水稻旱作叶面积变化动态研究-开题报告

1、.湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文开题报告学 院： 农学院 学生姓名严田蓉学 号201241529122年级专业及班级12级农学（1）班指导教师及职称黄璜 教授毕业论文题目水稻旱作叶面积变化动态研究文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于1000字）1 选题研究意义 我国是一个水资源紧缺的国家，全球每年平均降水量800mm，我国为630mm，比全球的平均数约少20% 1。近年来，受气候变化和经济社会不断发展的影响，水资源短缺问题日趋严重，对水资源短缺风险的研究已引起了广泛的重视2-3。我国作为一个粮食生产大国，粮食生产需要消耗大量的水，而水资源的短缺会限制高产、高效的

2、粮食生产4。资源紧缺及社会工业化和城市化的发展导致中国农业水资源严重不足，与此同时，农业用水中的水浪费现象普遍存在，因此，节水农业是解决中国缺水问题的唯一途径5。传统的淹水灌溉耗水量惊人，达6000-9000m3/ hm2，水资源浪费严重6。水稻是农业的用水大户，用水量占农业用水量的70%，消耗全国总用水量约50%7。我国南方稻区水稻用水量一般为570-900 mm,其中水稻的生理用水量只有180-300 mm，只占总用水量的30%-40%，而生态用水量占60%-70%8。由此可见稻田水分大部分以生态用水的形式消耗掉9。水稻是中生植物，即“半水生性”，对水旱具有双重的适应性10，所以研究发展水

3、稻旱作等节水灌溉技术将在一定程度上节约大量的水资源，并且水稻旱作还具有省工、节本等优点，还会有效的促进生态、环境、社会的可持续发展。水稻旱作这种新的种植制度，势必成为我国未来极具潜力的节水农业的主要方式之一。水稻叶片是稻株进行光合作用，制造有机物的重要器官，其光合量占全株总光合量的90%以上，叶面积指数大小影响光合速率的高低即决定产量的高低。高产群体必须有一个适宜的最大叶面积指数12。叶面积指数是反映植物群体生长状况的指标。群体适宜LAI（叶面积指数）则要通过合理叶面积发展动态来实现13。所以叶面积动态的研究对作物特性及指导实际生产具有现实意义14。2 国内外研究现状2.1水稻旱作研究水稻对生

4、态环境的适应能力较强,不仅能适应湿地环境,而且还可以进行旱作,并表现出旱作生理特征,水稻具有明显的两栖性。水稻的祖先野生稻起源于东南亚低洼沼泽地带,由于沼泽地带频繁干湿交替,使水稻在演化过程中具有了对水、旱环境的双重适应性。许多学者称水稻为“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。这在一定程度上反映了水稻与水分关系的多样性。水稻是我国的主要粮食作物,我国和日本等国的科学家早年就已经对水稻和陆稻的抗旱性及水稻对旱作环境的适应性进行了初步研究16-17。20世纪60年代日本曾经成功进行了水稻覆膜旱作的研究与推广应用18。70年代至80年代初,我国东北辽宁等地也进行了水稻

5、覆膜旱作研究19。近年来,随着我国北方持续干旱和南方季节性缺水问题的日趋严重,作物地膜覆盖技术的进一步发展以及水稻旱育秧技术的广泛应用,覆膜种稻由东北、华北的半湿润半干旱地区扩延到西北半干旱、干旱地区和南方丘陵山区20。水稻旱作包括三个方面内容：一是旱直播，即定墒下种，播后覆土；二是苗期旱长，一般四叶期后灌水；三是中后期管理，依据水稻生理需水规律，充分利用自然降水，辅之以必要的浅湿间歇灌溉，以最大限度地提高水分利用率，达到高效节水增产的目的21。国内外的一些学者，在比较水稻、陆稻在水作和旱作条件下各种性状的表现时，得到了大体相同的结果:无论是水稻还是陆稻，淹灌时生长都相对较好，旱种时生育期都有

6、所延迟，株高变矮，分蘖成穗率降低，批粒率提高，最终导致籽粒产量降低，干旱越严重，这些性状越恶化，其恶化程度与品种特性密切相关，抗旱品种显著轻于不抗旱品种22。生育期延迟是旱作水稻生长发育最显著的特点之一。选择适宜的抗旱品种,适时、适地直播(或移栽)，掌握适宜密度是获得旱作水稻高产的基础，加强水稻旱作水肥调控技术是实现旱作水稻的关键。适当使用保水剂能大大提高水稻耐干旱、盐碱的能力23。张士功等认为杂交稻较常规稻具有根系发达、分蘖多、穗粒多、抗逆强等优势,更加耐旱、耐涝,更适宜旱作，且旱作下条件下,杂交稻比常规稻的灌溉水生产效率高10%-18% 21,24。地膜覆盖技术能在一定程度上改善土壤水、热

7、状况25。把地膜覆盖技术应用到水稻栽培中，就形成了水稻旱作覆膜栽培技术。大量的研究表明,这一技术具有明显的增产、稳产效果。覆膜旱作水稻技术因其比间歇、润湿灌溉的节水效应更加显著,近年来受到了广泛的重视 26。水稻覆盖旱作就是在保障一定产量水平的前提下尽可能地节约稻田生态耗水。据报道水稻覆盖旱作的节水率可达45%-80%11。 2.2水稻叶面积动态研究研究表明，适当增大群体的 LAI 是提高水稻单位面积产量的主要途径之一，抽穗期适宜的叶面积指数是水稻高产的主要标志，是协调源库关系和各器官平衡发展的基础，水稻的高产群体必须有一个适宜的最大叶面积指数12。水稻群体适宜叶面积的形成是一个动态过程,抽穗

8、期群体适宜的叶面积要通过合理控制叶面积动态来实现。大量研究认为,决定作物产量的因素主要是叶面积的发展，拔节前叶面积生长速率适宜,N一n期（N为品种主茎总叶数，n为品种主茎伸长节间数，在结果分析中称之为有效分蘖临界叶龄期）、拔节期LAI控制在适宜范围内，拔节后叶面积生长速率较大,抽穗期能够获得适宜最大叶面积指数。 群体质量研究认为，合理叶面积动态特点是拔节前生长速度<拔节后生长速率,其中移栽-有效分蘖临界期叶面积增长速度较大,拔节-抽穗期叶面积增长速度大,最大LAI适宜,出现在孕穗期,且最大LAI持续时间长,叶面积衰减慢。高产要有适宜的叶面积,但适宜叶面积不一定高产,还决定于适宜的叶面积组

9、成。叶面积组成取决于茎蘖的适宜组成，有效分蘖临界期和拔节期大分蘖占总茎蘖比例大,有效叶面积大,产量高27。郝树荣等人还对水稻在充分供水和水分胁迫下的叶面积发展动态进行了比较。在充分供水条件下，水稻叶面积在整个生育期表现为单峰曲线变化，即移栽后,叶面积开始迅速增长，到拔节前后，叶面积已接近最大值，拔节后，营养生长和生殖生长并进，叶面积缓慢增加，直至剑叶生出、主茎叶数固定，叶面积才达到一生的最大值，保持一段相对变化不大的稳定期后(大约19 d)，由于中下部叶片开始衰亡，导致叶面积下降直至成熟期。在水分胁迫条件下，分蘖期叶面积发育只受到部分抑制,各处理叶面积相对生长速率虽较对照有所降低，但仍有一定扩

10、展,即使是重度胁迫也是如此，而拔节期即使施加轻度短历时胁迫,各处理叶面积相对生长速率亦呈负值,其原因是胁迫期间水稻下部叶片由于缺水变黄枯萎,导致绿色叶片面积减少28。所以在水稻的生育前期可以进行适度的调亏灌溉，以提高水分的生产效率，但是在水稻的生育后期应特别注意水肥调节，以保证水稻有足够的叶面积进行生殖生长。参考文献1张荣萍. 不同灌水方式对水稻生育特性和产量及其水分利用率的影响D.四川农业大学,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李保国,黄峰. 19982007年中国农业用水分析J. 水科学进展,2010,04:575-583.5张明生,王丰,张国平. 中国农业用水存在的问题及

12、节水对策J. 农业工程学报,2005,S1:1-6.6张荣萍,马均,王贺正,李艳,李旭毅. 不同灌水方式对水稻生育特性及水分利用率的影响J. 中国农学通报,2005,09:144-150.7姚林,郑华斌,刘建霞,贺慧,黄璜. 中国水稻节水灌溉技术的现状及发展趋势J. 生态学杂志,2014,05:1381-1387.8司徒淞,王和洲,张薇. 中国水稻节水若干问题的探讨与建议J. 灌溉排水,2000,01:30-33.9 汪强,樊小林,D.Klaus,B.Sattemacher. 华南地区覆盖旱种水稻节水及其水分利用效率研究J. 灌溉排水学报,2007,04:89-92.10 贾宏伟,王晓红,陈来

13、华. 水稻节水灌溉研究综述J. 浙江水利科技,2007,03:19-20+25. 11 汪晓春,刘军. 水稻地膜覆盖栽培的抗旱节水效应J. 湖北农业科学,2001,01:8-11.12 张林青,马爱京. 高产水稻群体茎蘖组成和叶面积指数及其关系的研究J. 云南农业大学学报,2004,02:179-183.13 徐正进,陈温福,张龙步,杨守仁. 水稻不同穗型群体冠层光分布的比较研究J. 中国农业科学,1990,04:10-16.14韩金旭,彭世彰,魏征. 不同水肥模式的水稻叶面积修正系数试验研究J. 节水灌溉,2009,12:5-7.15程旺大. 水稻节水高效栽培的生理生态效应及对产量与品质的影

14、响D.浙江大学,2001.16余叔文,陳景治,劉存德. 水、陆稻的比较生理研究 .水稻老来青和陆稻南通旱的水分关系及抗旱性的比较J. Journal of Integrative Plant Biology,1958,04:187-202.17中山兼德.水稻的旱地栽培.水稻译丛.1965,06:17-2618赵其良,肖明贤. 日本东北地区水稻旱种地膜覆盖栽培技术J. 辽宁农业科学,1982,03:52-57.19吴一才,宋嵩山. 地膜覆盖旱种水稻试验情况简报J. 辽宁农业科学,1982,04:28-30.20靳德明,王维金,陈国兴. 栽培稻节水种植技术研究利用展望J. 湖北农业科学,2001,

15、05:5-7.21张士功,刘更另,李建知. 刍议京津唐地区发展水稻旱作问题J. 中国农业科技导报,2003,01:36-39.22黄义德,张自立,魏凤珍,李金才. 水稻覆膜旱作的生态生理效应J. 应用生态学报,1999,03:50-53.23张东向,赫延龄,郑蔚虹,周立中,胡淑华. 保水剂对水稻耐干旱、盐碱的生理作用J. 作物学报,1996,03:378-381.24赵同华,张志猛,冯惠中. 锌锰肥对旱作水稻产量及品质的影响J. 河北农业大学学报,1990,03:118-120.25EkanayakeIJ,etal.水稻根系性状的遗传及其与抗旱性的关系J.国外农学(水稻).1987,2:252

16、6黄新宇. 不同地表覆盖旱作水稻的生长与水分利用效率的研究D.南京农业大学,2004.27张林青. 高产水稻群体茎蘖和叶面积组成及其关系的研究J. 耕作与栽培,2003,03:21-22+58.28郝树荣,郭相平,王为木,张烈君,王琴,王青梅. 胁迫后复水对水稻叶面积的补偿效应J. 灌溉排水学报,2005,04:19-21+32.研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）研究目的：大量的实验证明水稻旱作种植的可行性，以及其带来的生态效益和经济效益。许多研究者已提出因杂交稻的抗逆性更强，所以更适合在缺水条件下进行旱作，但是对于旱作条件下杂交稻和常规稻的叶面积变化动态差异、干物质积累差

17、异尚未有具体研究。此次试验研究，将在旱作条件下弄清杂交稻和常规稻的叶面积变化动态、干物质积累情况，以及它们之间各自的差异。研究内容：杂交稻旱作、水作叶面积变化动态、叶片干重常规稻旱作、水作叶面积变化动态、叶片干重比较杂交稻和常规稻旱作叶面积变化动态差异比较杂交稻和常规稻旱作叶片干物质积累差异研究方法：1 材料与设计 1.1水稻栽培试验将于2015年在湖南农业大学浏阳实习基地进行。选择地势平坦 ，较低洼的耕地作为旱作试验地，记为区组；选择同样大小的利于灌溉的耕地作为水作试验地，记为区组。杂交稻和常规稻各选两个品种。试验采用随机区组设计，重复三次，每个区组设计12个小区，每个小区的面积为220cm

18、×187c0m2，每个小区内按照10×10的模式种植100穴水稻，每穴15至6苗，行距为2017cm,株距为2017cm。两个试验区组统一移栽，统一管理。 1.2水稻叶面积和干物质的测量于返青期、N-n期、拔节期、抽穗期、乳熟期、成熟期在每小区选取代表性植株5穴，用叶面积仪测定水稻叶面积大小，用电子天平称量烘干后的叶干重。在每个实验小区的水稻到达成熟期后，去除边际效应，从中选择长势均衡有代表性的中等植株5穴，调查其有效穗数、实粒数、总粒数、结实率、千粒重和单株产量。1.3数据分析 数据分析和图表绘制运用 SAS 数据分析软件和 Excel 进行。预期成果： 初步明确水稻旱作叶面积变化动态 了解杂交稻和常规稻旱作叶面积变化动态差异，及干物质积累差异条件保障： 实习基地充足的试验地，以及种子、肥料、农药、农机等的供给是试验