發(fā)布時(shí)間：2017-12-31 17:08

  本文關(guān)鍵詞：栽培模式對(duì)水稻產(chǎn)量和氮肥利用率的影響及生理機(jī)制的研究　出處：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著人口不斷增加和耕地面積減少的趨勢(shì)難以逆轉(zhuǎn),保證包括水稻在內(nèi)的糧食安全主要通過(guò)提高單產(chǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而,由于環(huán)境脅迫、粗放的栽培管理模式與品種高產(chǎn)潛力的需求不配套等不利因素的影響,農(nóng)民習(xí)慣栽培模式與產(chǎn)量潛力之間存在著較大的產(chǎn)量差,肥料利用效率也較低。因此,探索不同的栽培模式對(duì)水稻產(chǎn)量及肥料利用效率的影響及其生理機(jī)制具有較重要的理論指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。基于上述目的,我們于2011、2012和2013年設(shè)置了不同栽培模式的比較試驗(yàn)。試驗(yàn)在湖北省武穴市花橋鎮(zhèn)的大田條件下進(jìn)行,試驗(yàn)共設(shè)置5種不同栽培模式,分別為:不施氮對(duì)照(N0)、當(dāng)?shù)剞r(nóng)民高產(chǎn)模式(Farmers'Practice,FP)、農(nóng)民習(xí)慣優(yōu)化模式(Modified Farmers'Practice,MFP)、超高產(chǎn)模式(Super High Yielding Management,SHY)和分次施肥模式(Multi-split Topdressing,MST)。比較研究了不同栽培模式對(duì)水稻產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益、氮肥利用率以及生長(zhǎng)發(fā)育特性對(duì)產(chǎn)量形成的影響,優(yōu)選適于長(zhǎng)江中下游地區(qū)推廣的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)模式并揭示其高產(chǎn)高效的機(jī)理。主要的研究結(jié)果如下:1.不同的栽培模式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響差異顯著,FP模式的平均產(chǎn)量為8.16 t hm-2,顯著低于其他栽培模式,且該模式下相同品種在不同年份之間的產(chǎn)量變幅為12.39%。多數(shù)情況下,MST、SHY和MFP等三種栽培模式之間的產(chǎn)量差異不顯著,三者的平均產(chǎn)量分別為9.49、9.34和8.84 t hm-2,均顯著高于FP,并且相同品種在不同年份間的產(chǎn)量變幅相比于FP也顯著減小,其中MST的產(chǎn)量變幅最低,僅為5.60%。2.MST、SHY和MFP等栽培模式比FP產(chǎn)量顯著提高的主要生理機(jī)制是由于其分蘗數(shù)、葉面積指數(shù)、葉片SPAD值和干物質(zhì)積累量比FP模式顯著增加,成熟期單位面積有效穗數(shù)、單位面積穎花數(shù)顯著提高所致。研究發(fā)現(xiàn)MST、SHY和MFP與FP之間的單葉光合特性(光合速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度差異不顯著。3.不同的栽培模式下,水稻的花前花后干物質(zhì)積累差異顯著,MST、SHY、MFP三種栽培模式平均花前干物質(zhì)積累量為10.6 t hm-2、10.7 t hm-2、9.2 t hm-2,平均花后干物質(zhì)積累量為7.4 t hm-2、7.8 t hm-2、7.6 t hm-2,三者彼此差異不顯著但顯著高FP模式;花前花后干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量均呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系,其中花前干物質(zhì)積累量正相關(guān)決定系數(shù)較高,達(dá)到0.6416。水稻花前莖鞘干物質(zhì)向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)率與貢獻(xiàn)率在不同的品種間差異明顯,但在不同的栽培模式中差異不明顯。揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)、Y兩優(yōu)689與皖稻153的平均干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率分別為12.1%、19.0%和5.3%,莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別為13.4%、21.6%和7.5%,花前莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)產(chǎn)量較低的貢獻(xiàn)率表明花后干物質(zhì)積累對(duì)產(chǎn)量的作用更大。4.不同栽培模式顯著影響著水稻的單位面積有效穗數(shù)與每穗穎花數(shù),進(jìn)而影響庫(kù)容量的大小。高產(chǎn)的MST、SHY與MFP模式各生育期內(nèi)的分蘗數(shù)顯著高于FP處理,成穗率與FP差異不顯著,成熟期的效穗數(shù)相比于FP顯著提高;進(jìn)一步的研究表明,MST、SHY與MFP處理相比于FP處理,穎花分化數(shù)顯著增加,退化數(shù)降低,有利于大穗的形成。同時(shí)本研究的結(jié)果還表明,不同類(lèi)型的水稻品種穎花分化與退化對(duì)氮素的響應(yīng)特性不同,可見(jiàn)在水稻幼穗分化期需對(duì)不同穗型的水稻品種采用不同的氮肥管理技術(shù)來(lái)提高每穗穎花數(shù)。5.栽培模式對(duì)氮肥利用率的影響存在顯著差異,MST、MFP、SHY和FP氮肥的農(nóng)學(xué)利用效率總平均值分別為17.68 kg kgN-1、13.70 kg kgN-1、12.98 kg kgN-1和9.27 kg kgN-1;吸收利用效率的總平均值分別為63.15%、47.32%、42.30%和28.33%,氮肥的農(nóng)學(xué)利用率和吸收利用率均以MST最高,其次是SHY和MFP,而FP模式則較低�？梢�(jiàn),以MST模式作為參照,我國(guó)水稻農(nóng)民習(xí)慣模式的農(nóng)學(xué)利用率和吸收利用率具有相當(dāng)大的提升空間。6.研究發(fā)現(xiàn),不同栽培模式下水稻的氮素積累量、氮素收獲指數(shù)存在著較為顯著的差異,但莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率的差異未達(dá)到顯著性水平。氮素的積累量與氮素的吸收利用率存在著一定的正相關(guān)關(guān)系,表明增加氮素的吸收有利于提高水稻的氮肥利用率;氮素的收獲指數(shù)與氮素的吸收利用率存在著顯著的曲線相關(guān),當(dāng)?shù)厥斋@指數(shù)在63.8%左右時(shí),水稻的氮肥利用率最高。7.在本試驗(yàn)條件下比較研究了植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥對(duì)水稻產(chǎn)量、氮肥利用率的調(diào)控效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在水稻幼穗分化期葉面噴灑“蕓薹素內(nèi)酯+赤霉素”、“細(xì)胞分裂素+蕓薹素內(nèi)酯”和追施“磷酸二氫鉀”的化學(xué)調(diào)控處理對(duì)水稻的產(chǎn)量、氮肥利用率的影響效果均不顯著。
[Abstract]:With the increasing population and cultivated land area decrease difficult to reverse the trend, including rice, ensure food security mainly by increasing the yields achieved. However, due to environmental stress, the effect of extensive cultivation and management mode and varieties of high yield potential demand is not complete and other unfavorable factors, between the potential cultivation mode of farmers and production habits existed the yield, fertilizer utilization efficiency is low. Therefore, to explore the effects of different planting modes on Rice Yield and fertilizer use efficiency and its physiological mechanism has important theoretical significance and practical value. Based on the above purpose, we set up a comparative experiment of different cultivation modes in 20112012 and 2013. The test was carried out in Hubei province Wuxue Huaqiao Town, under field conditions, the test set of 5 different cultivation modes, respectively: no nitrogen control (N0), when the farmers high Production mode (Farmers'Practice, FP), farmers used optimization model (Modified Farmers'Practice MFP), super high yield (Super High Yielding Management model, SHY) and fertilization (Multi-split Topdressing MST) model. A comparative study on the economic benefits of different cultivation patterns on rice yield, nitrogen use efficiency and effect on growth and development characteristics the yield formation, preferably suitable for the promotion of high yield and high efficiency cultivation pattern of the Yangtze River region and reveal the mechanism of high yield and high efficiency. The main results are as follows: 1. effects of different planting patterns on rice yield significantly, the average yield of FP was 8.16 t hm-2, was significantly lower than other cultivation mode, and the output amplitude at between different vintages of the same species under the mode of 12.39%. in most cases, the yield difference between three kinds of MST, SHY and MFP etc. the cultivation mode is not significant, the average of the three Yield were 9.49,9.34 and 8.84 t hm-2 were significantly higher than that of FP, and the output amplitude in different years of the same species compared to FP also significantly reduced, the yield of MST was the lowest, only 5.60%.2.MST, SHY and MFP etc. the main cultivation pattern is significantly higher than the FP yield mechanism is due to the number of tillers the leaf area index, leaf SPAD value and dry matter accumulation than the FP model significantly increased mature panicles, spikelets per unit area increased by. The study found that MST, the leaf photosynthetic characteristics between SHY and MFP and FP (photosynthetic rate, stomatal conductance of cultivation mode difference of CO2 concentration and no significant difference of.3. under different rice anthesis dry matter accumulation after anthesis had significant difference, MST, SHY, MFP three kinds of cultivation patterns of average dry matter accumulation before anthesis was 10.6 t hm-2,10.7 t hm-2,9.2 t hm-2, the average dry matter accumulation after anthesis was 7.4 T hm-2,7.8 t hm-2,7.6 t hm-2, three, the difference was not significantly but significantly higher FP; before anthesis dry matter accumulation after flowering and yield showed significant positive correlation, which showed the amount of dry matter accumulation is positively related to high determination coefficient reached 0.6416., before rice stem and sheath dry matter and the contribution rate in different varieties the difference between the apparent translocation to grain rate, but in different cultivation modes in the difference is not obvious. Jan two Liangyou 6, Y two and 689 with Wandao 153 average dry matter translocation rate were 12.1%, 19% and 5.3%, stem and sheath dry matter translocation to grain contribution rate was 13.4% 21.6% and 7.5%, while the stem and sheath dry matter transportation of low yield contribution rate indicates that the dry matter accumulation after Anthesis on Yield Effect of different cultivation patterns more.4. significantly affect rice panicles and spikelets per panicle, thereby affecting the size of the library. High yield of MST, SHY and MFP model of the tiller growth period was significantly higher than that of FP treatment, spike rate and FP were not significantly different, mature spike number effect compared to FP significantly increased; further research showed that MST, SHY and MFP compared to FP treatment, a significant increase in the number of spikelet differentiation. The number of degradation decreased, is conducive to the formation of large spike at the same time. The results also showed that different types of rice varieties of floret differentiation and degeneration in response to nitrogen, visible in young panicle differentiation stage of rice to rice varieties with different panicle types with different nitrogen management techniques to improve the spikelets per panicle are significant differences of nitrogen use efficiency effect of.5. cultivation mode of MST, MFP, SHY and FP n agronomic efficiency, the total average values were 17.68 kg kgN-1,13.70 kg kgN-1,12.98 kg kgN-1 and 9.27 kg kgN-1; the efficiency of absorption of the total average value was 63.15% 47.32%, 42.30%, and 28.33%, and the rate of absorption and utilization rate of MST was the highest nitrogen use, followed by SHY and MFP, and the FP pattern is low. Obviously, MST model as reference, China's rice farmers used mode of agronomic use has considerable increase of space.6. and found that the rate of absorption the utilization rate of nitrogen accumulation in Rice under different cultivation mode, there is a more significant difference but the difference of nitrogen harvest index, nitrogen translocation of stem and sheath rate did not reach the significant level. There is a positive correlation between the rate of the nitrogen accumulation and nitrogen absorption, shows that with the increase of nitrogen absorption is beneficial to improve the utilization rate of nitrogen fertilizer of rice; rate of significant curve using nitrogen harvest index and nitrogen absorption, when nitrogen harvest index was 63.8%, the highest nitrogen use efficiency of rice.7. comparative study in this experiment The plant growth regulator and foliar fertilizer on rice yield, the regulation effect of nitrogen use efficiency. The results showed that spraying brassinolide + gibberellin in young panicle differentiation stage of rice leaf, "cytokinin + Brassinolide and topdressing" chemical control of potassium dihydrogen phosphate on the yield of rice "the principle, effect of nitrogen utilization the rate was not significant.

【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S511

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本文編號(hào)：1360669