CN112666093B - 一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，属于农业技术领域，本发明依据土壤水分、稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值与产量协同高效的量化关系，在水稻分蘖期、拔节期、穗发育期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期，依据叶色比值确定节水灌溉的适宜土壤落干程度，以此指导灌溉，实现了水稻产量、水分利用效率和氮肥利用效率的协同提高。本发明与常规灌溉方法相比，应用“依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法”的水稻产量、灌溉水生产力和氮素产谷利用率可分别提高10.41%～11.07%、44.6%～49.3%和10.63%～12.10%。

Description

一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法
技术领域
本发明属于农业技术领域，涉及一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，具体的说是涉及一种用于水稻移栽后的水分管理，使水、氮与产量的效应协同耦合，实现水稻产量、水分利用效率和氮肥利用效率协同提高的方法。
背景技术
二十一世纪的全球农业面临两大挑战：一是为满足人口的增长需要不断增加粮食产量，二是在不断增加粮食产量的同时需要应对水资源的日益减少。水稻是世界上最主要的粮食作物之一，约为30亿人口提供了35％～60％的饮食热量。持续提高单位面积产量始终是水稻生产永恒的主题。在另一方面，水资源紧缺是一个全球性问题，缺水受旱已成为全世界限制作物产量的最主要非生物逆境因素。中国是水资源十分紧缺的国家，是世界上13个贫水国之一，人均径流量不足2700m3，相当于世界平均水平的1/4，且水资源的时空分布很不均匀，缺水已成为我国农业生产特别是水稻的限制因素。即使在我国雨水较多的南方，季节性干旱频繁发生，每年水稻受旱面积约700万公顷。为减轻水资源紧缺对水稻生产的威胁，国内外稻作科技工作者创建了多种节水灌溉技术。其中，干湿交替灌溉是目前生产中应用最广泛的一种节水灌溉方式，在中国和东亚的国家得到较好的应用，取得了明显的节水效果。所谓干湿交替灌溉，是指在水稻生育过程中，在一段时间里保持水层，自然落干至土壤不严重干裂时再灌水，再落干，再灌水，如此循环。多数研究表明，与水层灌溉相比，采用干湿交替灌溉技术可以显著节约用水，但会不同程度地降低水稻产量。如何实现水稻产量与水分利用效率的协同提高？这是水稻生产上急待解决的重大技术问题。
除水分以外，氮素是水稻生产中的另一个关键因子，也是水稻生产成本投入的重要部分。水分和氮素对水稻产量的形成既互相促进，又互为制约。只有水分和氮肥供应合理匹配，才会产生相互促进机制，实现作物产量、水分与氮肥利用效率的协同提高。但如何实现水、氮对产量的协同互作效应，实现水、氮与水稻产量的协同高效，这是水稻生产上需要解决的另一个重大技术问题。
以往虽对水稻灌溉技术、氮肥施用技术进行了研究，建立了一些高产节水、节氮技术或方法，例如：控制低限土壤水分的节水灌溉技术，水氮实地氮肥管理技术，依据水稻叶色相对值追施氮肥的方法，依据土壤水势和水稻品种类型追施氮肥的技术等等。但这些技术或方法均是依据水稻的需水特性或需氮特性，没有考虑水、氮对产量的耦合协同效应；以往一些研究虽然考虑到水氮对水稻产量的互作效应，但没有建立水氮互作的精确调控技术，难以实现水稻产量、水分利用效率和氮肥利用效率的协同提高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，通过依据稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值，在水稻分蘖期、拔节期、穗发育期、抽穗开花期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期确定节水灌溉中适宜土壤落干程度的土壤水势指标，以此指导灌溉，可解决水分供应与稻株氮素状况不匹配，水、氮与产量效应不协同，产量与水氮利用效率不能协同提高的问题。
本发明的技术方案是：一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，其特征在于：依据不同生育期稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值、土壤水势与产量协同高效的量化关系，在水稻分蘖期、拔节期、穗发育期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期，依据叶色比值确定适宜土壤落干程度的土壤水势指标，具体如下：
(1)分蘖期
(1-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＞0.98，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(1-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.98、＞0.97，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(1-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.97、＞0.96，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(1-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.96、＞0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(1-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa；
(2)拔节期
(2-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.91，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(2-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.91、＜0.92，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(2-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.92、＜0.93，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(2-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.93、＜0.94，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(2-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.94、＜0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa；
(2-6)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-25kPa、＞-30kPa；
(3)幼穗发育期
(3-1)粳稻品种：
(3-1-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.89，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(3-1-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89、＜0.90，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(3-1-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.90、＜0.91，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(3-1-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.91，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(3-2)籼稻品种：
(3-2-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＞0.91，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(3-2-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.91、＞0.90，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(3-2-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.90、＞0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(3-2-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(4)抽穗开花期
(4-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.88，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(4-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88、＜0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(4-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(5)灌浆前期
(5-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.87，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(5-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.87、＜0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(5-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88、＜0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(5-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(6)灌浆中期
(6-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.85，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(6-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.85、＜0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(6-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.86、＜0.87，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(6-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.87、＜0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(6-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa。
(7)灌浆后期
(7-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.82，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(7-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.82、＜0.83，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(7-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.83、＜0.84，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(7-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.84、＜0.85，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(7-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.85、＜0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa；
(7-6)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-25kPa、＞-30kPa。
所述分蘖期为移栽后7天至分蘖末期；所述拔节期为稻茎基部第1、第2伸长节间伸长期；所述幼穗发育期为雌雄蕊分化期至5％植株的稻穗抽出；所述抽穗开花期为＞5％植株的稻穗抽出至开花结束；所述灌浆前期为抽穗后7天至抽穗后14天；所述灌浆中期为抽穗后15天至抽穗后25天；所述灌浆后期为抽穗后26天至成熟。
所述分蘖期、拔节期、抽穗开花期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期的量化关系适用于所有籼、粳稻品种。
所述籼稻和粳稻，是指水稻中的籼亚种和粳亚种。
所述土壤水势为离地表15～20cm处的土壤水势。
本发明的有益效果为：本发明提出的一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，本发明依据土壤水分、稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值与产量协同高效的量化关系，在水稻分蘖期、拔节期、穗发育期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期，依据叶色比值确定节水灌溉的适宜土壤落干程度，以此指导灌溉，实现了水稻产量、水分利用效率和氮肥利用效率的协同提高。本发明与常规灌溉方法相比，应用“依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法”的水稻产量、灌溉水生产力和氮素产谷利用率可分别提高10.41％～11.07％、44.6％～49.3％和10.63％～12.10％。
具体实施方式
下面结合实施方式和实施例对本发明作进一步说明：
实施方式
在水稻移栽前的1天或当天，在田间安装土壤水分张力计。在安装时，以一直径相当于土壤水分张力计陶土头的钻孔器开孔到离地面20cm的深度，垂直插入土壤水分张力计，使得陶土头(长度为5cm)的上部离地面15cm，下部离地面20cm，并使陶土头和埋于土壤的张力计管与土壤紧密接触，然后将周围填土捣实(可参照产品说明书使用)。分别在分蘖期、拔节期、幼穗发育期、抽穗开花期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期观察土壤水分张力计上方表的读数值。在水稻移栽后的1～6天，田间保持1cm～2cm的浅水层。
在以下各生育期，当土壤落干程度至土壤水势值，田间灌水层1cm～2cm，再自然落干至土壤水势值，田间再灌水层1cm～2cm，再自然落干，如此循环。
在以下各生育期，用叶绿素快速测定仪测定稻茎上部第3完全展开叶和第2完全展开叶的叶色，根据第3完全展开叶叶色测定值/第2完全展开叶叶色测定值，计算得到稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值。
(1)分蘖期
(1-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＞0.98，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(1-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.98、＞0.97，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(1-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.97、＞0.96，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(1-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.96、＞0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(1-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa；
(2)拔节期
(2-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.91，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(2-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.91、＜0.92，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(2-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.92、＜0.93，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(2-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.93、＜0.94，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(2-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.94、＜0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa；
(2-6)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-25kPa、＞-30kPa；
(3)幼穗发育期
(3-1)粳稻品种：
(3-1-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.89，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(3-1-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89、＜0.90，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(3-1-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.90、＜0.91，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(3-1-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.91，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(3-2)籼稻品种：
(3-2-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＞0.91，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(3-2-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.91、＞0.90，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(3-2-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.90、＞0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(3-2-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(4)抽穗开花期
(4-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.88，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(4-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88、＜0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(4-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(5)灌浆前期
(5-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.87，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(5-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.87、＜0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(5-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88、＜0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(5-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(6)灌浆中期
(6-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.85，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(6-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.85、＜0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(6-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.86、＜0.87，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(6-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.87、＜0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(6-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa。
(7)灌浆后期
(7-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.82，土壤落干程度为土壤水势＞-5kPa；
(7-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.82、＜0.83，土壤落干程度为土壤水势≤-5kPa、＞-10kPa；
(7-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.83、＜0.84，土壤落干程度为土壤水势≤-10kPa、＞-15kPa；
(7-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.84、＜0.85，土壤落干程度为土壤水势≤-15kPa、＞-20kPa；
(7-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.85、＜0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-20kPa、＞-25kPa；
(7-6)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-25kPa、＞-30kPa。
本发明的技术方案可用表1表示。
表1一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法
Figure BDA0002837975160000111
Figure BDA0002837975160000121
土壤水势为离地表15～20cm处的土壤水势。
本发明中所述稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值，可用叶绿素快速测定仪测定稻茎上部第3完全展开叶和第2完全展开叶的叶色，然后根据：第3完全展开叶叶色测定值/第2完全展开叶叶色测定值，计算得到叶色比值。叶绿素快速测定仪在大多实验仪器公司均有销售。因稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值是植株上两叶之间的比较，故可消除品种间叶色的差异，解决了用叶色直接测定值作诊断指标因品种间差异大而难以应用的问题。
本发明中所述的土壤水势为离地表15cm～20cm处的土壤水势，可用土壤水分张力计(或称负压式土壤湿度计)测定。土壤水分张力计在国内有多家公司生产，选择一家公司产品即可。在相同土壤水势下，不论是砂土、壤土还是粘土，植物利用土壤水分的有效性基本一致。因此，同一土壤水势指标可用于各类型土壤。
本发明中所说的籼稻和粳稻，是指水稻分类中的籼亚种和粳亚种。
本发明所说的分蘖期、拔节期、幼穗发育期、抽穗开花期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期的划分或诊断方法，在《作物栽培学》教科书中的“水稻”一章均有详细介绍。
实施例
1.试验地栽培概况
于2018和2019年在扬州大学实验农场(江苏扬州)设置试验。试验地前茬作物为小麦，土壤质地为砂壤土，耕作层有机质含量为2.19％，有效氮102mg/kg，速效磷33.5mg/kg，速效钾62.4mg/kg。供试品种为淮稻5号(常规粳稻)和扬稻6号(常规籼稻)，种子购自扬州市种子公司，于5月22日播种，用育秧基质(江苏省淮安柴米河农业科技发展有限公司生产)在育秧盘中育秧，6月19日(秧龄18天、叶龄3.4)模拟手工机插，株行距11.7cm×30cm，每穴3苗。全生育期施用尿素(含氮量46％)折合成纯氮淮稻5号为200kg/hm2，扬稻6号为180kg/hm2，按基肥(移栽前1d):分蘖肥(移栽后7d):穗肥(叶龄余数2.0)＝4:2:4施用。在移栽前施过磷酸钙(含P2O5 13％)300kg/hm2。施氯化钾(含K2O 62％)180kg/hm2，按6:4分基肥和拔节肥(移栽后36～37d)2次使用。水稻生长期间按照当地高产栽培控制杂草和病虫害。两供试品种于8月25～27日抽穗，10月14～15日收获。
2.处理设置
处理设置为灌溉方式和品种两因素试验，以灌溉方式为主区，品种为裂区(小区)，随机区组排列，重复3次，小区面积为30m2。灌溉方式设置两个处理因素:(1)因叶色灌溉法：按照表1在各生育期依据稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值确定土壤落干程度(土壤水势)；(2)常规灌溉法：参照水稻生产上常规灌溉方法，即在分蘖末、拔节初排水搁田，收获前1周断水，其余时期田间保持2cm～3cm水层。各试验小区通过装自来水管道灌水，管道上安装水表检测灌水量。在因叶色灌溉法处理的小区内安装土壤水分张力计用于监测土壤水势。各小区之间筑埂，用塑料薄膜包裹并将地膜埋深至离地面50cm，以防小区间串水。各小区单独灌排。试验田安装可移动的遮雨设施，平时收起遮雨设施，遇到下雨时用遮雨设施挡雨。
3.测定
分别于分蘖期、穗发育期、抽穗开花期、灌浆中期各小区取5穴稻株，测定茎、叶和鞘中细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)和1-氨基环丙烷1-羧酸(ACC，乙烯合成前体)含量，测定叶片氮含量、光合速率和蒸腾速率及根系分泌物中的多胺(亚精胺+精胺)浓度；成熟期各小区取边行以内的10穴稻株测定产量构成因素和植株含氮量，各小区实收计产。
4.主要结果
与常规灌溉法(对照)相比，因叶色灌溉法的产量增加了10.41％～11.07％，灌溉水量减少了26.1％～35.9％，灌溉水生产力(产量/灌溉水量)和氮素产谷利用率(产量/成熟期地上部稻株氮累积量)分别增加了44.6％～49.3％和10.63％～12.10％(表2)。表明因叶色灌溉法可以协同提高水稻产量和水、氮利用效率。
因叶色灌溉法较常规灌溉法显著增加产量的原因，是该灌溉方法既能提高总颖花量，又能提高了结实率，而总颖花量的增加主要在于每穗颖花数的增多(表3)。采用因叶色灌溉法可以提高植株体内细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)与乙烯(1-氨基环丙烷1-羧酸)的比值，增加根系分泌物中多胺浓度，提高叶片光合速率与蒸腾速率的比值和叶片光合氮利用率(表4)。这是因叶色灌溉法协同提高水稻产量和水、氮利用效率的重要生理机制。
表2灌溉方法对水稻产量和水、氮利用效率的影响
Figure BDA0002837975160000151
常规灌溉法：目前生产上常用的高产灌溉方法；因叶色灌溉法：依据稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值确定土壤落干程度，详见表1；灌溉水生产力＝产量/灌溉水量；氮素产谷利用率＝产量/成熟期地上部稻株氮累积量；不同字母者表示在P＝0.05水平上差异显著；同栏、同年内比较。
表3灌溉方法对水稻产量构成因素的影响
Figure BDA0002837975160000152
常规灌溉法：目前生产上常用的高产灌溉方法；因叶色灌溉法：依据稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值确定土壤落干程度，详见表1；不同字母者表示在P＝0.05水平上差异显著；同栏、同年内比较。
表4灌溉方法对水稻一些生理性状的影响
Figure BDA0002837975160000153
Figure BDA0002837975160000161
常规灌溉法：目前生产上常用的高产灌溉方法；因叶色灌溉法：依据稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值确定土壤落干程度，详见表1；Z+ZR:玉米素+玉米素核苷；ACC:1-氨基环丙烷1-羧酸；叶片光合氮利用率＝叶片光合速率/叶片含氮量(g/m2)；表中数据为分蘖期、穗发育期、抽穗开花期和灌浆中期4次测定的平均值；不同字母者表示在P＝0.05水平上差异显著；同栏、同年内比较。

Claims (3)

1.一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，其特征在于：依据不同生育期稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值、土壤水势与产量协同高效的量化关系，在水稻分蘖期、拔节期、穗发育期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期，依据叶色比值确定适宜土壤落干程度的土壤水势指标，具体如下：
(1)分蘖期
(1-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＞0.98，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(1-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.98、＞0.97，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(1-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.97、＞0.96，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(1-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.96、＞0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-15 kPa、＞-20 kPa；
(1-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-20 kPa、＞-25 kPa；
(2)拔节期
(2-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.91，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(2-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.91、＜0.92，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(2-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.92、＜0.93，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(2-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.93、＜0.94，土壤落干程度为土壤水势≤-15 kPa、＞-20 kPa；
(2-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.94、＜0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-20 kPa、＞-25 kPa；
(2-6)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.95，土壤落干程度为土壤水势≤-25 kPa、＞-30 kPa；
(3)幼穗发育期
(3-1)粳稻品种：
(3-1-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.89，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(3-1-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89、＜0.90，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(3-1-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.90、＜0.91，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(3-1-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.91，土壤落干程度为土壤水势≤-15 kPa、＞-20 kPa；
(3-2)籼稻品种：
(3-2-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＞0.91，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(3-2-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.91、＞0.90，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(3-2-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.90、＞0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(3-2-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≤0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-15 kPa、＞-20 kPa；
(4)抽穗开花期
(4-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.88，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(4-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88、＜0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(4-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(5)灌浆前期
(5-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.87，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(5-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.87、＜0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(5-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88、＜0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(5-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.89，土壤落干程度为土壤水势≤-15 kPa、＞-20 kPa；
(6)灌浆中期
(6-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.85，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(6-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.85、＜0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(6-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.86、＜0.87，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(6-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.87、＜0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-15 kPa、＞-20 kPa；
(6-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.88，土壤落干程度为土壤水势≤-20 kPa、＞-25 kPa；
(7)灌浆后期
(7-1)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值＜0.82，土壤落干程度为土壤水势＞-5 kPa；
(7-2)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.82、＜0.83，土壤落干程度为土壤水势≤-5 kPa、＞-10 kPa；
(7-3)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.83、＜0.84，土壤落干程度为土壤水势≤-10 kPa、＞-15 kPa；
(7-4)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.84、＜0.85，土壤落干程度为土壤水势≤-15 kPa、＞-20 kPa；
(7-5)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.85、＜0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-20 kPa、＞-25 kPa；
(7-6)稻茎上部第3完全展开叶与第2完全展开叶的叶色比值≥0.86，土壤落干程度为土壤水势≤-25 kPa、＞-30 kPa；
所述分蘖期为移栽后7天至分蘖末期；所述拔节期为稻茎基部第1、第2伸长节间伸长期；所述幼穗发育期为雌雄蕊分化期至5%植株的稻穗抽出；所述抽穗开花期为＞5%植株的稻穗抽出至开花结束；所述灌浆前期为抽穗后7天至抽穗后14天；所述灌浆中期为抽穗后15天至抽穗后25天；所述灌浆后期为抽穗后26天至成熟；
所述土壤水势为离地表15～20 cm处的土壤水势。
2.根据权利要求1所述的一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，其特征在于：所述分蘖期、拔节期、抽穗开花期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期的量化关系适用于所有籼、粳稻品种。
3.根据权利要求2所述的一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法，其特征在于：所述籼稻和粳稻，是指水稻中的籼亚种和粳亚种。
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