節(jié)水控制灌溉水稻生理生長(zhǎng)響應(yīng)機(jī)理研究.pdf

1、本文從控制灌溉土壤水分調(diào)控條件下水稻生理響應(yīng)、生長(zhǎng)響應(yīng)及其補(bǔ)償效應(yīng)，葉片尺度的氣孔和非氣孔限制，葉片尺度的作物水分虧缺診斷方面進(jìn)行了深入研究。基于修正氣孔導(dǎo)度模型建立了氣孔導(dǎo)度-蒸騰速率-光合速率的耦合模擬，探討了葉片、群體和田間三個(gè)尺度的水分與光能利用效率及其尺度間差異。主要研究?jī)?nèi)容與研究結(jié)果如下： 1)隨土壤水分降低，節(jié)水控制灌溉條件下水稻的各生理指標(biāo)受到一定的抑制，光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度的下降具有不同步性和不同幅性，

2、復(fù)水之后均出現(xiàn)一定的反彈，且出現(xiàn)了一定的超補(bǔ)償現(xiàn)象。適度水分虧缺條件下的氣孔調(diào)節(jié)、葉綠素含量和葉片厚度增加的葉片生理生態(tài)適應(yīng)是葉片水平水分、光能高效利用、葉片尺度生理反彈的重要原因。 2)氣孔限制值L<,s>中包含了光合消耗的部分，單純用L<,s>來(lái)反映水稻葉片氣孔限制情況存在一定缺陷，非氣孔限制指標(biāo)C<,i>/P<,n>在反映葉片的非氣孔限制方面優(yōu)于C<,i>/g<,n>。土壤水分較低時(shí)，控制灌溉水稻的L<,s>增高、復(fù)水之后

3、降低，非氣孔限制沒(méi)有增高，光合速率沒(méi)有明顯降低。 3)葉氣溫差聯(lián)系著葉片尺度的水分與能量平衡，與葉片水分生理、光合生理關(guān)系密切，基于葉氣溫差可以實(shí)現(xiàn)水稻葉片尺度的水分虧缺診斷?？刂乒喔人痉痔Y期、拔節(jié)孕穗期、抽穗開(kāi)花期和乳熟期水稻保持較高葉片水分利用效率的葉氣溫差△T范圍分別為-0.64℃～0.4℃、0.83℃～1.2℃、1.09℃～2.0℃和3.5℃～4.0℃。 4)土壤水分調(diào)控減少了水稻前期葉片面積和數(shù)目、植株高度和

4、群體數(shù)量的冗余生長(zhǎng)，后期出現(xiàn)一定的反彈。形成了窄而厚的葉片、大而強(qiáng)的根系和短而粗的基部莖桿，分別為生理生長(zhǎng)補(bǔ)償?shù)漠a(chǎn)生、抗逆性的增強(qiáng)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。冠層尺度通過(guò)葉片傾角與分布的適應(yīng)，獲得了較高的冠層有效葉面積、上挺下披的合理冠層結(jié)構(gòu)，改善了冠層的受光結(jié)構(gòu)，并延長(zhǎng)了冠壽命。后期較高的根系、冠層活力保證了干物質(zhì)的生產(chǎn)，在前期儲(chǔ)存干物質(zhì)降低情況下，后期出現(xiàn)一定補(bǔ)償生長(zhǎng)，獲得了更高的籽粒產(chǎn)量。 5)在水稻生育中期生長(zhǎng)旺盛、株高快速增加、冠

5、層葉面積指數(shù)和群體莖蘗量最高的階段保持了較高的水分與光能利用效率。控制灌溉水稻葉片、群體以及田間尺度水分利用效率均有所提高，但不同尺度提高的幅度不同，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量水平的水分利用效率提高幅度最為明顯，而葉片水平的水分利用效率提高幅度最小，原因在于棵間蒸發(fā)、深層滲漏和葉片奢侈蒸騰在節(jié)約水量中的比重不同。光能利用效率方面，葉片尺度F<,v>/F<,m>，互有高低，群體尺度冠層光截獲的增加并沒(méi)有帶來(lái)光能利用效率的提高，截獲光的利用效率反而降低，總體