水稻高产节水灌溉
作者：杨建昌，张建华
出版时间：2019年版
内容简介
《水稻高产节水灌溉》介绍了水稻产量与水分利用效率协同提高的节水灌溉理论与技术，重点阐述了以控制低限土壤水分为核心的水稻旱育壮秧水分管理、移栽水稻和直播水稻全生育期轻干湿交替灌溉、控制式畦沟灌溉、覆草旱种、花后适度土壤干旱等节水技术及水氮互作效应与互作模型，论述了各节水灌溉技术对产量、灌溉水生产力、稻米品质和稻田甲烷与氧化亚*排放的影响，从根系形态生理、地上部群体质量和籽粒灌浆等方面阐明了在节水灌溉条件下水稻高产与水分高效利用的机制。《水稻高产节水灌溉》所有图表数据均来自作者课题组的研究结果，许多数据是首次呈现。
目录
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前言
第1章 概论 1
1.1 水稻节水灌溉技术 1
1.1.1 控制灌溉 2
1.1.2 间隙灌溉 2
1.1.3 通气稻栽培 2
1.1.4 水稻强化栽培 3
1.1.5 覆盖旱种 3
1.1.6 饱和土壤灌溉 3
1.1.7 干湿交替灌溉 4
1.1.8 节水灌溉的指标 4
1.2 水稻高产节水灌溉技术及其生理基础 5
1.2.1 高产节水灌溉技术 5
1.2.2 高产节水灌溉技术的生理基础 7
1.3 节水灌溉对稻米品质和稻田温室气体排放的影响 11
1.3.1 稻米品质 11
1.3.2 稻田温室气体 12
参考文献 13
第2章 水稻旱育壮秧水分管理 21
2.1 旱育壮秧指标与需要补水的土壤水分指标 22
2.1.1 旱育壮秧指标 22
2.1.2 旱育壮秧需要补水的土壤水分指标 23
2.2 旱育壮秧的形态生理特征 25
2.3 旱育壮秧移栽后发根力、对土壤水分响应及产量表现 27
2.3.1 发根力 27
2.3.2 对土壤水分的响应 27
2.3.3 大田期无水层灌溉对旱育壮秧生长和产量的影响 29
2.3.4 灌溉水量和灌溉水生产力 32
参考文献 33
第3章 移栽水稻轻干湿交替灌溉 35
3.1 移栽水稻轻干湿交替灌溉的指标 35
3.1.1 各生育期土壤水分与产量的关系 35
3.1.2 轻干湿交替灌溉的指标 40
3.1.3 轻干湿交替灌溉对产量和灌溉水生产力的影响 43
3.2 轻干湿交替灌溉对水稻农艺生理性状的影响 44
3.2.1 群体特征、物质生产和籽粒灌浆 44
3.2.2 根系形态生理 49
3.2.3 内源激素 53
3.3 轻干湿交替灌溉对稻米品质的影响 62
3.3.1 加工、外观和蒸煮食味品质 62
3.3.2 营养和卫生品质 63
3.4 轻干湿交替灌溉对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响 66
3.4.1 甲烷排放 66
3.4.2 氧化亚氮排放 67
3.4.3 全球增温潜势和温室气体强度 68
参考文献 69
4.1 旱直播水稻轻干湿交替灌溉的指标 72
4.1.1 各生育期土壤水分与产量的关系 72
4.1.2 轻干湿交替灌溉的指标 72
4.1.3 轻干湿交替灌溉对产量和灌溉水生产力的影响 72
4.2 轻干湿交替灌溉对旱直播水稻农艺生理性状的影响 78
4.2.1 分蘖数、叶面积指数（LAI)和地上部干重 78
4.2.2 叶片光合速率、含氮量和光合氮素利用效率 80
4.2.3 同化物转运与收获指数 81
4.2.4 根干重、根系氧化力和根尖细胞器数目 83
4.3 轻干湿交替灌溉对旱直播水稻稻米品质的影响 86
4.4 轻干湿交替灌溉对直播水稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响 87
参考文献 89
第5章 轻干湿交替灌溉促进水稻弱势粒灌浆的机制 91
5.1 花后灌溉方式对强、弱势粒灌浆的影响 92
5.2 轻干湿交替灌溉对水稻籽粒和叶片蛋白质表达的影响 93
5.2.1 籽粒蛋白质表达 93
5.2.2 叶片蛋白质表达 98
5.3 轻干湿交替灌溉对籽粒蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性及其基因表达的影响 102
5.3.1 蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性 102
5.3.2 蔗糖-淀粉代谢途径关键酶基因表达 103
参考文献 107
第6章 控制式畦沟灌溉 111
6.1 控制式畦沟灌溉的指标和灌溉水量 111
6.2 控制式畦沟灌溉对产量和灌溉水生产力的影响 113
6.3 控制式畦沟灌溉对水稻农艺生理性状的影响 116
6.3.1 分蘖数、叶面积指数和粒叶比 116
6.3.2 叶片着生角度、群体透光率和叶片光合速率 118
6.3.3 地上部干重、群体生长速率和茎中同化物转运 118
6.3.4 根干重和根系氧化力 120
6.4 控制式畦沟灌溉对稻米品质的影响 121
6.5 控制式畦沟灌溉对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响 122
6.5.1 甲烷和氧化亚氮排放 122
6.5.2 全球增温潜势和温室气体强度 124
参考文献 125
第7章 覆草旱种 128
7.1 移栽水稻覆草旱种 129
7.1.1 栽培概况 129
7.1.2 产量和灌溉水生产力 129
7.1.3 稻米品质 131
7.1.4 水稻产量和米质在旱种方式间存在差异的原因 132
7.1.5 覆草旱种对移栽水稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响 137
7.2 移栽水稻覆草旱种对籽粒灌浆及内源ABA和乙烯水平的影响 138
7.2.1 籽粒灌浆速率 138
7.2.2 籽粒ABA含量和乙烯释放速率 139
7.2.3 化学调控物质的验证 142
7.3 直播水稻覆草旱种 145
7.3.1 栽培概况 145
7.3.2 产量和灌溉水生产力 146
7.3.3 稻米品质 147
7.3.4 覆草旱种取得高产优质和水分高效利用的原因分析 148
7.3.5 覆草旱种对直播水稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响 152
参考文献 153
第8章 花后适度土壤干旱 155
8.1 花后适度土壤干旱促进同化物向籽粒转运和籽粒灌浆 156
8.2 植物激素对同化物转运和籽粒灌浆的调控作用 159
8.2.1 ABA促进同化物向籽粒转运 159
8.2.2 ABA和乙烯相互作用调控籽粒灌浆 159
8.2.3 增大ABA与赤霉素（GAs)比值可以促进籽粒灌浆 163
8.2.4 多胺与乙烯相互作用调控水稻籽粒灌浆 165
8.3 促进同化物转运和籽粒灌浆的相关酶活性 170
8.3.1 花后适度土壤干旱增强稻茎中a-淀粉酶活性和蔗糖磷酸合成酶活化态 170
8.3.2 花后适度土壤干旱增强水稻籽粒蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性 172
8.3.3 ABA对茎和籽粒中糖代谢相关酶活性起重要调控作用 175
8.4 关于花后适度土壤干旱需要深入研究的几个问题 176
8.4.1 根系信号对适度土壤干旱的响应及其作用 176
8.4.2 氮素向籽粒转运的机制 176
8.4.3 减少水稻颖花/小花退化的调控途径及其机制 176
8.4.4 适度土壤干旱对水稻籽粒品质的影响及其机制 177
参考文献 177
第9章 水氮互作效应与互作模型 183
9.1 水氮互作效应 184
9.1.1 灌溉方式与施氮量的交互作用 184
9.1.2 灌溉方式与氮肥管理模式的互作效应 187
9.2 水氮互作的生物学基础 189
9.2.1 减少冗余生长 189
9.2.2 提高抽穗至成熟期的光合生产 189
9.2.3 促进根系生长 190
9.2.4 增加同化物转运 192
9.3 水氮互作模型 193
9.3.1 研究方法 193
9.3.2 主要结果 193
参考文献 197
图表目录
图1-1 水稻叶片气孔导度与蒸腾速率及光合速率的关系 8
图2-1 旱育秧地上部干重和根干重(a)、分蘖发生率(b)、地上部干重(c)及移栽后新根干重(d)与产量的关系 22
图2-2 不同叶龄期土壤水势对水稻汕优63(a~d)和镇稻88(e~h)旱育壮秧指标值的影响 24
图2-3 大田期不同生育阶段土壤水势对水稻旱育壮秧产量的影响 28
图2-4 水稻有效分蘖期单株根系氧化力(a)及叶片光合速率(b)与有效分蘖临界叶龄期茎蘖数的关系 31
图2-5 水稻灌浆期单株根系氧化力(a)及叶片光合速率(b)与结实率的关系 32
图3-1 水稻分蘖中期土壤含水量(a)、土壤埋水深度(b)和土壤水势(c)与产量的关系 37
图3-2 重干湿交替灌溉对不同类型水稻品种产量的影响 40
图3-3 用于测定土壤含水量的土壤水分测定仪(a)、观测土壤埋水深度的PVC管(b)和测定土壤水势的土壤水分张力计(c)41
图3-4 轻干湿交替灌溉对水稻叶片光合速率(a~d)和蒸腾速率(e~h)的影响 46
图3-5 轻干湿交替灌溉对水稻株高(a，b)和叶片着生角度(c，d)的影响 47
图3-6 轻干湿交替灌溉对水稻群体透光率的影响 47
图3-7 轻干湿交替灌溉对水稻地上部干重的影响 48
图3-8 轻干湿交替灌溉对稻茎中非结构性碳水化合物(NSC)转运量(a)和转运率(b)的影响 49
图3-9 轻干湿交替灌溉对水稻根干重(a~d)和根冠比(e~h)的影响 50
图3-10 轻干湿交替灌溉对水稻根长度(a~d)和根直径(e~h)的影响 51
图3-11 轻干湿交替灌溉对水稻根系氧化力的影响 52
图3-12 轻干湿交替灌溉对水稻根系总吸收面积(a~d)和活跃吸收面积(e~h)的影响 53
图3-13 轻干湿交替灌溉对水稻根系伤流量的影响 54
图3-14 灌溉方式对水稻内源玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)(a~c)和脱落酸(ABA)(d~f)浓度或含量的影响 55
图3-15 灌溉方式对水稻乙烯释放速率(a~c)和1-氨基环丙烷1-羧酸(ACC)(d~f)浓度或含量的影响 56
图3-16 灌溉方式对水稻玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)与脱落酸(ABA)比值(a~c)和玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)与1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)比值(d~f)的影响 57
图3-17 灌溉方式对水稻脱落酸(ABA)与1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)比值的影响 58
图3-18 水稻分蘖期根系伤流液和叶片中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)(a，b)脱落酸(ABA)(c，d)及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)(e，f)浓度或含量与分蘖数的关系 59
图3-19 水稻穗分化期根系伤流液和穗中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)(a，b)脱落酸(ABA)(c，d)及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)(e，f)浓度或含量与每穗颖花数的关系 60
图3-20 水稻灌浆期根系伤流液和穗中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)(a，b)脱落酸(ABA)(c，d)及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)(e，f)浓度或含量与籽粒灌浆速率的关系 60
图3-21 水稻灌浆期根系伤流液和穗中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)与1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)比值(a，b)及脱落酸(ABA)与ACC比值(c，d)与籽粒灌浆速率的关系 61
图3-22 轻干湿交替灌溉对水稻生长季甲烷(a，b)和氧化亚氮(c，d)排放通量的影响 67
图4-1 直播水稻分蘖期土壤含水量(a)土壤埋水深度(b)和土壤水势(c)与产量的关系 73
图4-2 轻干湿交替灌溉对旱直播水稻叶片光合速率的影响 80
图4-3 轻干湿交替灌溉对旱直播水稻叶片含氮量(a~d)和叶片光合氮素利用效率(e~h)的影响 82
图4-4 轻干湿交替灌溉对旱直播水稻根干重(a~d)和根系氧化力(e~h)的影响 84
图4-5 轻干湿交替灌溉对旱直播水稻田土壤氧化还原电位的影响 85
图4-6 轻干湿交替灌溉对旱直播水稻生长季甲烷(a，b)和氧化亚氮(c，d)排放通量的影响 88
图5-1 灌溉方
