[发明专利]一种依据水稻叶色比值确定土壤落干程度的方法

说明书

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%。

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；