不同栽培方式对免耕水稻茎鞘物质转运与抗倒伏的研究解析

开题报告 不同栽培方式对免耕水稻茎鞘物质转运与抗倒伏的研究 杨志远

指导教师： 马均 教授 学科专业：作物栽培学与耕作学

2011年3月 16

目录 1文献综述 ........................................................................................................................................... 2 1.1国内外免耕栽培技术的研究与进展 ........................................................................................ 2 1.1.1 免耕对土壤理化性质的影响 ............................................................................................. 3 1.1.2 免耕对水稻植株生长和群体结构的影响 ......................................................................... 4 1.1.3 免耕对水稻生理特性的影响 ............................................................................................. 5 1.1.4免耕对水稻根系的影响 ...................................................................................................... 6 1.1.5 免耕对水稻产量的影响 ..................................................................................................... 6 1.2国内外水稻栽培方式的研究与进展 ........................................................................................ 7 1.1.1 不同栽培方式对水稻植株生长和群体结构的影响 ......................................................... 8 1.1.2 不同栽培方式对水稻生理特性的影响 ............................................................................. 9 1.1.3不同栽培方式对水稻根系的影响 .................................................................................... 10 1.1.4 不同栽培方式对水稻茎鞘物质积累与转运的影响 ....................................................... 10 1.1.4 不同栽培方式对水稻产量的影响 ................................................................................... 11 1.1.4 不同栽培方式对水稻抗倒伏能力的影响 ....................................................................... 12 2 研究目的与意义 ............................................................................................................................. 13 3 研究方案 ......................................................................................................................................... 14 3.1 材料与方法 .............................................................................................................................. 14 3.2 调查测定项目 .......................................................................................................................... 15 4 预期结果 ......................................................................................................................................... 18 5 创新之处 ......................................................................................................................................... 18 6 经费概算 ......................................................................................................................................... 18 参考文献 ............................................................................................................................................ 18 16

1 文献综述 1.1 国内外免耕栽培技术的研究与发展 免耕法指作物播种或移栽前，不用犁或拖拉机翻耕，以耙或旋耕机或开沟犁代整土地亦或人工起垄直接在茬地上播种或移栽，或撬窝栽秧，采取化学除草或生物防草的一种耕作方法。这种新的耕作方法的具体步骤各国都不尽相同，称呼也不一样，有的叫免耕法（no-tillage），有的叫最少耕作法（reduced-tillage）、零耕法（zero-tillage），也有的叫直接播种法（direct drilling）、保护耕作法（reserved-tillage）、留茬播种法（stubble mulch-ing）等[1,2]。国际上现在按作业量的多少划分为少耕法和免耕法两大类，少耕法是指将连年翻耕改为隔1~3年翻耕一次，降低耕作频率。免耕法则是在少耕法基础上进一步降低耕作频率。 免耕是一种保护性耕作方式，它可以改善土壤结构，减少水土流失，保护土壤，减少地面水分蒸发，更充分的利用水分[3,4]；减少劳动力、机械设备和能源的投入，减少甲烷等温室气体的排放；达到农业高效、低碳、环保的目的[5]。 美国是世界上最早进行免耕栽培研究的国家，这与20世纪30年代席卷美国的黑风暴带来的警示密不可分。50年代，机械化免耕技术逐步完善。60年代免耕播种机械和除草剂的研制成功极大地推动了免耕技术的发展应用。美国应用免耕技术的耕地面积占总耕地面积从1963年的不足1%发展到2002年的60%，达到6769万公顷，基本接近适宜区域总面积，除了收获时必须翻耕土壤的马铃薯、甜菜以及无法保留秸秆覆盖的蔬菜等作物之外，所有的谷物生产都采用了免耕技术。加拿大从60年代开始引进、试验免耕技术，70～80年代研制成功配套机具和除草剂，1985年，开始在三个农业省大面积推广，截止2002年，免耕技术应用面积达到1300万公顷，占全国耕地的30％。巴西与1971年引进并试验成功免耕技术，由于缺少免耕播种机具，4年多的时间应用面积不足1000公顷。1975年开发成功免耕播种机后，应用面积逐步扩大，1985年达到40万公顷，1995年达到650万公顷，2002年达到1700多万公顷，17年的时间内，免耕技术应用面积增加40多倍，是世界上免耕技术应用面积增长最快的国家，截止2004年，巴西免耕技术应用面积达2310万公顷，占全国耕地总面积的近60％[6]。澳大利亚是在土壤翻耕造成水土流 16

失严重、导致土层快速变浅的情况下，从20世纪70年代开始免耕技术试验，80年代开始大规模推广。澳大利亚谷物研究和发展委员会的调查报告显示，澳大利亚已经完全取消铧式犁，在1996～2002年间，免耕技术应用面积由60％增加到73％。据澳大利亚粮食研究与发展中心介绍，澳大利亚近20年粮食产量增加一倍，其中免耕技术的贡献率在40％以上。欧洲免耕技术研究和应用起步较晚，但发展速度很快，英国由于气候湿润，发展免耕技术的目的在于协调两茬作物的生长时间矛盾，提高产量和效益，研究应用比较成功的免耕作物是冬小麦和油菜。水稻免耕栽培研究晚于旱作作物，日本最早将免耕法应用于水稻栽培当中进行研究[7]。由于水稻产区以亚洲为主，因此水稻免耕栽培研究多集中在亚洲国家，如印度、日本、菲律宾等[3,8,9]。 我国水稻免耕栽培始于20世纪60年代，到了70年代末，候光炯先生首创“水田免耕理论”，获得极大成功[10]。80到90年代，谢德体和杜金泉分别对水田生态系统和免耕高产栽培体系进行深入研究[11]，至此，半旱式垄作自然免耕理论与技术完善实用，成为南方地区免耕水稻的主要种植方式，成为开发冬水田，改良冷、阴、烂、锈田的一项重要措施。同时期，北方新疆的少免耕直播，长江中下游地区晚稻的旋耕直插都是应用比较广泛的水稻种植方式。近年来，各种各样的栽培技术蓬勃发展，水稻免耕技术也随之演化推进，出现了免耕移栽、免耕抛秧、免耕直播等新模式[12-14]。由于免耕能有效保持水土，节能减排，节省劳动力，提高经济效益，目前南方广大稻区掀起研究推广热潮，广东、广西、四川、江西等省区更是走在全国前列，其中四川平原丘陵地区研究推广板田直插及撬窝免耕稻，在节约劳力，保持水土，维护土壤表层结构方面效果显著。 1.1.1 免耕对土壤理化性质的影响 土壤团聚体是土壤结构的基本单位，由土壤胶结成粒状或小团块状，大体呈球形，这种结构在表土中出现具有良好的物理性状，是肥沃土壤的结构形态，具有水稳性、力稳性和气稳性，直径一般在0.25mm~10mm之间，＜0.25mm的称为微团聚体，＞0.25mm的称为团粒结构体，团粒结构是土壤中最好的结构体，其数量与土壤的肥力状况呈正相关[15-17]。杨如萍等研究指出在不同的耕作方式下，土壤中＞0.25mm和＞0.5mm的团聚体含量以及水稳团聚体的含量均是免耕覆盖＞免耕＞传统翻耕[18]。这表明免耕覆盖和免耕处理可以显著增加土壤中团粒结构的含量，有利于保持土壤结构的稳定，维持较高的肥