水稻旱作葉面積變化動態(tài)研究-開題報告

1、.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文開題報告學(xué) 院： 農(nóng)學(xué)院 學(xué)生姓名嚴(yán)田蓉學(xué) 號201241529122年級專業(yè)及班級12級農(nóng)學(xué)（1）班指導(dǎo)教師及職稱黃璜 教授畢業(yè)論文題目水稻旱作葉面積變化動態(tài)研究文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，不少于1000字）1 選題研究意義 我國是一個水資源緊缺的國家，全球每年平均降水量800mm，我國為630mm，比全球的平均數(shù)約少20% 1。近年來，受氣候變化和經(jīng)濟社會不斷發(fā)展的影響，水資源短缺問題日趨嚴(yán)重，對水資源短缺風(fēng)險的研究已引起了廣泛的重視2-3。我國作為一個糧食生產(chǎn)大國，糧食生產(chǎn)需要消耗大量的水，而水資源的短缺會限制高產(chǎn)、高效的

2、糧食生產(chǎn)4。資源緊缺及社會工業(yè)化和城市化的發(fā)展導(dǎo)致中國農(nóng)業(yè)水資源嚴(yán)重不足，與此同時，農(nóng)業(yè)用水中的水浪費現(xiàn)象普遍存在，因此，節(jié)水農(nóng)業(yè)是解決中國缺水問題的唯一途徑5。傳統(tǒng)的淹水灌溉耗水量驚人，達6000-9000m3/ hm2，水資源浪費嚴(yán)重6。水稻是農(nóng)業(yè)的用水大戶，用水量占農(nóng)業(yè)用水量的70%，消耗全國總用水量約50%7。我國南方稻區(qū)水稻用水量一般為570-900 mm,其中水稻的生理用水量只有180-300 mm，只占總用水量的30%-40%，而生態(tài)用水量占60%-70%8。由此可見稻田水分大部分以生態(tài)用水的形式消耗掉9。水稻是中生植物，即“半水生性”，對水旱具有雙重的適應(yīng)性10，所以研究發(fā)展水

3、稻旱作等節(jié)水灌溉技術(shù)將在一定程度上節(jié)約大量的水資源，并且水稻旱作還具有省工、節(jié)本等優(yōu)點，還會有效的促進生態(tài)、環(huán)境、社會的可持續(xù)發(fā)展。水稻旱作這種新的種植制度，勢必成為我國未來極具潛力的節(jié)水農(nóng)業(yè)的主要方式之一。水稻葉片是稻株進行光合作用，制造有機物的重要器官，其光合量占全株總光合量的90%以上，葉面積指數(shù)大小影響光合速率的高低即決定產(chǎn)量的高低。高產(chǎn)群體必須有一個適宜的最大葉面積指數(shù)12。葉面積指數(shù)是反映植物群體生長狀況的指標(biāo)。群體適宜LAI（葉面積指數(shù)）則要通過合理葉面積發(fā)展動態(tài)來實現(xiàn)13。所以葉面積動態(tài)的研究對作物特性及指導(dǎo)實際生產(chǎn)具有現(xiàn)實意義14。2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1水稻旱作研究水稻對生

4、態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力較強,不僅能適應(yīng)濕地環(huán)境,而且還可以進行旱作,并表現(xiàn)出旱作生理特征,水稻具有明顯的兩棲性。水稻的祖先野生稻起源于東南亞低洼沼澤地帶,由于沼澤地帶頻繁干濕交替,使水稻在演化過程中具有了對水、旱環(huán)境的雙重適應(yīng)性。許多學(xué)者稱水稻為“中生植物”或“多型性植物”,既非典型水生植物,又非典型旱生植物15。這在一定程度上反映了水稻與水分關(guān)系的多樣性。水稻是我國的主要糧食作物,我國和日本等國的科學(xué)家早年就已經(jīng)對水稻和陸稻的抗旱性及水稻對旱作環(huán)境的適應(yīng)性進行了初步研究16-17。20世紀(jì)60年代日本曾經(jīng)成功進行了水稻覆膜旱作的研究與推廣應(yīng)用18。70年代至80年代初,我國東北遼寧等地也進行了水稻

5、覆膜旱作研究19。近年來,隨著我國北方持續(xù)干旱和南方季節(jié)性缺水問題的日趨嚴(yán)重,作物地膜覆蓋技術(shù)的進一步發(fā)展以及水稻旱育秧技術(shù)的廣泛應(yīng)用,覆膜種稻由東北、華北的半濕潤半干旱地區(qū)擴延到西北半干旱、干旱地區(qū)和南方丘陵山區(qū)20。水稻旱作包括三個方面內(nèi)容：一是旱直播，即定墑下種，播后覆土；二是苗期旱長，一般四葉期后灌水；三是中后期管理，依據(jù)水稻生理需水規(guī)律，充分利用自然降水，輔之以必要的淺濕間歇灌溉，以最大限度地提高水分利用率，達到高效節(jié)水增產(chǎn)的目的21。國內(nèi)外的一些學(xué)者，在比較水稻、陸稻在水作和旱作條件下各種性狀的表現(xiàn)時，得到了大體相同的結(jié)果:無論是水稻還是陸稻，淹灌時生長都相對較好，旱種時生育期都有

6、所延遲，株高變矮，分蘗成穗率降低，批粒率提高，最終導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量降低，干旱越嚴(yán)重，這些性狀越惡化，其惡化程度與品種特性密切相關(guān)，抗旱品種顯著輕于不抗旱品種22。生育期延遲是旱作水稻生長發(fā)育最顯著的特點之一。選擇適宜的抗旱品種,適時、適地直播(或移栽)，掌握適宜密度是獲得旱作水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ)，加強水稻旱作水肥調(diào)控技術(shù)是實現(xiàn)旱作水稻的關(guān)鍵。適當(dāng)使用保水劑能大大提高水稻耐干旱、鹽堿的能力23。張士功等認為雜交稻較常規(guī)稻具有根系發(fā)達、分蘗多、穗粒多、抗逆強等優(yōu)勢,更加耐旱、耐澇,更適宜旱作，且旱作下條件下,雜交稻比常規(guī)稻的灌溉水生產(chǎn)效率高10%-18% 21,24。地膜覆蓋技術(shù)能在一定程度上改善土壤水、熱

7、狀況25。把地膜覆蓋技術(shù)應(yīng)用到水稻栽培中，就形成了水稻旱作覆膜栽培技術(shù)。大量的研究表明,這一技術(shù)具有明顯的增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)效果。覆膜旱作水稻技術(shù)因其比間歇、潤濕灌溉的節(jié)水效應(yīng)更加顯著,近年來受到了廣泛的重視 26。水稻覆蓋旱作就是在保障一定產(chǎn)量水平的前提下盡可能地節(jié)約稻田生態(tài)耗水。據(jù)報道水稻覆蓋旱作的節(jié)水率可達45%-80%11。 2.2水稻葉面積動態(tài)研究研究表明，適當(dāng)增大群體的 LAI 是提高水稻單位面積產(chǎn)量的主要途徑之一，抽穗期適宜的葉面積指數(shù)是水稻高產(chǎn)的主要標(biāo)志，是協(xié)調(diào)源庫關(guān)系和各器官平衡發(fā)展的基礎(chǔ)，水稻的高產(chǎn)群體必須有一個適宜的最大葉面積指數(shù)12。水稻群體適宜葉面積的形成是一個動態(tài)過程,抽穗

8、期群體適宜的葉面積要通過合理控制葉面積動態(tài)來實現(xiàn)。大量研究認為,決定作物產(chǎn)量的因素主要是葉面積的發(fā)展，拔節(jié)前葉面積生長速率適宜,N一n期（N為品種主莖總?cè)~數(shù)，n為品種主莖伸長節(jié)間數(shù)，在結(jié)果分析中稱之為有效分蘗臨界葉齡期）、拔節(jié)期LAI控制在適宜范圍內(nèi)，拔節(jié)后葉面積生長速率較大,抽穗期能夠獲得適宜最大葉面積指數(shù)。 群體質(zhì)量研究認為，合理葉面積動態(tài)特點是拔節(jié)前生長速度<拔節(jié)后生長速率,其中移栽-有效分蘗臨界期葉面積增長速度較大,拔節(jié)-抽穗期葉面積增長速度大,最大LAI適宜,出現(xiàn)在孕穗期,且最大LAI持續(xù)時間長,葉面積衰減慢。高產(chǎn)要有適宜的葉面積,但適宜葉面積不一定高產(chǎn),還決定于適宜的葉面積組

9、成。葉面積組成取決于莖蘗的適宜組成，有效分蘗臨界期和拔節(jié)期大分蘗占總莖蘗比例大,有效葉面積大,產(chǎn)量高27。郝樹榮等人還對水稻在充分供水和水分脅迫下的葉面積發(fā)展動態(tài)進行了比較。在充分供水條件下，水稻葉面積在整個生育期表現(xiàn)為單峰曲線變化，即移栽后,葉面積開始迅速增長，到拔節(jié)前后，葉面積已接近最大值，拔節(jié)后，營養(yǎng)生長和生殖生長并進，葉面積緩慢增加，直至劍葉生出、主莖葉數(shù)固定，葉面積才達到一生的最大值，保持一段相對變化不大的穩(wěn)定期后(大約19 d)，由于中下部葉片開始衰亡，導(dǎo)致葉面積下降直至成熟期。在水分脅迫條件下，分蘗期葉面積發(fā)育只受到部分抑制,各處理葉面積相對生長速率雖較對照有所降低，但仍有一定擴

10、展,即使是重度脅迫也是如此，而拔節(jié)期即使施加輕度短歷時脅迫,各處理葉面積相對生長速率亦呈負值,其原因是脅迫期間水稻下部葉片由于缺水變黃枯萎,導(dǎo)致綠色葉片面積減少28。所以在水稻的生育前期可以進行適度的調(diào)虧灌溉，以提高水分的生產(chǎn)效率，但是在水稻的生育后期應(yīng)特別注意水肥調(diào)節(jié)，以保證水稻有足夠的葉面積進行生殖生長。參考文獻1張榮萍. 不同灌水方式對水稻生育特性和產(chǎn)量及其水分利用率的影響D.四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.2 Hashimoto T, Stedinger J R, Loucks D P. Reliability, resiliency and vulnerability criteria fo

11、r water resources systemperformance evaluationJ. Water Resour. Res.,1982,18(1):14-20.3 Bagel MS, Das Gupta A, Nayak DK. Amodel for optimal allocation ofwaterto competing demandsJ.WaterResources Management,2005,19(6):693-712.4李保國,黃峰. 19982007年中國農(nóng)業(yè)用水分析J. 水科學(xué)進展,2010,04:575-583.5張明生,王豐,張國平. 中國農(nóng)業(yè)用水存在的問題及

12、節(jié)水對策J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2005,S1:1-6.6張榮萍,馬均,王賀正,李艷,李旭毅. 不同灌水方式對水稻生育特性及水分利用率的影響J. 中國農(nóng)學(xué)通報,2005,09:144-150.7姚林,鄭華斌,劉建霞,賀慧,黃璜. 中國水稻節(jié)水灌溉技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J. 生態(tài)學(xué)雜志,2014,05:1381-1387.8司徒淞,王和洲,張薇. 中國水稻節(jié)水若干問題的探討與建議J. 灌溉排水,2000,01:30-33.9 汪強,樊小林,D.Klaus,B.Sattemacher. 華南地區(qū)覆蓋旱種水稻節(jié)水及其水分利用效率研究J. 灌溉排水學(xué)報,2007,04:89-92.10 賈宏偉,王曉紅,陳來

13、華. 水稻節(jié)水灌溉研究綜述J. 浙江水利科技,2007,03:19-20+25. 11 汪曉春,劉軍. 水稻地膜覆蓋栽培的抗旱節(jié)水效應(yīng)J. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2001,01:8-11.12 張林青,馬愛京. 高產(chǎn)水稻群體莖蘗組成和葉面積指數(shù)及其關(guān)系的研究J. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,02:179-183.13 徐正進,陳溫福,張龍步,楊守仁. 水稻不同穗型群體冠層光分布的比較研究J. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),1990,04:10-16.14韓金旭,彭世彰,魏征. 不同水肥模式的水稻葉面積修正系數(shù)試驗研究J. 節(jié)水灌溉,2009,12:5-7.15程旺大. 水稻節(jié)水高效栽培的生理生態(tài)效應(yīng)及對產(chǎn)量與品質(zhì)的影

14、響D.浙江大學(xué),2001.16余叔文,陳景治,劉存德. 水、陸稻的比較生理研究 .水稻老來青和陸稻南通旱的水分關(guān)系及抗旱性的比較J. Journal of Integrative Plant Biology,1958,04:187-202.17中山兼德.水稻的旱地栽培.水稻譯叢.1965,06:17-2618趙其良,肖明賢. 日本東北地區(qū)水稻旱種地膜覆蓋栽培技術(shù)J. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),1982,03:52-57.19吳一才,宋嵩山. 地膜覆蓋旱種水稻試驗情況簡報J. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),1982,04:28-30.20靳德明,王維金,陳國興. 栽培稻節(jié)水種植技術(shù)研究利用展望J. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2001,

15、05:5-7.21張士功,劉更另,李建知. 芻議京津唐地區(qū)發(fā)展水稻旱作問題J. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2003,01:36-39.22黃義德,張自立,魏鳳珍,李金才. 水稻覆膜旱作的生態(tài)生理效應(yīng)J. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,1999,03:50-53.23張東向,赫延齡,鄭蔚虹,周立中,胡淑華. 保水劑對水稻耐干旱、鹽堿的生理作用J. 作物學(xué)報,1996,03:378-381.24趙同華,張志猛,馮惠中. 鋅錳肥對旱作水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響J. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1990,03:118-120.25EkanayakeIJ,etal.水稻根系性狀的遺傳及其與抗旱性的關(guān)系J.國外農(nóng)學(xué)(水稻).1987,2:252

16、6黃新宇. 不同地表覆蓋旱作水稻的生長與水分利用效率的研究D.南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2004.27張林青. 高產(chǎn)水稻群體莖蘗和葉面積組成及其關(guān)系的研究J. 耕作與栽培,2003,03:21-22+58.28郝樹榮,郭相平,王為木,張烈君,王琴,王青梅. 脅迫后復(fù)水對水稻葉面積的補償效應(yīng)J. 灌溉排水學(xué)報,2005,04:19-21+32.研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）研究目的：大量的實驗證明水稻旱作種植的可行性，以及其帶來的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。許多研究者已提出因雜交稻的抗逆性更強，所以更適合在缺水條件下進行旱作，但是對于旱作條件下雜交稻和常規(guī)稻的葉面積變化動態(tài)差異、干物質(zhì)積累差

17、異尚未有具體研究。此次試驗研究，將在旱作條件下弄清雜交稻和常規(guī)稻的葉面積變化動態(tài)、干物質(zhì)積累情況，以及它們之間各自的差異。研究內(nèi)容：雜交稻旱作、水作葉面積變化動態(tài)、葉片干重常規(guī)稻旱作、水作葉面積變化動態(tài)、葉片干重比較雜交稻和常規(guī)稻旱作葉面積變化動態(tài)差異比較雜交稻和常規(guī)稻旱作葉片干物質(zhì)積累差異研究方法：1 材料與設(shè)計 1.1水稻栽培試驗將于2015年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)瀏陽實習(xí)基地進行。選擇地勢平坦 ，較低洼的耕地作為旱作試驗地，記為區(qū)組；選擇同樣大小的利于灌溉的耕地作為水作試驗地，記為區(qū)組。雜交稻和常規(guī)稻各選兩個品種。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)三次，每個區(qū)組設(shè)計12個小區(qū)，每個小區(qū)的面積為220cm

18、×187c0m2，每個小區(qū)內(nèi)按照10×10的模式種植100穴水稻，每穴15至6苗，行距為2017cm,株距為2017cm。兩個試驗區(qū)組統(tǒng)一移栽，統(tǒng)一管理。 1.2水稻葉面積和干物質(zhì)的測量于返青期、N-n期、拔節(jié)期、抽穗期、乳熟期、成熟期在每小區(qū)選取代表性植株5穴，用葉面積儀測定水稻葉面積大小，用電子天平稱量烘干后的葉干重。在每個實驗小區(qū)的水稻到達成熟期后，去除邊際效應(yīng)，從中選擇長勢均衡有代表性的中等植株5穴，調(diào)查其有效穗數(shù)、實粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重和單株產(chǎn)量。1.3數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析和圖表繪制運用 SAS 數(shù)據(jù)分析軟件和 Excel 進行。預(yù)期成果： 初步明確水稻旱作葉面積變化動態(tài) 了解雜交稻和常規(guī)稻旱作葉面積變化動態(tài)差異，及干物質(zhì)積累差異條件保障： 實習(xí)基地充足的試驗地，以及種子、肥料、農(nóng)藥、農(nóng)機等的供給是試驗