基于群体质量提升的水稻水分调控管理技术研究

作     者：王志强 

作者单位：黑龙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈月鑫;黄彦

授予年度：2024年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：灌溉方式 水稻群体 生长特性 光合特性 产量 耗水量 

摘      要：三江平原作为黑龙江省的主要粮食生产区,其水稻种植面积占据了全省超过60%的土地。然而,该地区面临着地表水使用效率低下和水资源承载能力不足的挑战,这些问题对水稻种植和农业发展构成了阻碍。为了提升水资源的利用效率并合理利用农业灌溉用水,2022年2023年在北大荒集团二道河农场万亩大地号区开展了基于水稻群体质量提升的水稻水分调控管理技术研究,旨在为该地区的节水灌溉实践提供科学依据和技术保障,以应对水资源短缺的问题。本研究设置了三种灌溉处理方式:常规灌溉处理（CG）、控制灌溉处理（KG）、浅湿灌溉处理（QS）,探讨了不同灌溉模式对水稻生长和产量的影响,为优化水稻灌溉管理技术提供理论支持。深入了解水稻的水分需求特性和灌溉水的有效利用,有助于准确预测水稻的理想水分消耗模式,从而确保水资源的高效利用。本研究揭示了不同灌溉条件下水稻的生长特性和水分消耗规律。研究结果概括如下: （1）对比各种灌溉方式对水稻株高的影响,可以发现在水稻成熟期,CG处理的株高最高,其次是QS处理,而KG处理的株高最低。通过对植株株高增长趋势的分析,可以看到,在拔节孕穗阶段,株高的增长最为显著,两年间的平均增长超过了300 mm。相比之下,在水稻的抽穗开花期和乳熟期,株高的增长速度明显放缓,并逐渐趋于一个稳定状态。到了黄熟期,株高甚至会出现轻微的下降。在茎蘖动态方面,茎蘖数的峰值通常出现在分蘖末期,两年的平均茎蘖数约为28.5个。从拔节孕穗期开始,茎蘖数开始逐渐减少,并在乳熟期达到一个稳定的水平。水稻在抽穗开花阶段,不同灌溉处理的水稻叶面积都达到了峰值,其中CG处理叶面积最高,为28.57 cm2。水稻地上部分干物质变化及水稻根部干物质积累,各灌溉处理间呈现出相似的变化规律,且在根冠比方面未发现显著差异。 （2）不同灌溉处理的水稻全生育期中其光合速率呈现出单一峰值的变化模式,其中最高点均在抽穗开花期。各灌溉处理下水稻叶片的光合速率均在抽穗开花期出现峰值,QS处理最高,此生育期两年光合速率均值为22.9μmol/（m2×s）,分别较CG处理、KG处理高1.7μmol/（m2×s）2.8μmol/（m2×s）、0.4μmol/（m2×s）0.6μmol/（m2×s）;两年蒸腾速率和气孔导度数据均在分蘖中期和抽穗开花期出现峰值,KG处理水稻叶片气孔导度在0.52 mmol/（m2×s）左右时,水稻叶片水分利用效率最高,为2.3μmol/（m2×s）左右;各生育期水稻叶片胞间CO2浓度维持在175.8μmol/（m2×s）305.7μmol/（m2×s）;各处理水稻叶片叶绿素含量变化情况与光合速率数值变化情况相似。 （3）2022年各灌溉处理的水稻产量由大到小依次为QS处理、CG处理和KG处理,QS处理产量9157.5 kg/hm2,CG处理、KG处理分别提高2.3%、0.8%;KG处理灌水量为303.5 m3,比CG处理和KG处理分别减少15.8%、7.1%。2023年各灌溉处理水稻产量由大到小依次为QS处理、CG处理和KG处理,QS处理产量9212.1 kg/hm2,CG处理、KG处理分别提高2.4%、0.9%;KG处理灌水量最少为320.1 m3,比CG处理和KG处理分别减少5.9%、2.2%。分析不同灌溉模式的水分利用效率QS处理最大,其次是KG处理,CG处理最小。