粳杂交粳稻)。自移栽后7 d设置:常规灌溉(CI,保持水层)和干湿交替灌溉(AWD),观察这2种灌溉模式对水稻根系与地上部生长发育的影响。结果表明,与CI相比,AWD可以显著提高水稻产量与水分利用效率,3个供试品种产量分别提高了5.34%、5.85%和6.62%,水分利用效率分别提高了28.9%、25.3%和27.6%。产量与水分利用效率的提高主要得益于水稻根系和地上部植株的生理功能的改善,表现出灌浆期较高的根系氧化力、根系伤流液强度、根系与叶片中玉米素与玉米素核苷的含量、剑叶净光合速率、籽粒中较高的蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶活性、较大的深层(10~20 cm)根系、较高的分蘖成穗率与叶面积指数。
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杨建昌, 袁莉民, 唐成, 等. 结实期干湿交替灌溉对稻米品质及籽粒中一些酶活性的影响[J]. 作物学报, 2005,31(8):1052-1057.
在土培池和大田试验条件下,观察了结实期干湿交替灌溉对武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)米质和籽粒中淀粉合成关键酶活性的影响以及它们之间的关系。与对照(保持水层)相比,轻干-湿交替灌溉(土壤干至土壤水势为-25 kPa时复水)增加了结实率和粒重,降低了垩白粒率和垩白度,提高了淀粉的最高黏度和崩解值,减小了热浆黏度、
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孙永健, 孙园园, 刘树金, 等. 水分管理和氮肥运筹对水稻养分吸收、转运及分配的影响[J]. 作物学报, 2011,37(12):2221-2232.
在高产施氮量180 kg hm-2条件下,以杂交稻冈优527为材料,通过“淹水灌溉”(W1)、“湿润灌溉(前期)+浅水灌溉(孕穗期)+干湿交替灌溉(抽穗至成熟期)”(W2)和“旱种”(W3) 3种灌水及不同的氮肥运筹处理,研究水分管理和氮肥运筹对水稻养分吸收、转运、分配及产量的影响,并探讨各养分间及其与产量的相互关系。结果表明,水分管理和氮肥运筹对水稻主要生育期氮、磷、钾的累积、转运、分配及产量的影响均存在显著的互作效应,水氮互作条件下各生育期氮、磷、钾间的吸收存在显著的协同效应;抽穗期氮、磷、钾的累积与各养分在结实期转运总量间,以及结实期各养分转运间均呈极显著正相关,且氮、钾在抽穗前期的累积对促进结实期各养分向籽粒的转运和提高产量影响显著,但氮肥后移比例过重(N4处理)及W3处理均会导致结实期叶片和茎鞘各养分转运总量的显著降低,氮、磷、钾降幅分别达2.73%~18.00%、8.03%~19.70%、6.52%~17.02%。据产量及其与养分吸收、转运间关系的表现,W1模式下氮肥后移量以占总施氮量的40%~60%为宜,W2模式与氮肥运筹方式为基肥:蘖肥:孕穗肥(倒四、二叶龄期分2次等量施入)=3∶3∶4组合是本试验最佳的水氮耦合运筹模式,W3模式下,应减少氮肥的后移量,氮肥后移量占总施氮量的20%~40%为宜。
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张自常, 李鸿伟, 陈婷婷, 等. 畦沟灌溉和干湿交替灌溉对水稻产量与品质的影响[J]. 中国农业科学, 2011,44(24):4988-4998.
【目的】探讨协同提高产量和稻米品质的灌溉技术。【方法】以扬稻6号(籼稻)和扬粳4038(粳稻)为材料,自移栽至成熟设置畦沟灌溉和干湿交替灌溉(水势达到-15 kPa再灌水)处理,以农民习惯灌溉为对照,研究不同灌溉方式对产量与品质的形成影响。【结果】与对照相比,畦沟灌溉和干湿交替灌溉提高了抗氧化保护酶活性、叶片光合速率、根系氧化力、根系中吲哚-3-乙酸和玉米素+玉米素核苷含量。畦沟灌溉和干湿交替灌溉的产量较农民习惯灌溉增加了6.16%—11.6%。畦沟灌溉和干湿交替灌溉还显著提高了稻米的糙米率、精米率、整精米率、清蛋白、谷蛋白以及稻米淀粉黏滞谱(RVA)的最高黏度和崩解值,降低了垩白米率、垩白大小、垩白度、醇溶蛋白含量和消减值。两品种结果趋势一致。【结论】畦沟灌溉和干湿交替灌溉可以显著提高产量并改善稻米品质,根系和冠层性能的改善是上述两种灌溉方式增加产量和改善稻米品质的重要原因。
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刘艳, 孙文涛, 宫亮, 等. 水分调控对水稻根际土壤及产量的影响[J]. 灌溉排水学报, 2014,33(2):98-100.
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王唯逍, 刘小军, 田永超, 等. 不同土壤水分处理对水稻光合特性及产量的影响[J]. 生态学报, 2012,32(22):7053-7060.
为探明土壤水分对水稻生长发育的影响机理,以武香粳14和两优培九为试验材料,分析了不同土壤水分处理下(W1、W2、W3和CK分别表示土壤体积含水量为20%、30%、40%和5cm水层灌溉)的水稻光合特性、产量及水分生产率等。结果表明,轻度水分胁迫(W3)具有处理间最大的叶片气孔导度、蒸腾速率和净光合速率,其他处理规律不显著。灌浆初期各水分处理下叶位间光合指标均表现为:剑叶>顶2叶>顶3叶>顶4叶,其他生育期规律不显著。与对照处理(CK)相比,武香粳14的W1、W2和W3处理的产量分别减少61.14%和29.13%、增加0.96%,水分生产率分别减少10.69%、增加1.53%和20.61%;两优培九的产量分别减少64.11%和28.76%,增加2.08%,水分生产率分别减少16.39%,增加2.46%和22.13%。研究结果为水稻精确灌溉和节水生产提供了技术支撑。
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迟道才, 佟延旭, 陈涛涛, 等. 多生育期不同水分胁迫耦合对水稻产量及水分生产率的影响[J]. 沈阳农业大学学报, 2016,47(1):71-77.
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陈新红, 徐国伟, 孙华山, 等. 结实期土壤水分与氮素营养对水稻产量与米质的影响[J]. 扬州大学学报:农业与生命科学版, 2003,24(3):37-41.
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陆春泉. 不同栽培措施对直播水稻产量与品质的影响[D]. 扬州:扬州大学, 2010: 12-53.
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|
[14] |
魏永霞, 侯景翔, 吴昱, 等. 不同水分管理旱直播水稻生长生理与节水效应[J]. 农业机械学报, 2018,49(8):253-264.
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|
[15] |
赵成全, 姜洪涛, 任朝明, 等. 水稻旱直播高产高效栽培关键技术的研究[J]. 吉林农业科学, 2007,32(4):9-11.
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[16] |
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|
[17] |
张亚彪, 罗举, 唐健, 等. 不同品种水稻叶片的高光谱特征及其色素、含水率分析[J]. 安徽农业科学, 2015,43(7):40-44.
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|
[18] |
邢春秋, 王来福, 马艳. 水稻节水控制灌溉技术试验总结[J]. 垦殖与稻作, 2005(4):24-26.
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|
[19] |
迟道才, 王王宣, 张玉龙, 等. 水稻节水高产灌溉模式及土壤水分能量调控标准研究[J]. 灌溉排水学报, 2003,22(4):39-42.
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|
[20] |
王志军, 谢宗明, 田又升, 等. 膜下滴灌和淹灌两种栽培模式下水稻光合生理特性的研究[J]. 中国水稻科学, 2015,29(2):150-158.
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|
[21] |
刘培, 蔡焕杰, 王健. 土壤水分胁迫对冬小麦生长发育、物质分配及产量构成的影响[J]. 农业现代化研究, 2010,31(3):330-333.
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|
[22] |
姚云军, 秦其明, 张自力, 等. 高光谱技术在农业遥感中的应用研究进展[J]. 农业工程学报, 2008,24(7):301-306.
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|
[23] |
刘艳, 孙文涛, 隽英华. 控水对水稻生长发育及产量的影响[J]. 江苏农业科学, 2018,46(4):53-55.
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|
[24] |
田永超, 曹卫星, 王绍华, 等. 不同水、氮条件下水稻不同叶位水、氮含量及光合速率的变化特征[J]. 作物学报, 2004,30(11):1129-1134.
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|
[25] |
何海兵, 武立权, 杨茹, 等. 干旱区控制灌溉下水稻光合特性与蒸腾效率研究[J]. 农业机械学报, 2016,47(9):186-193.
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|
[26] |
王志军, 叶春秀, 董永梅, 等. 滴灌和淹灌栽培模式下水稻光合生理、荧光参数及产量构成因素分析[J]. 植物生理学报, 2016,52(5):723-735.
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|
[27] |
曾翔, 李阳生, 谢小立, 等. 不同灌溉模式对杂交水稻生育后期根系生理特性和剑叶光合特性的影响[J]. 中国水稻科学, 2003,17(4):355-359.
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|
[28] |
李树杏, 郭慧, 李敏, 等. 幼穗形成期水分胁迫后复水对水稻叶片光合特性及物质生产的影响[J]. 华北农学报, 2013,28(5):133-137.
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|
[29] |
褚光, 展明飞, 朱宽宇, 等. 干湿交替灌溉对水稻产量与水分利用效率的影响[J]. 作物学报, 2016,42(7):1026-1036.
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|
[30] |
张自常, 李鸿伟, 陈婷婷, 等. 畦沟灌溉和干湿交替灌溉对水稻产量与品质的影响[J]. 中国农业科学, 2011,44(24):4988-4998.
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|
[31] |
杨建昌, 王志琴, 陈义芳, 等. 旱种水稻产量和米质的初步研究[J]. 江苏农业研究, 2000,21(3):1-5.
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|
[32] |
刘奇华, 吴修, 陈博聪, 等. 灌溉方式对黄淮稻区优质粳米品质的影响[J]. 应用生态学报, 2014,25(9):2583-2590.
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|
[33] |
王成瑗, 王伯伦, 张文香, 等. 土壤水分胁迫对水稻产量和品质的影响[J]. 作物学报, 2006,32(1):131-137.
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|
[34] |
张宏路, 朱安, 胡昕, 等. 稻田常用节水灌溉方式对产量和米质影响的研究进展[J]. 中国稻米, 2018,24(6):8-12.
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|
[35] |
韦盛敏, 李龙, 韦目阔. 早稻湿润灌溉与常规耕作比较试验研究[J]. 农业科技通讯, 2011(10):50-51.
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