秧龄、水分管理和缓/控释肥对水稻氮素利用特征及产量形成的影响

摘要

为探究不同秧龄、水分管理条件下缓/控释肥对水稻氮素吸收特征及产量形成的影响。本研究以迟熟中籼水稻品种F优498为试验材料，分别研究不同移栽秧龄:3叶1心(T1)，5叶1心(T2)，7叶1心(T3);不同水分管理:控灌(W1)，干湿交替(W2)，淹灌(W3)与不同氮肥种类:尿素(—)道清(F1)，尿素常规运筹(F2)，硫包膜缓释肥(F3)，树脂包膜控释肥(F4)对水稻产量及其构成因素、稻株生长特性和氮素吸收特征的影响。主要研究结果如下:
　　1.不同秧龄、水分管理下缓/控释肥对水稻产量及其构成因素的影响。
　　3叶1心、5叶1心移栽，有效穗显著高于7叶1心，但颖花数、千粒重、结实率及产量均无显著影响。干湿交替、淹灌相较控灌有效穗、穗粒数、千粒重均显著提高。缓/控释肥在不同秧龄和水分管理下相对于尿素(—)道清、尿素常规运筹均表现为增产。在有效穗、颖花数、产量上均有显著的肥料效应。有效穗、穗粒数、产量上均表现显著的水氮互作效应。说明水氮在有效穗、穗粒数和产量的增长上有协同作用。
　　2.不同秧龄、水分管理下缓/控释肥对稻株生长特性的影响。
　　由5叶1心和7叶1心与3叶1心不同生育时期的推迟差异可见中、长龄秧的营养生长期相应延长，而生殖生长期相应缩短。有效分蘖数、叶面积指数在齐穗后均表现为5叶1心＞3叶1心＞7叶1心。不同水分管理条件下，淹水灌溉高峰苗最高，但有效分蘖干湿交替略大于淹水灌溉，两者均明显高于控灌。叶面积指数规律与有效分蘖规律一致。叶面积指数最大下降幅度出现在齐穗后15d，控灌为36.49％、干湿交替为30.47％、淹水灌溉为32.31％。不同肥料种类间，缓/控释肥有效分蘖、叶面积指数高于尿素—道清、尿素常规运筹。小、中龄秧和缓/控释肥都能在一定程度上保证有效分蘖形成和维持稻株具有较高的叶面积。
　　地下部分根系生长特征，齐穗期到成熟期3叶1心和5叶1心根系干重均显著高于7叶1心。根冠比3叶1心高于5叶1心且显著高于7叶1心。总跟长、根系表面积、根系体积均表现为5叶1心＞3叶1心＞7叶1心。小、中龄移栽有利于根系向深层分布和维持根系活力。不同肥料处理，根系干重、总根长、根系表面积、根系体积、深层根系分布及根系活力缓/控释肥处理均显著高于尿素—道清和尿素常规运筹。
　　3.不同秧龄、水分管理下缓/控释肥对水稻物质积累的影响
　　在不同秧龄条件下，干物质积累总量，最大积累速率(Vm)，平均积累速率（(V)），均表现为5叶1心大于3叶1心，7叶1心最低。不同水分条件下，干物质积累动态规律不同。干物质积累总量、最大速率、平均速率和最大速率出现天数、快速积累天数，均表现为干湿交替＞淹水灌溉＞控灌。不同肥料处理间，尿素—道清、尿素常规运筹干物质最大速率出现早，快速积累期短，缓/控释肥干物质积累最大速率出现日期较晚，但积累最大速率、平均速率、快速积累天数较大，所以干物质积累总量较大。
　　4.不同秧龄、水分管理下缓/控释肥对水稻氮素吸收利用特征的影响。
　　不同秧龄条件下，7叶1心在拔节期时各器官的氮素积累较大且处于较高水平，而随生育期的推移，3叶1心、5叶1心氮素积累逐渐超过大龄秧，表现出一定的后发优势。中、长龄秧叶和茎鞘氮素运转量高于小龄秧，穗氮素增加量小、中龄秧高于长龄秧。氮收获指数、氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率差异不显著，叶和茎鞘氮素运转量、穗氮素增加量与氮素偏生产力和氮素表观利用率表现为5叶1心＞3叶1心＞7叶1心。
　　不同水分管理下，拔节期，叶、茎鞘和植株氮素积累量、叶和茎鞘氮素运转量和穗氮素增加量表现为干湿交替最高，淹水灌溉次之，控灌最低。而氮素运转率、氮素贡献率、氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率、氮素表观利用率控灌略高。氮素偏生产力和氮素农学利用率为干湿交替最高。
　　不同肥料种类间，前期尿素常规运筹氮素积累量较低，但随着分蘖肥和穗肥的分施氮素积累量得到较大的补偿，到成熟期时，植株氮素积累总量超过尿素—道清但仍低于缓/控释肥。缓/控释肥叶和茎鞘氮素运转量、氮肥偏生产力、氮农学利用率、氮素表观利用率高于尿素—道清和尿素常规运筹。氮收获指数、氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率则呈相反的趋势。
　　水分管理方式和缓/控释肥对干物质量和氮吸收、转运、分配及产量具显著影响及互作效应，产量构成因素与氮素在结实期转运总量及其分配呈显著正相关。控灌条件下，氮素迁移慢有效性高，干湿交替灌溉条件下氮素的高效释放，有利于高产群体的形成，从而提高稻株氮素积累、协调氮素分配;淹水灌溉条件下，缓/控释肥处理无效分蘖减少，成穗率提高。优化秧龄、水分和肥料种类的组合，对稻株地上部分和地下部分生长有明显的改善，维持较高的光合速率和根系吸收能力，能有效提高氮素利用率，协调植株氮素积累、分配，提高了水稻有效穗和颖花数，促进干物质量及产量的形成。产量提高了相比本地区常见的秧龄及水肥管理技术，优化组合具有增产8.04％～19.16％的潜力。

目录

声明

摘要

前言

1 文献综述

1．1 水稻移栽秧龄研究进展

1．1．1 秧龄对生育进程的影响

1．1．2 秧龄界限与产量形成

1．1．3 秧龄对稻株生长的影响

1．2 稻田水分管理研究

1．2．1 灌溉的作用及方式

1．2．2 水分管理与产量形成

1．2．3 水分管理与水分利用率

1．3 缓／控释肥的研究与应用

1．3．1 缓／控释肥的概念

1．3．2 缓／控释肥与产量形成

1．3．3 缓／控释肥与稻株生长

1．3．4 缓／控释肥的肥料效应

1．4 秧龄与氮素对产量形成影响的研究

1．5 水氮互作对产量形成影响的研究

1．6 研究目的及意义

2 技术路线图

3 材料与方法

3．1 试验材料

3．2 试验地点

3．3 试验设计

3．4 测定项目与方法

3．4．1 生育时期及田间调查

3．4．2 叶片SPAD值

3．4．3 叶面积、干物质、养分测定及相关计算公式

3．4．4 根系形态

3．4．5 根系伤流强度

3．4．6 产量及其构成

3．5 数据分析处理

4 结果与分析

4．1 不同移栽秧龄、水分管理下缓／控释肥对水稻产量及其构成因素的影响

4．1．1 不同移栽秧龄条件下产量及其构成因素

4．1．2 不同水分管理条件下产量及其构成因素

4．2 不同移栽秧龄、水分管理下缓／控释肥对水稻生育期、分蘖、SPAD动态及叶面积指数的影响

4．2．1 不同移栽秧龄条件下的生育期

4．2．2 分蘖动态

4．2．3 叶片SPAD值

4．2．4 叶面积指数(LAI)

4．3 不同移栽秧龄、水分管理下缓／控释肥对水稻根系生长的影响

4．3．1 根干重、根系形态特征差异

4．3．2 根系分布

4．3．3 伤流强度

4．3．4 根系与产量性状的相关分析

4．4 不同移栽秧龄、水分管理下缓／控释肥对干物质积累的影响

4．4．1 干物质积累动态特征

4．4．2 干物质积累速率

4．5 不同移栽秧龄、水分管理下缓／控释肥对氮素积累、运转和分配的影响

4．5．1 氮素积累特征

4．5．2 氮素运转与分配

4．5．3 氮素生产和利用效率

4．5．4 产量及其构成因素、干物质与氮素吸收特征的相关分析

5 讨论

5．1 不同秧龄、水分管理条件下缓／控释肥对水稻氮素吸收利用特征的影响

5．2 不同秧龄、水分管理条件下缓／控释肥对水稻产量形成的影响

5．2．1 地上部生长的差异

5．2．2 地下部生长的差异

5．2．3 干物质积累的差异

5．2．4 产量构成因素的差异

6 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文或成果