贺帆不同氮肥水平对水稻冠层小气候和群体健康的影响

不同氮肥水平对水稻冠层小气候和群体健康的影响

贺帆

(河南农业大学烟草学院,河南郑州450002)

摘要 [目的]研究不同N 肥水平对水稻冠层小气候和群体健康的影响,为研究水稻群体的生产潜力和构建水稻健康群体提供依据。[方法]利用Sunscan 冠层分析系统研究不同施N 条件下形成的水稻群体结构性状对水稻冠层温度、相对湿度和透光率及纹枯病的影响。[结果]群体叶面积指数、株高和茎蘖数对冠层增湿、降温和遮光有极显著效应。冠层昼温、冠层昼湿与LA I 和茎蘖数,透光率与茎蘖数和株高均存在极显著的回归关系。在齐穗开花期,单位叶面积指数的冠层昼温下降效应和昼湿增加效应至少分别为0.87e 和

2.5%;1m 2增加100株茎蘖可使冠层昼温至少下降1.23e ,昼湿至少增加

3.3%;每10c m 株高和1m 2

100株茎蘖的遮光效应分别为9.3%和7.8%。[结论]冠层昼温降低、冠层昼湿增加和透光率减少导致纹枯病病情指数极显著升高,由高N 大群体生成的昼夜变幅小而稳定的冠层小气候将导致水稻群体健康状况的恶化,适度控制群体的空间发展是建立水稻健康群体的重要基础。关键词 水稻;N 肥水平;冠层小气候;群体结构;纹枯病

中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)05-02285-03

E ffects of N Rates on Ca nopyM icroc li m ate a nd Co mmun ity H ealth i n Irri gated R ice HE Fan (Coll ege of Tobacco Sc i ence ,H enan Agr i cu lt ura lUniversit y ,Zhengz hou ,H enan 450002)Abstract [Ob j ective]The a m i was to study e ffects ofN rates on rice canopy m icroclm i ate and co mmun i ty hea lt h and prov i de a scientifi c ba -si s for st udy on the producti on po tential o f rice communit y and est ablis h m ent o fhealt hy r i ce .[M et hod]By usi ng Sunscan canopy analysis s ys -te m,effects of rice co mmunity struct ure tra it s under different N rates on r i ce canopy te mperat ure ,re l ati ve hu m i dity(R H ),li ght trans m ittance and s heat h bli ght were st udi ed .[Result]The results showed that LA I ,pl ant he i ght and till er nu mber have si gnifi cant effects on canopy coo-l i ng ,RH enhanc i ng ,and li ght reduc i ng .Extre me l y si gnificantmulti pl e li near regression rel a ti ons hi ps existed a m ong canopy day te mperat ure ,day RH,LA I and tiller nu mber ,and a mong li ght trans m ittance ,till er nu mber and pl ant he i gh.t A t fl oweri ng stage ,per unit LA I cou l d res ult i n a day -max m i u m-te mperature (Tm ax)deceasi ng of 0.87e and a day -m i n m i u m -RH (RHm i n)enhanc i ng o f 2.5%w ithi n canopy .Sm i ilarl y ,100pl ants per ㎡could respecti vely cause a Tmax deceasi ng o f 1.23e and a RHm i n enhanci ng of 3.3%i n rice canopy .A nd per 10c m pl ant he i ght and 100pl ants per ㎡cou l d respecti vely reduce 9.3and 7.8%of light i n canopy .[Conclusi on]Sheat h blight disease i ndex si g -n ificantl y enhanced as t he canopy day te mperat ure decreased ,day RH i ncreased and li ght trans m ittance reduced .B i gger canopy f ro m hi gher n-i trogen leve l trea t m ent leads t o a m ore stable canopy m icroclm i a tew i th little changes i n te mperat ure and RH dur i ng day and n i gh,t which has t he risk of worseni ng canopy health .Thus ,moderatel y contro lling t he s pace deve l op ment of canopy is t he basis of constructing healt hy canopy i n rice .

K ey words R ice ;N rates ;Canopy m icroclm i ate ;Co mmunity struct ure ;Sheath bli ght

基金项目 国家自然科学基金海外杰出基金项目(30528005);国际水

稻研究所(I RRI )RTOP 项目;国家粮食丰产工程项目(2004BA520A12);农业部/9480引进项目(2003-Z53)。

作者简介 贺帆(1975-),男,湖南常宁人,博士,讲师,从事作物生理

生态研究。

收稿日期 2009-10-20

水稻群体结构的好坏直接影响到群体生产潜力的发挥[1]

。在不同生育时期,水稻栽培群体可以用群体内个体数量(茎蘖数)、群体高度(株高)、群体叶面积指数等性状进行三维或多维直观描述。不同栽培方式导致小气候环境差异[2-4]的研究结果表明,株高、茎蘖数、叶面积指数等构成的三维或多维空间是形成作物田间小气候(温、光、湿、CO 2等)环境的主导因素,从而对水稻的光合、呼吸与物质转运以及空间内其他种生物的生存与发展产生影响。许多研究[5-7]

已表明,多种病虫害如稻瘟病、纹枯病、稻纵卷虫螟等的发生发展与稻田小气候环境密切相关。水稻群体空间结构的调控也直接关系到高产栽培体系的建立[8]

。笔者以不同N 肥水平和品种构建的群体为材料,研究水稻群体三维结构对田间冠层小气候的影响,以期为研究水稻群体的生产潜力和构建水稻健康群体提供依据。1 材料与方法

1.1 群体构建 试验于2006年冬季在国际水稻所(I RRI)进行。1月2日播种,1月16日插秧,每穴4苗。裂区设计,4次重复,以N 肥为主区,品种为副区。所有小区均施P 、K 、Zn 分别为30、40、10kg /h m 2

。N 肥设4个水平:N 1(不施)、N 2(75kg /h m 2

)、N3(145kg/hm 2

)、N4(215kg/h m 2

),分基肥(插

秧前1d)、分蘖中期(MT )、幼穗分化期(PI)、抽穗期(FL)4次施入;4个品种:I R72(V1)和PSBRC52(V 2)为常规品种,M estizo(V3)和I R75217H (V4)为杂交组合。由品种和N 肥

处理构成16个水稻群体。

1.2 取样与群体结构性状测定 于MT 、PI 、FL 、F L 14(抽穗开花后第14天)4个生长时期在各小区取样,每次每小区取样12蔸,洗净带回室内,测量叶面积、株高,数计茎蘖数,然后去根,分摘茎鞘、叶片和穗,于70e 烘干7d ,分别称干物重。叶面积测定采用L icr o -3100叶面积仪,每小区样品测量

2000c m 2

,然后用比叶重法计算叶面积和群体叶面积指数(L A I)。

1.3 田间小气候观测与计算 于插秧后10d 在水稻冠层上部1.5m 处和第2、第4重复的各小区中心行距水面20c m 处放置HOBO H 8Pro 温湿度自记录仪(HOBO Pr o Te m p /RH I S lo gger),对群体温度和相对湿度进行定点非破坏性测定,放置前设定每10m i n 记录1次,即每天有144次的温度和相对湿度记录,成熟期取回,用数据线读出记录数据,用于计算日平均温度、平均相对湿度、日最低温度、最低相对湿度、最高温度、最高相对湿度和冠层内外的温度差、相对湿度差。另外,于PI 、F L 2时期,采用Sunsca n 冠层分析系统,在中午(11:00~13:00)同时测定各小区冠层上部和基部的光照强度,计算冠层透光率。

1.4 群体健康测定 采用纹枯病接种鉴定间接确定群体的健康程度。在PI 期以培养的纹枯病菌(R.S olan i)按文献[6]方法,在每小区连续接种稻株80蔸发病。于齐穗期

安徽农业科学,Jou r n al ofAnhu iAgr.i Sc.i 2010,38(5):2285-2287,2338责任编辑 陈秀晨 责任校对 卢瑶