不同籼稻品种的农艺生理特征对干湿交替灌溉的响应

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水资源的匮乏已成为当前国家面临的严峻问题。在中国,水稻作为一种主要的粮食作物,也是农业用水的最大消费作物。在确保稻米生产的基础上,通过合理的节水措施,有效地解决了缺水问题。合理的节水灌溉方式,是确保粮食安全、节水、可持续发展的重要手段。为此,本研究选择江苏省近80年来各阶段具有代表性的中熟籼稻品种,依据种植年代、结合株型和基因型将这些品种分为早期高秆品种、矮秆品种、半矮秆品种和半矮秆杂交稻品种四个类型,以常规水层灌溉(CI)为对照,设置全生育期干湿交替灌溉(AWD),分别观察和分析了不同灌溉方式对水稻产量、水分利用效率、叶片的结构和生理性状、根系的形态和生理特征的影响。主要结果如下:1、产量与水分利用效率随品种改良各类型型品种的产量和灌溉水利用效率(WUE)均逐渐增加,产量的增加主要得益于总颖花量的提高。与CI相比,AWD显著增加了各类型型品种的产量和水分利用效率。在AWD下,各类型型品种的产量分别为4.76、7.13、8.61 和 10.30 thm-2,较 CI 增幅分别为 18.11%、17.65%、6.17%和 11.59%,WUE分别为 0.67、1.01、1.26 和 1.46kgm-3,较 CI增幅分别为 20.1%、16.3%、10.0%和 8.9%。2、地上部农艺与生理性状随品种改良地上部干物质积累量、茎蘖成穗率、抽穗期有效叶面积指数(LAI)和高效LAI以及成熟期LAI、粒叶比、抽穗期茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)含量、NSC转运量、NSC转运率和NSC对籽粒的贡献率和群体透光率逐渐增加。与CI相比,AWD提高了水稻地上部干物质积累量、茎蘖成穗率、抽穗期有效LAI和高效LAI以及成熟期LAI、NSC转运量和转运率、叶片光合速率,改善了水稻的冠层结构,降低了蒸腾速率。3、叶片结构和生理特性在各主要生育时期,随品种改良叶长、叶宽、比叶重、比叶氮、气孔密度、叶片过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和叶片玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)含量逐渐增加,叶片着生角度逐渐降低。与CI相比,AWD提高了各主要生育时期的上述指标,并降低了叶片着生角度。说明现代品种在干湿交替灌溉下叶片结构和性状逐渐得到改善。4、根系形态和生理特性在各主要生育时期,随品种改良根干重、根冠比、根长、根长密度、根直径根系氧化力、根系中Z+ZR含量逐渐增加。与CI相比,AWD提高了各主要生育时期的上述指标。说明现代品种在干湿交替灌溉下地下部形态和生理特征逐渐得到改善。
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