摘要:水稻是我國主要高產糧食作物,在農業(yè)生產中占有重要位置。隨著科技的進步,水稻種植的技術含量也越來越高,不僅在優(yōu)良品種培育上,科學管理方面也有較大提高。如通過合理的水田灌溉技術能提高水稻的產量。研究表明,控水灌溉與常規(guī)管理產量方面提高523.1公斤/公頃,約為12.7%,又能節(jié)約用水量,二者相比2520 立方米/公頃,約為19.4%。本文主要圍繞水稻根系的結構特征及功能、國內研究現(xiàn)狀、控水灌溉對水稻根系生長等方面展開論述,強調了合理控水灌溉技術對提高水稻產量的重要性。
關鍵詞:控水灌溉;根系;生長;產量;影響
中圖分類號: S511 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/j.cnki.jlny.2014.21.0030
在很多人印象中,水稻就應該整天浸泡在水中,離開水好像就不是水稻了,其實不然,水稻雖耐澇力強,若長期淹在水中則會影響其生育及產量,尤其是水稻的根系,在水稻不同生長期對水的需求不盡相同,試驗研究表明,控水灌溉方式能較好保持根系的活力,促進水稻的產量提升。
1國內外研究現(xiàn)狀
國內外許多學者一直對水稻根系的形態(tài)功能、土壤中分布、發(fā)育特點及影響因素等進行較全面探索與研究,并取得重大進展。由于根系生長環(huán)境在地下,影響因素比較復雜,增加了研究的難度,對得到的一些結論還存在很大爭議。隨著技術的發(fā)展,對根系的研究必將會不斷深入,成果也必將不斷顯著。
2水稻根系的生態(tài)及功能
水稻根系由冠根及各次分枝的側根構成,冠根和側根的生長發(fā)育角度、數(shù)量、長度及粗度,構成了深淺粗細各異的根系。不同生長期根的生長位置及深淺度不同,對地上植株的作用也不同。
2.1根系具有養(yǎng)料庫存的作用
既是吸收水分和無機養(yǎng)分的器官又具有吸收同化二氧化碳或碳酸的功能,還分泌有機酸、酶、生物堿等物質,是氨基酸和多種激素的合成場所,對水稻的生長發(fā)育起到養(yǎng)料庫存的作用。
2.2根系具有較高的活力
根系活力是衡量根系新陳代謝與吸收、同化功能強弱的標準,初期有較高的根系活力,以后隨著根系逐漸衰老,根系活力對水分、氮、磷、鉀的吸收有重要作用,能較好地促進稻體健康成長。
2.3根系能合成玉米素
有些細胞分裂素合成后送到地上部分,促進核酸與蛋白質合成,生成玉米素,對維持后期葉片的光合功能、防止早衰、提高灌漿有直接作用。此外,根系還分泌有機酸、酶、生物堿等生理活性物質對植株有重要調節(jié)作用。
3控水灌溉的重要意義
3.1水稻的需水規(guī)律
3.1.1各生長期需水量不同 水稻生育期一般劃分為成返青期、分葉落歸根期、拔節(jié)孕穗期、抽穗開花期、灌漿期及黃熟期6個生長階段,每個生長階段都需要不同的水分。如孕穗期需要充足的水分,稻田應保持3.3~6.6厘米水層,抽穗期間稻田水層應是1.7~3.3厘米。若此時田中無水受旱,不僅抽穗不齊,甚至造成抽不出穗來。而這些水分來源都要靠根系吸收、傳輸,確保每個生長期的用水需求。
3.1.2泥土層保持一定的水分 研究表明:土壤水分的供應對水稻的生長發(fā)育和產量極其重要。土壤中水分的含量必須保持相對穩(wěn)定,當泥土水分下降到80%以下時,因水分不足影響水稻對水分及礦質元素的吸收利用,使葉綠素含量減少,氣孔開放,阻礙葉片對二氧化碳的吸收,光合作用大大減弱。返青期土壤缺水,秧苗不易成活返青,即使成活對以后各生長期器官都有影響。而抽穗開花期如果土壤缺水,可能使花粉在傳粉時死亡,可見維持泥土充分的水分,有利于水稻正常生理活動,獲得高產。
3.1.3葉面蒸騰加大水分利用 水稻的葉面蒸騰量隨植株葉面積的加大而增加,幼穗發(fā)育期葉面積大、光合作用強、代謝作用茂盛、蒸騰量增大,至孕穗到出穗期達最頂峰,要保持根系有充足的水分吸收,確保葉面蒸騰完成。
3.2控水灌溉對根系生長的影響
結合以上水稻不同階段的用水實際,加強水稻的控水灌溉對根系生長及產量的提升非常重要。以江蘇南部某地區(qū)種植的“鹽粳5號”、“連粳7號”、“常優(yōu)99-1” 實驗為例,從多個方面與常規(guī)用水管理相比,說明控水灌溉對水稻根系生長的重要性。
3.2.1保持根系活力 水稻根系對水分的反應非常敏感。對于分布在中下層的根系,間斷灌溉能讓冠根總數(shù)和分支根的數(shù)量增加,并且向土層各個方向伸長,根系在水分脅迫作用下,加大土壤通透性提高,增強含氧量,促進水稻根系的生育,使根系活力得到增強??厮喔饶軌蛘{節(jié)根系生長發(fā)育,使根系分布更加合理,利于植株保持較高的根系活力,從而保證了根系營養(yǎng)物質對地上部分的供應。
3.2.2提高秧苗成活率 短期淹水對水稻產量影響不大,但在關鍵生長期,如灌漿期對淹水最敏感,返育期淹水3~4天死苗率高達85%,乳熟期淹7天,鞏固率尚有60%,開花期淹7天,鞏固率只有5%,根據(jù)水稻的需水規(guī)律,在不同的生長發(fā)育階段進行科學合理的灌溉,栽秧水要淺,栽時不浮苗,栽后適當落水保持田面濕潤,利于定苗成活?!胞}粳5號”、“連粳7號”、“常優(yōu)99-1”實驗區(qū)中控水灌溉與常規(guī)用水相比,秧苗成活率綜合提升1.5%。
3.2.3促進插秧返青期過渡 水稻插秧期水層的深淺對插秧質量有直接影響,水層過深,會增加漂秧率,灌淺水層利于插秧進行,保證插秧質量。插秧后立即灌水可減輕葉面蒸發(fā),促進返青,為秧苗創(chuàng)造溫、濕度比較穩(wěn)定的環(huán)境,利于秧苗快速長出新生根。返青期的水層控制在2~3厘米淺水層,利于稻苗成長。
3.2.4促進生長期的發(fā)育 水稻營養(yǎng)生長階段,稻株生長、葉面的增長速度都加快,加之外界氣溫較高,光合作用增強,物質代謝旺盛,葉面蒸發(fā)達最高峰。對水分的需要量大大增加。為了滿足稻株需水要求,要加大供水量,一般于拔節(jié)后深灌6~7厘米,利于促進快速拔節(jié)、增加莖粗、盡早出穗及粒數(shù)增多。endprint
3.2.5提升稻粒飽滿度 研究表明:拔節(jié)孕穗期的控水灌溉能夠較好地促進營養(yǎng)生長到生殖生長的轉變,水稻抽穗開花期光合作用強,新陳代謝旺盛,需水較多,這一時期約15天,灌水采取灌一次飽合水,如出現(xiàn)水分虧缺,會嚴重影響穗的性器官形成,造成稻穗粒數(shù)明顯減少,抽穗開花期缺水會影響后期稻粒的灌漿飽滿度,降低水稻的總產量?!胞}粳5號、連粳7號、常優(yōu)99-1”實驗區(qū)中控水灌溉與常規(guī)用水相比,稻粒飽滿度總提升率4.25%。
3.2.6利于提效增產 控水灌溉比深水灌溉供給土壤的氧氣要多些,利于土壤細菌和微生物活動,會促進根的呼吸功能,加強氮素向籽粒轉移,使水稻根系吸收土壤和肥料氮素的有效性增強,提高根系對養(yǎng)分的利用率。形成了水稻高產根系生長發(fā)育的土壤環(huán)境,稻穗實粒數(shù)和稻谷千粒重都有明顯增加,為水稻高產奠定基礎。鹽粳5號、連粳7號、常優(yōu)99-1品種在實驗區(qū)中控水灌溉與常規(guī)用水相比,產量提升8.95%。
3.2.7增加稻株的高度 減少灌溉水量對水稻株高有一定的抑制作用。研究表明:不同生育期,控制灌溉對水稻株高的抑制作用存在差異。拔節(jié)孕穗期控制灌溉作用明顯,采用控水灌溉技術可以控制和調節(jié)水稻生理需水,發(fā)揮水稻自身機能的調節(jié)作用和對缺水的生理適應性,改善光合作用過程,可促成稻株營養(yǎng)生長到生殖生長的生育期轉換,抑制稻株徒長,達到水稻培育理想株型。通過實驗,常規(guī)淹水灌溉栽培比控水灌溉栽培平均株高高7.8厘米,比極度節(jié)水灌溉栽培平均株高高13.9厘米。
3.2.8節(jié)約水資源 隨著我國人口增長和經濟快速發(fā)展,缺水已成為我國面臨的最嚴重的戰(zhàn)略問題之一,嚴重制約了農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展。同時由于近年來的氣候變化,導致我國部分產稻區(qū)的降水量日趨減少,個別地區(qū)灌溉水出現(xiàn)短缺的問題,實施控水灌溉既促進水稻的成長,又節(jié)約了水資源。
通過對鹽粳5號、連粳7號、常優(yōu)99-1品種進行控水灌溉與常規(guī)用水試驗,從成活率、每穗粒數(shù)、結實情況、千粒重、產量、節(jié)水方面進行研究分析,結果表明控水灌溉與常規(guī)用水相比均有提升。
4結語
根系在水稻成長中起至關重要的作用,控水灌溉對根系的分布、活力的激活、功能的發(fā)揮等起到較好的促進作用,同時對水稻定苗、開花、抽穗、飽滿度等諸多方面,有著不可忽視的作用,還降低了灌溉水的投入,解決部分地區(qū)水資源缺乏的問題,不失為科學高效之舉。
參考文獻
[1]魏雪嬌,吳建富.水稻根系生長與產量形成的關系及根系生長調控途徑研究進展[J].安徽農業(yè)科學,2007,(36).
[2]徐芬芬,曾曉春,石慶華,葉利民.不同灌溉方式對水稻根系生長的影響[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究,2007,(01).
[3]劉桃菊,戚昌瀚,唐建軍.水稻根系建成與產量及其構成關系的研究[J].中國農業(yè)科學,2002,(11).
作者簡介:黎光繼,中專學歷,鐘山縣鐘山鎮(zhèn)農業(yè)服務中心,助理農藝師,研究方向:植物栽培、土肥、農產品檢測。endprint