水稻水肥调控试验及模拟优化研究

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我国在水稻种植方面存在肥料利用率低,水资源利用率低,稻田N、P排放量高的问题,对此,前人们对于缓释肥及节水灌溉方面做了许多研究,但大多数研究只对缓释肥应用或只对节水灌溉应用进行研究,而对于缓释肥和节水灌溉的结合应用研究较为少见。因此,作者将缓释肥和间歇灌溉有机结合,采用测坑种植试验和模型模拟相结合的方法,研究了不同水肥条件对水稻生理生态,干物质量及分配、氮素利用、节水程度和产量及其构成因素的影响,并选用水稻产量、叶面积指数及干物质积累指标对ORYZA(V3)模型进行有效性验证,评价了该模型在不同水肥耦合条件下的适用性,并利用模型模拟优化了间歇灌溉模式下不同施肥类型水稻生长的间歇天数、水层上限以及施氮水平,以期为缓释肥和间歇灌溉相结合的水稻水肥管理模式实践提供依据。主要结论如下:(1)在水稻生理生态方面,淹灌缓释肥能够促进株高增长和分蘖,有效提高有效分蘖数;在氮素利用方面,缓释肥能促进水稻干物质总量及穗的干物质积累,间歇灌溉能促进水稻植株的茎部分氮素积累,间歇灌溉和缓释肥均能提高单位施氮量所引起的产量增加值,即提高肥料的利用效率,从而提高水稻产量。(2)ORYZA(V3)模型对各处理的地上部分干物质量及茎、穗的干物质量模拟效果较好,对叶的干物质量模拟效果一般;模型对于不同水肥处理下的水稻生长叶面积指数以及产量模拟效果较好,线性回归系数分别为0.918、0.922。(3)适当延长不同时期的间歇灌溉间歇天数能够促进产量增长。间歇灌常规肥的分蘖前间歇天数为5-7天,拔节孕穗及乳熟期间间歇3-5天时,产量最高;间歇灌溉缓释肥处理下,分蘖前期间歇5-7天,拔节孕穗及乳熟期间间歇1-3天最有利于促进产量增加。(4)间歇灌溉模式下,适当降低水层上限能够提升水稻产量。间歇灌溉常规肥和间歇灌溉缓释肥处理产量最高的水层上限均为:分蘖前期和拔节孕穗期水层上限为20 mm,抽穗开花和乳熟期为50 mm。(5)间歇灌溉模式下,适当提高施氮水平可提高水稻产量,间歇灌常规肥处理的最高产量施氮水平为225 kg/hm~2,间歇灌缓释肥处理的最高产量施氮水平为270 kg/hm~2。
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