旱直播水稻在不同水分管理下高產(chǎn)高效的生理基礎(chǔ)研究.pdf

1、勞動(dòng)力短缺和水資源匱乏嚴(yán)重限制著我國(guó)水稻生產(chǎn)的發(fā)展。在耕地面積一定的情況下，為保證水稻產(chǎn)量、確保糧食安全，必須在努力提高水稻產(chǎn)量潛力的同時(shí)，積極提高對(duì)現(xiàn)有耕地的利用效率。在此背景下，具有節(jié)水、省工特點(diǎn)，符合輕簡(jiǎn)化栽培需求的旱直播水稻逐漸受到了人們的重視。在國(guó)際上關(guān)于旱直播水稻的相關(guān)研究較多，但是在我國(guó)華中地區(qū)相關(guān)研究還未見(jiàn)報(bào)道，由于氣候條件的不同，很難根據(jù)已有的研究來(lái)評(píng)價(jià)華中地區(qū)旱直播水稻種植的可行性。為此，本研究選取四個(gè)代表性的品種，

2、抗旱品種:綠旱1號(hào)(LH1)和旱優(yōu)3號(hào)(HY3)，當(dāng)?shù)刂魍破贩N:黃華占(HHZ)和揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)(YLY6)為試驗(yàn)材料，于2012-2014年進(jìn)行大田試驗(yàn)，旨在明確華中地區(qū)旱直播水稻在產(chǎn)量、米質(zhì)、資源利用效率和溫室氣體排放等方面的表現(xiàn)，同時(shí)闡明旱直播水稻在不同水分管理模式下高產(chǎn)、高效的生理基礎(chǔ)，并明確適宜旱直播的品種特征。主要試驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)旱播水管模式下的產(chǎn)量(8.60t ha-1)與移栽稻(8.68t ha-1)相當(dāng)，而

3、旱播旱管模式下的產(chǎn)量較低（7.99 t ha-1）。旱播旱管和旱播水管模式下的單位面積穗數(shù)均較高，而每穗穎花數(shù)相對(duì)較低。相對(duì)于移栽稻而言，旱播旱管和旱播水管模式下?tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期分蘗發(fā)生旱且多，株高、葉面積指數(shù)和生物量積累較慢;旱播水管模式下，花后功能葉片衰老較快，灌漿過(guò)程中干物質(zhì)積累量相對(duì)較少，對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)率較低。
　　(2)旱播旱管和旱播水管模式下的水分生產(chǎn)效率分別比移栽水管模式高出50.0％和14.5％。水分生產(chǎn)效率的提高是由于旱播

4、旱管和旱播水管模式均減少了灌溉次數(shù)，降低了灌溉量，而二者中前者的灌溉次數(shù)和灌溉量降幅更大。旱播水管模式下的氮素籽粒生產(chǎn)效率比移栽水管模式高12.4％，因此在氮素吸收量低于移栽水管模式時(shí)仍能達(dá)到與之相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量。旱播旱管與移栽水管模式的氮素籽粒生產(chǎn)效率在不同品種和年際間無(wú)一致性差異.
　　(3)與移栽水管模式相比，旱播旱管和旱播水管模式均在不同程度上增加了精米中的Cd含量而降低了精米中的As含量。移栽水管模式下精米中As含量為0.3m

5、g kg-1（超標(biāo)），旱播旱管模式下精米中Cd含量為0.44 mg kg-1（超標(biāo)），而旱播水管模式下精米中的Cd和As含量均未超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。與移栽水管模式相比，旱播旱管和旱播水管模式下精米中As和Mo的含量顯著低于移栽水管模式，而Zn、Mn、Ni、Cu、Cd和Co元素的含卻普遍高于移栽水管模式。旱播水管與移栽稻間在常規(guī)稻米品質(zhì)方面無(wú)明顯差異，而旱播旱管模式下稻米加工品質(zhì)（糙米率×精米率×整精米率）和外觀品質(zhì)（堊白粒率×堊白度）都

6、優(yōu)于移栽水管模式，但是蒸煮食味品質(zhì)有所下降。
　　(4)與移栽水管模式相比，旱播旱管和旱播水管模式下的稻田甲烷的排放量分別降低了97％和67％，而氧化亞氮的排放量則分別增加了310％和84％。綜合二者的溫室效應(yīng)來(lái)看，旱播旱管和旱播水管模式下的全球變暖潛勢(shì)均顯著降低，兩者的降幅分別為71.4％和94.8％。
　　(5)YLY6具有較高的生物量積累、較大的每穗穎花數(shù)和適中的千粒重，因此其產(chǎn)量（9.7-10.5 t ha-1）遠(yuǎn)高

7、于其它三個(gè)品種;與之相反LH1的產(chǎn)量(6.4-8.2 t ha-1)通常較低，則是由于其總生物量積累不足，每穗穎花數(shù)過(guò)小所致;在生育期接近的情況下，HHZ的產(chǎn)量高于HY3，這與HHZ具有較大的庫(kù)容和收獲指數(shù)密切相關(guān)。
　　研究結(jié)果表明，在華中地區(qū)，旱播水管模式能夠達(dá)到與移栽水管模式相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量，同時(shí)具有較高的水、氮利用效率，較低的精米中潛在毒性元素積累量和溫室氣體排放量，這表明旱播水管模式是一種資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的水稻生產(chǎn)模式。

8、因此，在華中地區(qū)當(dāng)移栽稻種植受到水分和勞動(dòng)力的限制時(shí)，旱播水管模式可以作為傳統(tǒng)移栽稻的替代種植模式。而具有較高水分生產(chǎn)效率的旱播旱管模式，能夠起到有效控制稻田溫室氣體排放的作用，在某些因?yàn)楣喔仍O(shè)施不完備而易使農(nóng)作物受到旱澇災(zāi)害反復(fù)影響的水稻種植區(qū)，旱播旱管模式的應(yīng)用能夠有效地拓展當(dāng)前水稻的種植面積。本研究還發(fā)現(xiàn)具有較高產(chǎn)量潛力的水稻品種(YLY6)在旱直播稻中同樣能夠取得高產(chǎn)。穗型受種植密度影響較小的大穗型品種有利于旱直播稻在高密度條件