本文選題：水稻覆膜栽培 + 水稻耗水��； 參考：《中國農業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：傳統(tǒng)水稻淹水栽培體系耗水量巨大,水分利用效率低下,由于水資源形勢日趨緊張,發(fā)展節(jié)水稻作生產體系已成為當務之急。在節(jié)水稻作生產體系中,水稻覆膜栽培以其顯著的節(jié)水穩(wěn)產效果,引起了國內外研究者的廣泛關注。目前有關水稻覆膜栽培的研究主要集中在覆膜對水稻生長和產量的影響,而關于覆膜栽培水稻的需水耗水規(guī)律、及其節(jié)水特性與機理,至今鮮有報道。本研究通過在湖北十堰房縣布置田間試驗(2013-2014年,共兩季),結合室內土柱試驗,以傳統(tǒng)水稻淹水栽培為對照,探討了覆膜栽培水稻(覆膜濕潤栽培、覆膜旱作栽培)的耗水規(guī)律與節(jié)水增產機理。本文分析了覆膜栽培水稻的需水、耗水規(guī)律與節(jié)水特性,探討了覆膜栽培對水稻群體生長、生理特征和產量的影響,評價了覆膜栽培水稻的水分利用效率；基于根長密度建立了覆膜栽培水稻的根系吸水模型,并將其與考慮根源信號ABA參與調控氣孔行為的氣孔導度模型相結合,模擬了水稻葉片氣孔導度的日變化過程。主要的研究結果如下：(1)與淹水栽培相比,覆膜濕潤和旱作栽培水稻整個生長季的總用水量(包括灌溉I和降雨P)分別降低了34.6%和47.4%,其中,灌溉量分別降低了61.3%和83.8%,其主要原因在于：覆膜栽培水稻在各主要環(huán)節(jié)的耗水(無論是非生理耗水,還是生理耗水)均呈顯著降低。非生理耗水方面,覆膜栽培模式的深層滲漏(D)和蒸發(fā)損失(E)相對淹水處理分別降低了71.5-88.2%、82.8-89.1%；生理耗水方面,覆膜栽培總體有效降低了水稻的蒸騰耗水需求,使全生育期蒸騰總量(T)較淹水栽培下降6.1-9.7%,但由于不同生育期水稻的葉面積和氣孔導度等水分生理指標呈現(xiàn)不盡一致的響應,從而導致覆膜與淹水栽培之間的蒸騰耗水差在水稻生育前期和后期呈現(xiàn)不同的變化趨勢。(2)從植物生長來看,田間試驗條件下,與淹水栽培相比,覆膜栽培水稻的葉面積和地上部生物量顯著提高；最大分蘗期,覆膜栽培水稻的根系生物量、根長密度、根直徑相對淹水栽培均顯著增加,揚花期卻低于淹水栽培水稻(尤其根直徑),但覆膜和淹水處理間無顯著差異；覆膜栽培水稻的根冠比相對淹水栽培降低。覆膜濕潤和旱作栽培水稻的總生物量及產量基本相同,相比淹水栽培分別提高15.7%和11.0%。室內條件下,覆膜濕潤栽培的葉面積、地上生物量、根系生物量、根長密度和產量都與淹水栽培無顯著差異,而覆膜旱作栽培由于受到長期的水分脅迫,各生長指標和產量均顯著降低。(3)由于評價目的不同,水分利用效率(WUE)可有多種計算方法,本研究中涉及的WUE包括：總水分利用效率(WUE1+P,單位面積產量Y與總供水量(即灌溉量I和降雨量P之和)的比值)、灌溉水分利用效率(WUE1,Y與I的比值)、蒸騰水分利用效率(WUEr,單位面積生物量B與蒸騰耗水量T的比值)及葉片尺度水分利用效率(WUEphoto,光合速率Pn與氣孔導度gs的比值)。與淹水栽培相比,覆膜濕潤栽培的WUE1+P和WUE1分別提高70.7%和194.2%,覆膜旱作則分別提高110.3%和608.7%；覆膜栽培同樣顯著提高了WUET和WUEphoto;覆膜栽培水稻W(wǎng)UE的提高還同樣表現(xiàn)在葉片的813C(穩(wěn)定碳同位素比值)上：覆膜栽培導致水稻葉片的813C值顯著提高,與WUET顯著相關。(4)依據(jù)水稻的蒸騰耗水所建立的基于根長密度分布的根系吸水模型,能夠較好地反映不同土層根系吸水的變化規(guī)律。利用根系吸水模型代替彭曼方程,將其與根源信號ABA參與氣孔行為調控的氣孔導度模型相嵌套,更能確切描述不同土層中根系合成ABA的量、各根系層蒸騰流中ABA濃度及其對木質部最終ABA濃度的貢獻、以及最終ABA對氣孔導度的調控行為,提高了原模型的模擬精度。
[Abstract]:In this paper , the effects of water - saving and water - saving characteristics on rice growth , water consumption and water - saving characteristics of rice were studied . The effects of film - covered cultivation on growth , physiological characteristics and yield of rice were discussed .
The diurnal variation of stomatal conductance of rice was simulated based on root - length density . The main reasons were as follows : ( 1 ) The total water consumption ( including irrigation I and rainfall P ) decreased by 61.3 % and 47.4 % in the whole growing season of rice . The main reason is that the water consumption of the film - covered and dry - cultivated rice ( including irrigation I and rainfall P ) decreased by 61.3 % and 83.8 % , respectively . The main reason is that the deep leakage ( D ) and evaporation loss ( E ) of the mulching - covered cultivation mode decreased by 71.5 - 88.2 % and 82.8 - 89.1 % respectively .
In the aspect of physiological water consumption , the cultivation of covered film effectively reduced the transpiration water consumption demand of rice , and the total transpiration rate ( T ) of whole growing period decreased by 6.1 - 9.7 % compared with that of the submerged cultivation , but the transpiration water consumption difference between the mulching film and the submerged culture was different in the early and late stages of rice growth .
In the maximum tillering stage , the root biomass , root length , root diameter and root diameter of rice were significantly increased compared with that of rice ( especially root diameter ) , but there was no significant difference between the mulching and flooding treatments .
The ratio of water use efficiency ( ratio of WUE1 + P , ratio of unit area yield Y to total water supply ratio ) , transpiration water use efficiency ( ratio of WUEr , unit area biomass B to transpiration water consumption T ) and water use efficiency ( ratio of WUE photo , photosynthetic rate Pn to stomatal conductance gs ) were studied . Compared with submerged culture , WUE1 + P and WUE1 increased by 70.7 % and 194.2 % , respectively .
( 4 ) The root - root water absorption model is used to replace the Penman equation , which can better reflect the variation law of root water absorption in different soil layers .

【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S511

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