论文部分内容阅读
黑龙江省是我国重要的商品粮基地,2020年水稻种植面积占全国水稻种植面积的12.87%,产量占13.67%,黑龙江省水稻生产在我国粮食安全战略中占有举足轻重的地位。随着水分短缺情况愈加严重,学者们对于节水灌溉的研究愈加重视。黑龙江省以井水灌溉为主,在黑龙江省进行节水灌溉研究对提高寒地粳稻水分利用效率以及促进水稻可持续发展具有重要意义。在水稻分蘖期进行节水灌溉可以减少冗余生长,提高成穗率,在一定程度上调控水稻产量形成。因此,本研究以东农427、龙稻18为试验材料,研究分蘖期不同节水灌溉方式对寒地粳稻生长发育、光合特性、干物质积累与转运、籽粒灌浆特性及产量形成的影响,旨在揭示分蘖期不同节水灌溉方式对寒地粳稻生长发育、光合特性及产量形成的调控效应以及品种间差异,明确寒地粳稻分蘖期最适节水灌溉方式,为寒地粳稻节水灌溉栽培提供理论依据及技术支持。本试验主要结果如下:(1)与CK相比,全分蘖期进行轻干湿交替灌溉处理(T1)拔节期至蜡熟期两个品种叶面积指数、根系活力、最终株高和最终分蘖数均显著降低。有效分蘖临界叶龄期晒田处理(T2)和有效分蘖临界叶龄期轻干湿交替灌溉处理(T3),两个品种最终株高、最终分蘖数与全分蘖期淹水灌溉处理(CK)均无显著差异。与CK相比,T2处理寒地粳稻拔节期和抽穗期叶面积指数差异不显著;T3处理东农427拔节期、灌浆期至蜡熟期叶面积显著增加,龙稻18抽穗期、蜡熟期和完熟期叶面积显著增加。与CK相比,T2处理抽穗期寒地粳稻根系活力显著升高,其余各生育时期与CK差异不显著;T3处理拔节期至蜡熟期寒地粳稻根系显著升高。(2)与CK相比,T1处理各生育时期寒地粳稻叶绿素含量显著降低;T2处理东农427和龙稻18叶绿素含量分别在抽穗期和拔节期显著升高,其他生育时期与CK差异不显著;T3处理寒地粳稻拔节期到灌浆期叶绿素含量显著升高。与CK相比,T1处理龙稻18Ru BP羧化酶活性显著降低,乳熟期和蜡熟期东农427Ru BP羧化酶活性显著降低,东农427和龙稻18分别在灌浆期-完熟期和乳熟期-蜡熟期PEP羧化酶活性显著升高;T2、T3处理寒地粳稻Ru BP羧化酶和PEP羧化酶活性均显著高于CK(除T3处理拔节期龙稻18Ru BP羧化酶活性差异不显著外)。(3)与CK相比,T1处理寒地粳稻最大光化学效率(Fv/Fm)显著降低,东农427和龙稻18初始荧光(F0)分别在抽穗期和拔节期显著降低,其他生育时期与CK差异不显著。T2处理寒地粳稻F0与CK差异不显著(除拔节期东农427F0显著升高外),东农427和龙稻18Fv/Fm分别在拔节期和灌浆期-乳熟期显著升高,其他时期与CK未达到显著水平;T3处理寒地粳稻乳熟期F0和Fv/Fm显著高于CK,其他生育时期因品种和处理存在差异。(4)与CK相比,T1处理寒地粳稻拔节期至乳熟期净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)显著降低;T2处理拔节期和抽穗期东农427Pn、Tr和胞间二氧化碳浓度(Ci)显著升高,拔节期龙稻18Pn、Tr、Ci显著升高。与CK相比,T3处理灌浆期-蜡熟期东农427Pn、Tr、Ci显著升高,拔节期龙稻18Pn和Tr显著升高,灌浆期到蜡熟期龙稻18Ci显著升高,其他生育时期因品种和处理存在差异。(5)与CK相比,T1处理寒地粳稻抽穗期冠层幅宽显著降低;T2、T3处理寒地粳稻抽穗期冠层幅宽差异不显著(除东农427T2处理显著升高外)。与CK相比,T1处理拔节期和抽穗寒地粳稻总透光率显著升高;T2处理在抽穗期和灌浆期总透光率和总消光系数显著低于CK;T3处理总透光率在抽穗期显著降低,总消光系数在灌浆和乳熟期显著降低。(6)与CK相比,T1处理寒地粳稻根系干物重、茎鞘干物重、叶片干物重和穗干物重显著降低。与CK相比,T2处理寒地粳稻根系干物重差异不显著;拔节期茎鞘干物重显著升高,其他生育时期因品种和处理存在差异;乳熟期叶片干物重显著升高,其余生育期叶片干物重在品种和处理间存在差异;穗干物重与CK差异不显著(除龙稻18灌浆期)。与CK相比,T3处理东农427根系干物重和茎鞘干物重显著升高,乳熟期-完熟期龙稻18根系干物重显著升高,抽穗期和完熟期龙稻18茎鞘干物重显著升高,其余生育时期与CK差异不显著;灌浆期寒地粳稻叶片干物重显著升高,其余各生育期在品种和处理间存在差异;穗干物重与CK差异不显著。(7)与CK相比,T1处理各生育阶段东农427光合势显著降低,拔节期-抽穗期、抽穗期-灌浆期、乳熟期-蜡熟期龙稻18光合势显著降低,其他生育阶段差异不显著;T2处理东农427光合势显著升高(除T2处理拔节期-抽穗期差异不显著),龙稻18光合势差异不显著;T3处理东农427各生育阶段光合势显著升高,拔节期-抽穗期和抽穗期-灌浆期龙稻18光合势显著升高,其他生育阶段与CK差异不显著。与CK相比,T1处理拔节期-抽穗期和抽穗期-完熟期群体生长率较显著降低,拔节期-抽穗期净同化率显著降低;T2和T3处理拔节期-抽穗期和抽穗期-完熟期群体生长率差异不显著,抽穗期-完熟期净同化率差异不显著(除T3处理下龙稻18净同化率显著升高外)。(8)与CK相比,T1和T3处理东农427粒叶比差异不显著,T2处理粒叶比显著降低;T1处理龙稻18粒叶比显著降低,T2、T3处理粒叶比差异不显著。与CK相比,T1、T3处理东农427茎鞘物质贡献率和转运率显著升高,T2处理与CK差异不显著;T1、T2和T3处理龙稻18茎鞘物质贡献率、转运率显著升高。(9)与CK相比,T1处理缩短寒地粳稻强弱势粒灌浆天数,提高最大灌浆速率和平均灌浆速率;T2、T3处理寒地粳稻强弱势粒平均灌浆速率(GRmean)和最大灌浆速率(GRmax)提高,强势粒活跃灌浆期(D)缩短,弱势粒D延长。与CK相比,T2和T3处理东农427弱势粒最大灌浆速率时间(Gmax)延长,龙稻18弱势粒Gmax缩短。(10)T1处理寒地粳稻产量显著低于CK,东农427和龙稻18降幅分别为8.10%和18.00%,产量下降与有效穗数和千粒重降低有关。由于T2和T3处理寒地粳稻有效穗数、每穗粒数、千粒重和结实率与CK差异不显著(除T3处理龙稻18千粒重和东农427T3处理结实率显著提高),因此实际产量与CK差异不显著。(11)T1、T2和T3处理寒地粳稻水分利用率显著高于CK。T1处理虽显著高提高寒地粳稻水分利用率,但T1处理抑制寒地粳稻生长发育及光合产物形成积累,最终使产量显著低于CK。T2和T3处理促进寒地粳稻生长发育及光合同化物积累,进而使产量与CK差异不显著,同时水分利用率显著高于CK。因此从节水的角度出发,分蘖期进行节水灌溉处理推荐在有效分蘖临界叶龄期进行晒田或轻干湿交替灌溉处理。