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杂交稻与常规稻对钾的需求和利用效率研究

作　者: 胡泓
导　师: 王光火；C.WITT；黄昌勇
学　校: 浙江大学
专　业: 土壤学
关键词: 常规稻效率研究杂交稻利用效率幼穗分化期施钾效果钾肥试验土壤供钾能力水稻氮晚稻
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

钾是作物生长必须元素之一，我国南方水稻土中相当普遍地存在缺钾现象并在一定程度上限制了水稻生长，合理施用钾肥是解决这个问题的主要途径之一。在浙江省金华市，通过一系列田间钾肥试验，研究了杂交稻和常规稻对养分的吸收和养分内部利用效率（1997-2000，长期钾肥定位试验）；在不同施钾处理条件下，生育期内水稻对氮和钾的吸收、利用效率的动态特征（2001，晚稻）；在长期定位钾肥试验的基础上，不同钾胁迫条件下，水稻对氮、磷和钾的吸收和利用效率以及土壤有效氮、磷、钾养分的动态变化（2002，晚稻）。主要研究结果总结如下： 1．对缺钾土壤施用钾肥使水稻产量显著增加。在长期钾肥试验中，早稻期间施钾处理水稻产量平均高出不施钾处理13.9％；晚稻期间平均高出16.8％。在2002年晚稻试验的钾胁迫条件下，施入钾肥后，长期不施肥（CK）和施入氮磷肥（NP）处理条件下增产幅度分别达到12.6％和19.8％。施钾处理下水稻每平方米穗数、每穗实粒数和千粒重均大于不施钾处理，其中，每平方米穗数的增加对增产的贡献率最大，千粒重的增加对增产的贡献率最小。 2．钾肥的施入使得水稻的钾吸收量和钾内部利用效率发生显著变化。在长期试验中，早稻期间施钾处理中水稻平均钾吸收量高出不施钾处理62.3％，钾内部利用效率低于不施钾处理32.5％；晚稻期间施钾处理中水稻平均钾吸收量高出不施钾处理74.8％，钾内部利用效率低于不施钾处理29.1％。2002年晚稻试验中，在长期不施肥（CK）和施入氮磷肥（NP）即钾胁迫条件施入钾肥后，水稻钾吸收量分别增加了68.9％和84.2％，而钾内部利用效率分别降低31.3％和35.9％，达到统计上极其显著的水平（p＜1％）。 3．水稻的施钾效果受土壤供钾能力的影响很大，QUEFTS模型的运用可对施钾效果及水稻养分利用效率给予正确评价。2001年晚稻试验中，不施钾处理钾内部利用效率为47kgkg^-1，施钾效果不明显，反映出土壤供钾能力比较强。在2002年晚稻试验中，各钾胁迫条件下水稻钾内部利用效率均大于85kg kg^-1，故施钾后的效果十分显著。可以将QUEFTS模型中最佳产量—养分吸收曲线上的钾内部利用效率值69kg kg^-1作为临界值以判断在田间条件下施钾是否有效，既当水稻钾内部利用效率大于69kg kg^-1时施钾有效，而低于该值时，施钾效果不明显。利用QUEFTS模型研究水稻氮、磷、钾内部利用效率发现，施钾处理较不施钾处理水稻氮、磷、钾养分的内部利用效率更靠近各自的最佳值(YN=68 kg kg^-1，YP=385kg kg^-1，YK=69kg kg^-1)。从这个角度看，合理平衡施肥是提高氮、磷和钾养分内部利用效率、提高产量的一个有效途径。 4．在生育期内，各发育阶段水稻对钾的积累量和和钾内部利用效率不同。2001 年晚稻试验中，幼穗分化期到抽穗期水稻钾积累量占总吸收量的41．2—49刀％；2002年晚稻试验中，幼穗分化期一抽穗期钾的积累量占总积累量的46．5—56．8％，而移栽一分禁中期水稻钾的积累量占总积累量的 29．3—36．1％；分素中期一幼穗分化期占 11．4—15．6％。幼穗分化开始一抽穗阶段是水稻对钾的吸收最旺盛时期。在整个生育期内水稻钾干物质产量内部利用效率呈现先小幅度下降、然后大幅度上升的变化趋势，其中，从幼穗分化期十10天到抽穗期开始是大幅度上升时期。 5．水稻的钾内部利用效率不仅反映了水稻利用养分的状况，同时也反映了养分在水稻体内的分布特点。2002年晚稻试验表明，钾内部利用效率同收获指数也存在显著关正相关（R‘二0．354＊＊），表明稻谷千物质积累同养分内部利用效率存在必然联系；与钾内部利用效率关系最密切的是钾收获指数，其相关系数最为显著（R‘二0．5918＊＊＊）。因此水稻养分内部利用效率也是反映水稻养分积累特征的一个十分重要的指标之一。 6．钾促进了水稻的光合作用和光合作用产物的输送，在本试验条件下，钾肥的施入对水稻氮、磷吸收以及氮内部利用效率产生影响，其变化幅度因季节、水稻品种、土壤养分状况不同而有所差异。长期试验中，早稻期间，施钾处理水稻氮、磷平均吸收总量高出对照9，1％和17．5％；晚稻期间，氮、磷平均吸收总量高出5．2％和7．4％；氮、磷收获指数高出对照5％，氮的内部利用效率显著增加中＜o．5％)。2002晚稻试验中，施钾处理条件下（CK＋K、NP＋P和 NPK）秀水 11的氮吸收总量比不施钾条件（CK、NP和 NPK－K）分别增加 12石％、3．7％和 8．9％，磷吸收总量分别增加 16．9％、2．8％和 6．9％；协优 46氮总吸收量分别增加 22．4％、22刀％和 23．8％，磷总吸收量分别增加 22．1％、23．4％和 43刀％，其中，NP＋K处理条件下水稻的氮的内部利用效率较对照处理（NP）提高7．2％。 7 在不同的土壤钾素状况，不同品种水稻对钾肥的反应存在一定差异。在水稻施钾增产方面，杂交稻高于常规稻，长期试验中，杂交稻平均增产幅度为16刀一18月％，常规稻为13．4—15．8％；2002年晚稻试验中，杂交稻协优46的增产幅度为25．1％，而常规稻秀水11为18．3％。在对钾的吸收方面，长期试验和 2002年晚稻试?

全文目录

目录  5-8
论文摘要  8-11
第1章研究背景以及文献综述  11-27
  1.1 研究背景  11-15
    1.1.1 世界将来对粮食的需求与化肥使用  11-12
    1.1.2 钾在水稻生长中的生理、生化作用  12-14
    1.1.3 我国钾肥资源和利用现况  14-15
  1.2 水稻对钾的吸收和利用研究进展  15-20
    1.2.1 水稻不同品种(基因型)对钾的吸收、利用率差异  15-17
    1.2.2 植物矿质养分利用率以及QUEFTS模型在评价水稻养分利用率的运用  17-20
  1.3 水稻对钾的吸收积累动态  20-21
  1.4 水稻施钾技术研究进展  21-22
  1.5 稻田土壤中K~+动态平衡以及反映土壤供钾能力的测试方法  22
  1.6 反映稻田钾养分状况和供钾能力的测试方法  22-27
    1.6.1 反映土壤钾供应能力的比较常见的测试方法  22-24
    1.6.2 阳离子交换树脂的发展历史以及在土壤钾测试中的运用  24-25
    1.6.3 树脂球在水稻土养分测试中的运用和研究进展  25-27
第2章长期田间试验中钾肥对杂交水稻养分积累以及养分利用效率的影响  27-35
  2.1 材料与方法  27-28
  2.2 结果与分析  28-33
    2.2.1 施钾肥对产量和产量组成的影响  28-30
    2.2.2 水稻氮磷钾养分积累与分配特点  30-31
    2.2.3 水稻氮磷钾养分内部利用效率  31-32
    2.2.4 土壤钾状况年际动态变化  32-33
  2.3 讨论  33-34
  2.4 结论  34-35
第3章常规稻与杂交稻对钾的吸收和利用效率动态研究  35-54
  3.1 研究目的  35
  3.2 材料和方法  35-37
  3.3 结果与分析  37-50
    3.3.1 稻谷产量和产量组成  37-38
    3.3.2 生长期内水稻不同器官干物质积累量变化特征  38-39
    3.3.3 水稻氮和钾的积累总量与养分内部利用效率  39-43
      3.3.3.1 水稻氮和钾积累总量  39-40
      3.3.3.2 水稻氮钾的内部利用效率  40-41
      3.3.3.3 使用QUEFTS模型对水稻氮、钾养分利用状况评价  41-43
    3.3.4 不同生育期中水稻不同营养器官的氮浓度和钾浓度的动态变化特点  43-44
    3.3.5 水稻不同生育期氮、钾的积累及其干物质产量内部利用效率  44-50
      3.3.5.1 不同生育期水稻对氮的吸收特点以及利用效率  44-47
      3.3.5.2 不同生育期水稻对钾的吸收特点以及利用效率  47-50
  3.4 讨论  50-53
    3.4.1 养分利用内部利用效率  50-51
    3.4.2 水稻氮和钾的积累、分配和转运特征  51-53
  3.5 结论  53-54
第4章施钾对长期定位试验中常规稻和杂交稻的钾吸收和利用效率研究  54-91
  4.1 研究目的  54
  4.2 材料和方法  54-56
  4.3 结果与分析  56-79
    4.3.1 稻谷产量及其水稻对氮磷钾养分的吸收  56-59
    4.3.2 水稻氮磷钾养分的收获指数  59-60
    4.3.3 施钾对水稻产量组成的影响  60-62
    4.3.4 水稻氮磷钾养分的内部利用效率  62-64
    4.3.5 生长期内水稻氮磷钾的吸收特征  64-69
      4.3.5.1 水稻在不同生育期对氮的吸收特点  65-67
      4.3.5.2 水稻在不同生育期对磷的吸收特点  67-68
      4.3.5.3 水稻在不同生育期对钾的吸收特点  68-69
    4.3.6 水稻生长期内土壤速效钾含量的动态变化  69-72
    4.3.7 2002年晚稻土壤养分供应能力动态研究  72-79
      4.3.7.1 树脂球(埋置1天)养分吸附量  72-75
      4.3.7.2 树脂球(埋置7天)养分吸附量  75-77
      4.3.7.3 树脂养分吸收量同水稻对养分吸收量的关系  77-79
  4.4 讨论  79-89
    4.4.1 利用QUEFTS模型评价水稻对养分的吸收利用  79-83
    4.4.2 钾肥对各产量组成的影响  83-85
    4.4.3 不同品种水稻氮、磷、钾的吸收量对施钾反应的差异  85-87
    4.4.4 水稻养分内部利用效率及其同养分收获指数和收获指数之间关系  87-89
  4.5 结论  89-91
英文摘要  91-95
参考文献  95-104

杂交稻与常规稻对钾的需求和利用效率研究

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