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1、 分类号： S158.3 单位代码： 10335 密 级： 学 号： 10414013 博士学位论文 中文题目: 中文题目: 水稻强化栽培农艺性状及其生态环境效水稻强化栽培农艺性状及其生态环境效 应的研究应的研究 英文题目:英文题目: Studies on Agronomic Characteristics of Rice with the System of Rice Intensification and Eco-environmental Effects 申请人姓名 赵利梅赵利梅 指 导 教 师 吴良欢吴良欢 专 业 名 称 植物营养学植物营养学 研 究 方 向 养分资源综合管理养分资源
2、综合管理 所 在 学 院 环境与资源学院环境与资源学院 论文提交日期 2009 年年 4 月月 水稻强化栽培农艺性状及其生态环境效应的研究水稻强化栽培农艺性状及其生态环境效应的研究 论文作者签名论文作者签名: 指导教师签名指导教师签名: 论文评阅人 1： 评阅人 2： 评阅人 3： 评阅人 4： 评阅人 5： 答辩委员会主席： 委员 1： 委员 2： 委员 3： 委员 4： 委员 5： 答辩日期： Studies on Agronomic Characteristics of Rice with the System of Rice Intensification and Eco-enviro
3、nmental Effects Authors signature: Supervisors signature: Thesis reviewer 1： Thesis reviewer 2： Thesis reviewer 3： Thesis reviewer 4： Thesis reviewer 5： Chair： Committeeman 1： Committeeman 2： Committeeman 3： Committeeman 4： Committeeman 5： Date of oral defence： 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下
4、进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 浙江大学浙江大学 或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 浙江大学浙江大学 有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 浙江大学浙江大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播， 可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保
5、存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 论文研究受论文研究受 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （ No. 39970146, 30571082 ， 30871595） ， 农业部 948 重大国际合作项目（No. 2003 - Z53） ， 农业部农业结构调整重大技术研究专项（2003-01-02A）和 浙 江 省 科 技 厅 重 点 科 技 攻 关 项 目 （ No. 981102273, 011102187）资助 This work was supported by the Nati
6、onal Natural Science Foundation of China (No. 39970146, 30571082, 30871595), the Key International Cooperative Project of Ministry of Agriculture of China (948 Program, No. 2003 - Z53), the Key Project of Agricultural Construction Adjustment of Ministry of Agriculture of China (2003-01-02A) and the
7、Key Projects of Science and Technology Depmartment of Zhejiang Province of China (No. 981102273, 011102187) 致谢 I 致 谢 致 谢 本论文是在导师吴良欢教授的悉心指导下完成的，在学习和研究工作中，导 师严谨治学的态度，吃苦耐劳、孜孜不倦的精神，宽以待人、严以律己的品德， 深刻地影响着我，使我受益非浅，是我终生的学习榜样。特别感谢导师对我生活 上的关心和帮助，使我顺利完成学业。 在 5 年多的攻博期间，李永山博士、路兴花博士、王华静博士、孙立博士、 张进博士、王忠强博士、武美燕博士、王敏
8、艳博士、伍少福硕士、陈贤友博士、 李利敏博士、郝虎林博士后等在试验设计和实施，以及论文的撰写过程中都给予 了很大的帮助，在此深表谢意。特别感谢 Sarkar 博士对英文文章的修改。 特别感谢美国康奈尔大学 Norman 教授对英文文章写作方面认真细致的修 改。 在此，特别感谢杨行妃女士对我的科研工作及生活上的大力帮助。 感谢浙江大学环境与资源学院的领导和各位老师的关心、指导和帮助。 感谢我的姐姐和哥哥们对我的鼓励与支持，使我能坦然面对困难，顺利完成 学业。 特别感谢我的爱人董存军先生给予的理解和支持。为了实现我的博士梦想， 从北方举家来到南方，决定之时毫不犹豫，而且自己全部承担了家庭的责任与重
9、 担。在炎热的夏季帮我分担田间试验任务，汗如雨下的情景让我记忆犹新。我今 天的成就与他的帮助和支持分不开。 也感谢我的女儿，在我感到身心疲惫时帮我解忧，逗我开心，使我有良好 的心态和饱满的工作热情从事科研工作，得以顺利完成学业。 在论文完成之际，谨向培养、帮助、关心和支持我的朋友和亲人们表示衷心 的感谢和崇高的敬意！ 赵利梅 二零零九年三月于浙江大学华家池校区 II 摘要 III 摘 要 摘 要 水稻强化栽培体系（the System of Rice Intensification, SRI）是一项新的节 水栽培技术体系，近年来在国际上引起了强烈的反响，而且争论的焦点主要集中 于该项技术体系的
10、增产效应。 为了评价该技术体系的产量效应及其对环境生态的 影响，从 2004 到 2006 年，连续三年进行了田间试验研究。2004 年试验设置了 水稻强化栽培、覆膜旱作、裸地旱作、常规水作、覆膜强化栽培五个处理，其中， 覆膜强化栽培包括三个移栽密度，分别为 25 cm 30 cm、25 cm 25 cm、25 cm 17 cm；2005 年设置了水稻强化栽培与常规水作两个处理；2006 年采用裂区设 计，设置了水稻强化栽培与常规水作两个主处理，0 kg hm-2 （N0） 、80 kg hm-2 （N1） 、 160 kg hm-2 （N2） 、240 kg hm-2 （N3）四个施氮量为副
11、处理。各处理 重复 3 次。 以常规水作为对照， 对三种节水栽培方式 （水稻强化栽培、 覆膜旱作、 裸地旱作）水稻生长发育特性和产量性状，对水稻强化栽培方式下稻田土壤氨挥 发、土壤生物学特性、节水效果与水分生产效率、养分吸收利用特性、氮肥利用 率进行了研究； 并且对强化栽培覆盖地膜的产量效应进行了探讨。 主要结果如下： 1. 三种节水栽培方式以裸地旱作对水稻干旱胁迫比较严重，其分蘖数、株 高、功能叶叶绿素、干物质积累量、根系干重、有效穗、结实率、千粒重显著降 低，比常规水作减产 44.8%。覆膜旱作促进分蘖的发生，由于成穗率较低，穗型 较小，千粒重降低，产量比常规水作降低 23.9%。成熟期，
12、覆膜旱作稻株高显著 降低, 功能叶叶绿素、干物质积累量、根系干重与常规水作差异不大。与常规水 作相比， 强化栽培促进分蘖的发生， 显著提高了有效穗； 生育后期功能叶叶绿素、 单株干物质积累量、根系干重显著提高，株高无显著差异。2004 到 2006 年，三 年数据表明强化栽培产量均有提高， 较常规水作分别增产 26.4%、 11.5%、 6.4% 48.4%，有效穗大幅度提高，千粒重、结实率无显著差异，穗粒数显著降低。 2. 常规水作与强化栽培产量增加幅度随着施氮量增加明显下降。强化栽培 在施氮量 80 kg hm-2产量最高， 但与施氮量 160 kg hm-2的产量没有显著性差异。 常规水
13、作在施氮量 160 kg hm-2产量最高。与常规水作比较，在施氮量 0 和 80 kg hm-2下，强化栽培方式显著提高了稻谷产量，而在 160 和 240 kg hm-2，两种栽 培方式产量差异不显著。 浙江大学博士学位论文 IV 3. 与常规水作相比，强化栽培促进了水稻对养分（N、P、K）的吸收，单 株养分吸收总量显著高于常规水作。成熟期，各器官中 N、P、K 的吸收累积量 均高于常规水作，而且 N、P、K 在籽粒中的分配比例分别比常规水作高 5.0%、 2.0%、 3.0%， 在叶片中 N、 P、 K 的分配比例比常规水作分别低 6.7%、 7.3%、 12.2%。 强化栽培显著提高了
14、 N、P、K 的产谷效率，分别比常规水作提高 21.9%、19.3%、 17.0%。 4. 无论是常规水作还是强化栽培，随着施氮量的增加，植株吸氮量增加， 氮素在穗中的分配比例却下降，而且氮肥农学利用率和偏生产力降低。强化栽培 稻氮肥利用率受氮肥施用量影响显著。在施氮量 80 kg hm-2水平，强化栽培氮肥 农学利用率比常规水作提高 47.9%；在施氮量 160 kg hm-2、240 kg hm-2水平却显 著低于常规水作，分别低 44.7%、70.9%。与常规水作相比，不同氮肥水平下， 强化栽培均提高了氮肥偏生产力。 栽培方式与氮肥施用量的交互作用对氮肥利用 率的影响显著。 5. 水稻强
15、化栽培对氨挥发动态变化趋势没有影响，但促进了氨的挥发损失， 氨挥发损失总量比常规水作平均提高了 25.2%。在三次施肥时期，氨挥发损失量 为：基肥分蘖肥孕穗肥，施用基肥是氨挥发损失的主要时期。 6. 与常规水作比较，3 种节水栽培方式均有很好的节水效果。2004 年，覆 膜旱作、裸地旱作总耗水量比常规水作分别节约 672.8 mm 和 631.0 mm，覆膜 旱作显著提高了总水分利用效率和灌溉水利用率， 但裸地旱作总水分利用率与常 规水作差别不大。强化栽培总耗水量在 2004、2005、2006 年分别比常规水作节 约 461.5 mm、476.5 mm、830.3 mm，达 33.9%、26.9%、36.9%；灌溉水利用率 分别提高 195.6%、 90.1%、 130.5%， 总水分利用率分别提高 91.3%、 54.5%、 93.5%。 在一
