节水灌溉对不同水稻品种同化物分配与产量形成的影响

摘要

水稻是我国最主要的粮食作物之一，同时也是耗水量最大的作物，近年来区域性、季节性干旱频繁发生，进一步提高水稻产量面临严峻考验。通过合理的水分管理方式结合不同水稻品种的优势，协调产量与水分利用效率之间的关系，提高水稻水分利用效率的同时降低产量损失的补偿效应成为亟待解决的问题。为探索节水灌溉下不同水稻品种的产量形成规律，于2016-2017年开展了大田试验，以节水抗旱稻旱优113(HY113)、高产水稻扬两优6(YLY6)与甬优4949(YY4949)为研究材料，设置传统淹灌(F)、干湿交替(AWD)与干旱(D)处理，研究了水稻农艺性状、光合特性、同化物积累与分配的变化，进一步分析了光合特性与同化物积累分配与产量和产量构成、稻米品质以及水分利用效率间的关系，主要研究结果如下:
　　1.与F处理相比，AWD和D处理下生育期分别延长了3d与6d，AWD处理下YLY6的生殖生长期比HY113与YY4949长5d;AWD处理下YLY6株高在齐穗期显著高于HY113与YY4949，D处理下所有品种的株高在孕穗期与齐穗期均显著降低;D处理下植株的抗倒伏能力显著升高，YLY6、HY113与YY4949的弯曲力矩、基部第一节间与第二节间的长度与基部外径显著降低。
　　2.与F处理相比，AWD处理下气叶温差(ALTG)在乳熟期显著降低，D处理下ALTG在分蘖盛期显著降低，AWD处理下YLY6在乳熟期ALTG显著高于YY4949，而显著低于HY113;与F处理相比，AWD和D处理下气孔导度显著降低，并且AWD处理下YLY6在分蘖盛期和抽穗开花期净光合速率显著高于其他处理，乳熟期YLY6功能叶叶面积、叶面积指数、气孔导度与蒸腾速率显著高于HY113。
　　3.与其他处理相比，AWD处理下YLY6成熟期干物质积累量与收获指数显著升高。生育后期（乳熟期到成熟期）具有较高的茎鞘(46％)与叶片(54％)干物质向籽粒的输出转化率，乳熟期YLY6叶片具有较高的蔗糖合酶与蔗糖磷酸合酶活性，并且成熟期AWD处理下YLY6茎鞘可溶性糖含量显著低于YY4949，茎鞘淀粉含量显著低于HY113与YY4949，籽粒淀粉含量显著高于YY4949，显著低于HY113。
　　4.与F处理相比，AWD处理下产量升高3.22％-20.27％，而D处理下产量显著降低，主要是每穗粒数显著降低，并且与其他处理相比，AWD处理下YLY6产量显著升高，主要是有效穗数显著升高。F处理下，YLY6产量显著高于HY113，而HY113的产量又显著高于YY4949，主要是YLY6的结实率显著高于HY113与YY4949;D处理下，YLY6产量显著高于HY113，比YY4949高9.30％，主要是D处理下YLY6的结实率显著高于HY113与YY4949。
　　5.节水灌溉对不同水稻品种的稻米品质影响不同。与传统淹灌相比，AWD和D处理下YLY6的精米率与整精米率显著升高，直链淀粉含量显著降低，并且AWD和D处理下YLY6与YY4949的垩白粒率显著升高;而HY113的垩白粒率与垩白度在AWD与D处理下均显著低于对照，D处理下直链淀粉含量显著升高。
　　6.与F处理相比，AWD和D处理下节约灌溉用水量42.37％与88.81％，主要是与F处理相比，AWD和D处理下平均灌水周期延长了3-4d与8-9d，AWD和D处理下平均灌水量减少6.11％与83.97％，从而节约劳动力的投入，并且YLY6在三种土壤水分处理下灌溉用水量均高于HY113与YY4949。节水灌溉能显著提高不同水稻品种的灌溉水分利用效率。F处理下，YLY6的灌溉水分利用效率比HY113与YY4949高12.24％与24.49％。AWD处理下，YLY6的灌溉水利用效率显著高于HY113与YY4949，D处理下，YLY6的灌溉水利用效率显著高于HY113，显著低于YY4949。
　　综上所述，AWD处理下YLY6生殖生长期延长，并且在分蘖盛期与抽穗开花期净光合速率显著升高，乳熟期具有较高的光合叶面积、叶绿素含量、蔗糖合酶与蔗糖磷酸合酶活性等，从而维持较高的光合生产能力，并且乳熟期到成熟期具有较高的干物质分配与转运能力，成熟期籽粒中适宜的淀粉含量，支持着产量与品质的形成。在提高水分利用效率的同时，保证高产优质，该模式可作为江汉平原水稻高产节水栽培技术的一种节水模式。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 前言

1．1 水稻节水的研究背景和意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 水稻节水模式的发展

1．2．2 节水灌溉对农艺性状与解剖结构的影响

1．2．3 节水灌溉对水稻光合作用的影响

1．2．4 节水灌溉对同化物积累与分配的影响

1．2．5 节水灌溉对产量与稻米品质的影响

1．2．6 节水灌溉对水分利用效率的影响

1．3 本试验的研究内容与研究思路

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究思路

2 材料与方法

2．1 试验地点、时间与材料

2．2 试验设计

2．3 测定项目与方法

2．3．1 环境指标监测

2．3．2 农艺性状与干物质

2．3．3 形态解剖结构与倒伏指数

2．3．4 生理生化指标

2．3．5 产量与稻米品质测定

2．3．6 灌溉水利用效率

2．4 统计分析

3 结果与分析

3．1 环境监测指标与方差分析

3．1．1 环境监测指标

3．1．2 土壤水势与地下水位

3．1．3 总体方差分析

3．2 节水灌溉对农艺性状与解剖结构的影响

3．2．1 生育期

3．2．2 株高

3．2．3 茎蘖动态

3．2．4 倒伏指数

3．2．5 茎解剖结构

3．3 节水灌溉对光合生产能力的影响

3．3．1 气叶温差

3．3．2 叶片水势

3．3．3 叶面积与叶面积指数

3．3．4 叶绿素含量

3．3．5 光合参数

3．4 节水灌溉对同化物积累与分配的影响

3．4．1 干物质积累

3．4．2 干物质在不同器官的分配

3．4．3 可溶性糖含量

3．4．4 淀粉含量

3．4．5 蔗糖合酶

3．4．6 蔗糖磷酸合酶

3．5 节水灌溉对产量与稻米品质的影响

3．5．1 产量和产量构成因子

3．5．2 收获指数

3．5．3 稻米外观品质和加工品质

3．5．4 稻米直链淀粉含量

3．6 节水灌溉对水分利用效率的影响

3．6．1 植株不同器官的水分含量

3．6．2 灌水量与灌水周期

3．6．3 灌溉水分利用效率

3．7 相关性分析

3．7．1 生理指标与干物质的相关性分析

3．7．2 产量相关指标的相关性分析

3．7．3 灌溉水利用效率相关指标的相关分析

4 讨论

4．1 节水灌溉对水稻农艺性状与倒伏指数的影响

4．2 节水灌溉对同化物积累与分配的影响

4．3 节水灌溉对产量与稻米品质的影响

4．4 节水灌溉对水分利用效率的影响

5 结论

参考文献

致谢

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