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为了探讨免耕水稻的氮素利用特性及土壤水分的调控作用,以吉优716为试验材料,在2010年晚季和2011年早季进行大田试验,研究常耕与免耕两种耕作方式下三种施氮量(N0、N1、N2)和两种施氮方式(F1、F2)水稻产量及氮素吸收利用的变化；在2010年和2011年早季、2013年早、晚季进行盆栽试验,研究三个土壤水分(W100、W85、W70分别为水稻全生育期土壤水分保持饱和含水量的95-100%、80-85%、65-70%)对免耕水稻产量、氮素吸收利用和生长生理的影响；2012年晚季在抽穗前和抽穗后进行水分处理(W100-100、W100-85、W100-70、W85-100、W70-100)对免耕水稻结实期地上部生理和根系的影响。主要结果如下：1、免耕水稻氮素利用特性免耕水稻分蘖或分蘖成穗能力较差,通过增加每穗粒数来保证产量。免耕水稻氮素吸收与氮肥利用率较低,增施氮肥的增产效果不及常耕水稻。常耕水稻各时期稻田过氧化氢酶活性均高于免耕,这可能是常耕水稻产量高于免耕水稻的原因之一。施氮量在75-225kgN/ha时,增施氮肥对免耕水稻增产效果不显著,且氮素利用降低。在同一施氮水平下,重施穗肥处理免耕水稻产量、干物质和氮素的积累及氮素转运,稻田脲酶活性均升高。因此,当施氮量在75-225kgN/ha时,免耕水稻栽培氮肥使用以低氮和重施穗肥较为合理。2、土壤水分对免耕水稻生长和产量的影响W70处理免耕水稻产量、生物量和收获指数均显著低于W100与W85处理。W70处理产量降低的直接原因是穗变小和结实率降低。W70处理土壤水分显著抑制了干物质积累和后期物质运转。分蘖的发生受土壤水分影响较大,而已发生分蘖的生长受土壤水分影响小。土壤水分对免耕水稻株高影响较大。在拔节期,水稻完整叶片的叶面积、叶长和叶宽均随着土壤含水量的降低而降低；水分亏缺首先影响叶宽,其次影响叶长,进而使叶面积降低。在抽穗期,W70处理上三叶叶面积、叶长和叶宽均显著降低；而W85处理免耕水稻针对水分亏缺存在一个补偿效应。水稻拔节期W70处理土壤水分严重抑制了根系的生长；抽穗期土壤水分对根粗影响较大,对总根长和体积影响不大；成熟期W70处理根系出现早衰,根长、根粗、表面积和体积均显著下降。土壤水分对免耕水稻根系的调控主要在直径为0-1.5mm根区,其中最核心区是直径为0.5-1mm根区。W70处理水分利用效率显著低于W100与W85处理,W100与W85处理间差异不显著。因此,节水栽培要注意适度,当土壤含水量低至饱和含水量的70%时显著影响了免耕水稻生长及产量的积累。土壤水分为饱和含水量的80%-85%时,节水效果最佳,且对水稻生长和的影响较小。3、土壤水分对免耕水稻氮素吸收利用及分配的影响W70处理土壤水分显著降低了免耕水稻干物质积累、总氮积累和氮素生产效率；其基肥、分蘖肥和总氮肥的氮利用率均显著降低；其氮转运和氮吸收同时下降,且氮吸收下降幅度较大。W85处理土壤水分有利于提高免耕水稻氮素转运,但氮转运增加量远不及氮吸收的下降量,不利于免耕水稻氮素积累。土壤水分主要影响免耕水稻氮肥吸收,对土壤氮的影响较小。穗肥的利用率各处理间不存在显著性差异,且穗肥利用率较高。在不同生育时期,W70处理植株对基施氮肥、分蘖期氮肥和总氮肥的吸收量均显著低于W100和W85处理；对穗期氮肥的吸收各处理差异不显著。免耕水稻不同时期氮肥吸收与对应的其它损失呈显著负相关。拔节期前是吸收氮肥的最主要时期,同时也是氮肥损失最多的时期。W70处理水稻拔节期茎、叶和根的氮素积累显著降低,其中对根的影响最大,叶次之,对茎影响最小；抽穗期各器官中氮素积累量各处理间差异不显著；成熟期其穗和根的氮素吸收显著低于W100和W85处理,而茎和叶的氮素吸收高于W100处理。4、土壤水分对免耕水稻光合作用及生理机制的影响抽穗前,免耕水稻净光合速率随着土壤含水量的下降而下降,受气孔因素和非气孔因素的双重影响,其中以气孔因素影响为主导：抽穗后,光合膜的损伤成为抑制光合的主导因素。免耕水稻全生育期叶绿素a、b、a+b和类胡萝卜素含量均随着土壤含水量的下降而升高。在拔节期,W70处理叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量均显著高于W100处理；在抽穗期,W70处理叶片渗透调节物质含量仍显著高于W100处理,但抗氧化酶活性或升高幅度变缓或下降。在成熟期,W70处理抗氧化酶活性和渗透调节物质含量均显著高于W100处理。各处理水稻叶片中MDA含量随着生育进程而呈现一直升高趋势,且各时期W70处理叶片MDA含量显著高于W100和W85处理,W100处理和W85处理间差异不显著。W70处理水稻抽穗期籽粒中ABA、ETH含量升高,其中ABA含量升高达显著水平；而IAA、ZR和GA含量显著下降,表明W70处理结实前期籽粒活力较低。W70处理成熟期籽粒中ABA、ETH含量显著下降,而GAs含量有所升高,表明,W70处理结实后期衰老延缓。5、不同时期水分处理对免耕水稻结实期生长生理的影响免耕水稻抽穗前和抽穗后进行水分胁迫,叶片抗氧化酶活性、渗透性物质含量和叶绿素含量均升高,土壤水分为饱和含水量的65-70%时升高达显著水平,此时MDA含量升高也达显著水平；胁迫后复水,渗透性物质含量下降幅度大于抗氧化酶活性的下降,最终恢复到对照水平,MDA含量恢复到对照水平,叶绿素含量仍高于对照。抽穗前进行水分胁迫使抽穗期水稻根粗显著下降,但对根长、表面积和根体积影响较小；抽穗后复水刺激了根系的生长,其根长、根粗、根表面积和根体积均升高,最终高于对照处理。抽穗后土壤含水量为饱和含水量的65-70%时,根长、根表面积和根体积显著下降,出现根系早衰现象。