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超级稻具备高产特性,但是其氮肥利用效率较低,大面积种植超级稻虽然对于解决世界粮食危机具有至关重要的作用,但是也造成水、肥料资源的大量投入和浪费,给自然环境造成巨大危机。明晰超级稻高产高效栽培措施及其高产高效的生理机制成为解决以上问题的关键。为此,本文以甬优2640和武运粳24号两个超级稻品种作为研究对象,以农民习惯的水、肥管理等技术为对照,模拟机插秧栽培设置了氮空白、当地常规(对照)、减氮、增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥、施蚯蚓粪共9种栽培措施,以产量和氮肥利用效率为根本,着重分析了栽培措施对水稻生长发育、氮肥吸收与利用、物质转运、冠层光合同化、细胞分裂素含量水平等生理指标的影响,以期明晰超级稻高产和氮肥高效吸收利用的栽培调控途径及其生理机制。主要研究结果如下:1、水稻产量和群体生长发育特性甬优2640在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施管理下的籽粒产量分别为 12.52thm-2、13.25thm-2、13.64t hm-2、14.18thm-2、14.74 t hm-2 和 12.87 t hm-2,分别较对照增产 4.94%、11.06%、14.33%、18.86%、23.55%和7.88%;武运粳24号在上述增产栽培措施管理下的植株产量分别为10.19 t hm-2、10.88 t hm-2、11.70 t hm-2、11.98 t hm-2、12.57 t hm-2 和 10.46 t hm-2,分别较对照增产 6.14%、13.33%、21.88%、24.79%、30.94%和8.94%。与对照相比,在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施下,甬优2640的茎孽成穗率提高了1.83%-10.34%、茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)对产量的贡献率提高了 10.63%-71.20%,抽穗后地上部干物质重增加了 5.19%-24.99%、叶面积指数增加了 5.35%-22.18%、有效叶面积率增加了 3.60-9.31%、高效叶面积率增加了 2.87%-8.99%,冠层光合速率和粒叶比均显著增加,另外,除施蚯蚓粪处理略有降低之外,其余处理抽穗前氮素积累量增加了 4.07%-32.07%;同样的栽培措施下,武运粳24的茎孽成穗率提高了 2.08-7.71%、茎鞘中NSC对产量的贡献率提高了 19.76-70.36,抽穗后干物质积累量增加了 2.81-26.54%、叶面积指数增加了 7.19%-28.44%、有效叶面积率增加了 3.52%-6.58%、高效叶面积率增加了 3.97%-9.25%,冠层光合速率和粒叶比均显著增加,另外,除施蚯蚓粪处理略有降低之外,其余处理抽穗前氮素积累量增加了 2.03%-34.74%。表明通过栽培措施的改进,能够优化群体结构,提高群体质量,优化源库关系,实现增产目标。2、栽培措施的改进提高了各氮肥利用效率指标前氮后移、轻干湿交替灌溉、施用有机肥及增加翻耕深度等栽培技术的配套能显著增加植株吸氮量及氮肥利用效率,但是过量增加施肥量却会降低植株的氮肥增产效率。以氮素稻谷生产率IE为例,甬优2640在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥、施蚯蚓粪栽培措施管理下的IE值分别为55.61 kg kg-1、56.99 kg kg-1、58.41 kg kg-1、56.53 kg kg-1、50.56 kg kg-1、60.54 kg-1,与当地常规(对照)相比,分别提高 3.06%、5.62%、5.67%、8.25%、4.76%、-6.30%、12.19%;相同栽培措施下,武运粳24号的IE值分别为 50.79 kg kg-1、52.03 kg kg-1、54.18 kg kg-1、51.35 kg kg-1、48.34 kg kg-1、54.87 kg kg-1,较对照分别提高2.19%、4.69%、9.01%、3.32%、-2.74%、10.40%。增施饼肥是在增密减氮和精确灌溉基础上的改进栽培措施,主要采用前氮后移、轻干湿交替灌溉、基施有机肥等栽培技术,IE值最高;而施硅锌肥则在增施饼肥基础上,又增加了 30%无机氮肥,IE值最低。3、细胞分裂素响应栽培措施调控植株生长发育及其高产高效的生理机制在抽穗前,前氮后移、轻干湿交替灌溉协同的肥水运筹模式能够提高植株体内细胞分裂素的含量,提高根系活力,增加根系对养分的吸收能力,增加生育前期植株氮素积累,为地上部光合器官建成提供充足的氮源;优化群体叶系组成,提高茎孽成穗率,同时促进穗部颖花发育,为花后总颖花量的提高打下坚实基础。抽穗后,上述肥水运筹模式能够显著提高植株冠层细胞分裂素含量水平,调控冠层气孔开放程度,促进冠层中层氮素往上层的转运,提高冠层氮代谢酶活性,增强冠层光合同化能力,促进弱势粒灌浆,增加穗部干物质的积累,提高结实率。在灌浆期,水、氮协同作用能够提高植株细胞分裂素含量水平,持续维持强源,保证充足的光合同化产物供给,增强茎鞘物质转运能力,同时促进穗部胚乳细胞发育,增加库容,促成水稻籽粒产量的进一步提高。