高產(chǎn)水稻氮肥高效利用原理與技術(shù)

目錄
第1章 概論 1
1.1 氮肥（素）利用率的評價指標 1
1.1.1 氮素利用率 2
1.1.2 氮肥利用率 2
1.1.3 氮肥偏生產(chǎn)力 3
1.2 水稻主要氮肥施用技術(shù) 4
1.2.1 區(qū)域平均適宜施氮量法 4
1.2.2 測土配方施肥技術(shù) 5
1.2.3 實地氮肥管理 5
1.2.4 精確定量施肥技術(shù) 6
1.2.5 “三定”栽培技術(shù) 7
1.2.6 “三控”施肥技術(shù) 7
1.2.7 “三因”氮肥施用技術(shù) 7
1.2.8 水氮耦合調(diào)控技術(shù) 8
1.3 協(xié)同提高水稻產(chǎn)量和氮肥利用率的途徑及其生理基礎(chǔ) 9
1.3.1 選用高產(chǎn)氮高效品種 9
1.3.2 構(gòu)建健康冠層 9
1.3.3 調(diào)節(jié)體內(nèi)激素水平 11
1.3.4 改善根系形態(tài)生理 12
1.4 水稻高產(chǎn)、氮肥高效利用與優(yōu)質(zhì)的協(xié)同關(guān)系 13
參考文獻 14
第2章 中秈稻品種改良過程中產(chǎn)量和氮素利用率的變化 23
2.1 中秈稻品種產(chǎn)量的演進 24
2.1.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 24
2.1.2 干物質(zhì)積累動態(tài) 26
2.1.3 收獲指數(shù) 28
2.2 中秈稻品種改良過程中氮素利用率的變化及其生理基礎(chǔ) 29
2.2.1 氮素積累動態(tài) 29
2.2.2 氮肥利用率 30
2.2.3 葉片氮代謝主要酶類活性 31
2.2.4 氮代謝酶類活性的調(diào)節(jié) 34
2.3 中秈稻品種改良的品質(zhì)效應(yīng) 35
2.3.1 稻米加工（碾磨）品質(zhì) 35
2.3.2 稻米外觀品質(zhì) 36
2.3.3 稻米蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì) 37
2.3.4 稻米淀粉黏滯譜特性 37
2.4 小結(jié) 40
參考文獻 40
第3章 中粳稻品種產(chǎn)量和氮肥利用率的演進 42
3.1 中粳稻品種的產(chǎn)量演進 43
3.1.1 產(chǎn)量 43
3.1.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素 43
3.2 中粳稻品種氮肥利用率的演進 45
3.2.1 氮素吸收與轉(zhuǎn)運 45
3.2.2 氮肥利用率 47
3.3 中粳稻品種產(chǎn)量和氮肥利用率演進的農(nóng)藝與生理基礎(chǔ) 49
3.3.1 葉面積指數(shù)和群體粒葉比 49
3.3.2 干物質(zhì)積累與收獲指數(shù) 51
3.3.3 莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的積累與轉(zhuǎn)運 51
3.3.4 莖蘗動態(tài) 54
3.3.5 葉片生理性狀 56
3.3.6 株高、葉基角和穗部性狀 60
3.3.7 根系形態(tài)生理 62
3.4 中粳稻品種稻米品質(zhì)演進 67
3.4.1 稻米加工（碾磨）品質(zhì) 67
3.4.2 稻米外觀品質(zhì) 68
3.4.3 稻米蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì) 69
3.4.4 稻米淀粉黏滯譜特性 70
3.5 小結(jié) 71
參考文獻 72
第4章 水稻高產(chǎn)氮敏感性品種的農(nóng)藝與生理特征 74
4.1 現(xiàn)用粳稻品種產(chǎn)量和氮肥利用率對施氮量響應(yīng)的差異 74
4.1.1 產(chǎn)量對施氮量響應(yīng)的差異 74
4.1.2 氮肥利用率對施氮量響應(yīng)的差異 77
4.1.3 氮敏感性不同類型品種的劃分 80
4.2 氮敏感性品種的葉片性狀 80
4.2.1 葉片形態(tài)生理性狀 80
4.2.2 冠層內(nèi)葉片光氮分布特征 83
4.3 氮敏感性品種的物質(zhì)和氮素積累與轉(zhuǎn)運特征 86
4.3.1 物質(zhì)生產(chǎn)與氮轉(zhuǎn)運 86
4.3.2 莖鞘中碳轉(zhuǎn)運和糖花比 87
4.4 碳氮代謝酶活性、相關(guān)基因表達和細胞分裂素含量 88
4.4.1 籽粒淀粉合成相關(guān)酶活性和莖鞘中蔗糖合酶活性及相關(guān)基因表達 88
4.4.2 葉片細胞分裂素和氮含量、氮代謝酶活性及氮轉(zhuǎn)運相關(guān)基因表達 90
4.5 根系形態(tài)生理 92
4.5.1 根系形態(tài)性狀和根系活性 92
4.5.2 根系分泌物中有機酸和根系激素 94
4.5.3 根系氮代謝酶活性和氮吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因表達 96
4.6 小結(jié) 98
參考文獻 100
第5章 超高產(chǎn)栽培水稻的養(yǎng)分利用效率和群體特征 103
5.1 水稻超高產(chǎn)栽培技術(shù) 103
5.1.1 稀播控水旱育壯秧技術(shù) 104
5.1.2 實時實地精確施肥技術(shù) 104
5.1.3 精確定量節(jié)水灌溉技術(shù) 104
5.2 超高產(chǎn)栽培水稻的產(chǎn)量和養(yǎng)分利用效率 105
5.2.1 施氮量與水稻產(chǎn)量 105
5.2.2 養(yǎng)分吸收利用特點 106
5.3 超高產(chǎn)水稻地上部群體特征 112
5.3.1 莖蘗消長動態(tài) 112
5.3.2 葉面積指數(shù)和粒葉比 113
5.3.3 葉片光合勢和光合速率 114
5.3.4 干物質(zhì)積累 114
5.4 超高產(chǎn)水稻的根系特征 117
5.4.1 根系重量 117
5.4.2 根冠比和根系傷流量 118
5.5 小結(jié) 120
參考文獻 121
第6章 水稻實地氮肥管理 123
6.1 秈、粳稻品種的施氮葉色閾值 123
6.1.1 施氮量對水稻產(chǎn)量的影響 123
6.1.2 不同施氮量下葉片葉色的變化 124
6.1.3 高產(chǎn)水稻主要生育期的葉色診斷 127
6.2 水稻實地氮肥管理的產(chǎn)量和氮肥利用率 128
6.2.1 試驗和示范方法 128
6.2.2 試驗地實地氮肥管理對產(chǎn)量的影響 128
6.2.3 試驗地實地氮肥管理對氮肥利用率的影響 129
6.2.4 實地氮肥管理的示范效果 130
6.3 水稻實地氮肥管理的生理生態(tài)效應(yīng) 136
6.3.1 葉片葉綠素含量 136
6.3.2 葉片光合速率 136
6.3.3 水稻根重與根冠比 138
6.3.4 根系活性 138
6.3.5 葉片熒光參數(shù) 140
6.3.6 冠層內(nèi)溫度變化 141
6.3.7 冠層內(nèi)濕度變化 141
6.3.8 群體透光率 142
6.3.9 紋枯病發(fā)病情況 142
6.4 小結(jié) 144
參考文獻 144
第7章 “三因”氮肥施用技術(shù) 146
7.1 因地力氮肥施用技術(shù) 146
7.1.1 基礎(chǔ)地力產(chǎn)量的確定 146
7.1.2 總施氮量的確定 147
7.2 因葉色氮肥施用技術(shù) 149
7.2.1 用葉色診斷施氮的可靠性 149
7.2.2 不同生育期施用氮肥的葉色相對值指標 151
7.2.3 水稻因葉色施氮技術(shù)應(yīng)用實例 155
7.3 因品種氮肥施用技術(shù) 158
7.3.1 不同穗型水稻品種產(chǎn)量對氮素穗肥和粒肥的響應(yīng) 158
7.3.2 不同穗型水稻品種穗肥的施用策略 159
7.4“三因”氮肥施用技術(shù)應(yīng)用效果 161
7.4.1 農(nóng)戶田塊對比試驗 161
7.4.2 示范基地示范效果 164
7.5 “三因”氮肥施用技術(shù)增產(chǎn)與氮高效利用的生物學(xué)基礎(chǔ) 165
7.5.1 無效生長少，光合能力強 165
7.5.2 源庫關(guān)系協(xié)調(diào)好，物質(zhì)生產(chǎn)效率高 166
7.5.3 根系活性強，細胞分裂素與乙烯的比值高 167
7.6 磷、鉀肥施用技術(shù) 168
7.6.1 依據(jù)水稻對氮磷鉀吸收的比例推薦磷、鉀肥使用量.168
7.6.2 采用年度恒量監(jiān)控法推薦磷、鉀肥使用量 169
7.7 小結(jié) 169
參考文獻 170
第8章 水稻氮肥高效利用的綜合栽培技術(shù) 174
8.1 綜合栽培技術(shù)的組裝集成 174
8.2 綜合栽培技術(shù)對產(chǎn)量和氮肥利用率的影響 176
8.2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 176
8.2.2 氮素積累量 178
8.2.3 氮肥利用率 178
8.3 綜合栽培技術(shù)對地上部群體特征的影響 180
8.3.1 莖蘗動態(tài)及莖蘗成穗率 180
8.3.2 干物質(zhì)積累 181
8.3.3 葉面積 181
8.3.4 粒葉比 183
8.3.5 莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的轉(zhuǎn)運 184
8.3.6 葉片光合速率 185
8.3.7 冠層的光、氮分布 185
8.4 綜合栽培技術(shù)對根系形態(tài)和生理性狀的影響 191
8.4.1 根系形態(tài)性狀 191
8.4.2 根系生理性狀 193
8.5 綜合栽培技術(shù)對稻田溫室氣體排放的影響 196
8.5.1 溫室氣體排放通量 196
8.5.2 全球增溫潛勢 197
8.6 小結(jié) 197
參考文獻 198
第9章 水氮耦合調(diào)控技術(shù) 200
9.1 水氮對產(chǎn)量的耦合效應(yīng)和水氮耦合技術(shù)的應(yīng)用 201
9.1.1 水氮對產(chǎn)量的耦合效應(yīng) 201
9.1.2 水氮耦合技術(shù)的應(yīng)用 202
9.2 依據(jù)土壤水勢和水稻品種類型追施氮肥的技術(shù) 210
9.2.1 技術(shù)原理與方案 210
9.2.2 技術(shù)試驗示范實例 213
9.3 控釋氮肥與灌溉方式的互作效應(yīng) 217
9.3.1 控釋氮肥與灌溉方式的耦合效應(yīng) 217
9.3.2 控釋氮肥與灌溉方式產(chǎn)生耦合效應(yīng)的生物學(xué)基礎(chǔ) 219
9.4 提高水稻緩釋氮肥利用率的灌溉技術(shù) 225
9.4.1 技術(shù)原理和方案 225
9.4.2 技術(shù)實施實例 228
9.5 小結(jié) 231
參考文獻 232
第10章 水稻氮肥高效利用技術(shù)的品質(zhì)效應(yīng) 236
10.1 實地氮肥管理技術(shù)的品質(zhì)效應(yīng) 236
10.1.1 加工品質(zhì) 237
10.1.2 外觀品質(zhì) 237
10.1.3 蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì) 239
10.1.4 淀粉黏滯譜特征值 239
10.2“三因”氮肥施用技術(shù)的品質(zhì)效應(yīng) 240
10.2.1 加工品質(zhì)和外觀品質(zhì) 241
10.2.2 蒸煮食味品質(zhì)與營養(yǎng)品質(zhì) 241
10.2.3 淀粉黏滯譜特征值 243
10.3 綜合栽培技術(shù)的品質(zhì)效應(yīng) 244
10.3.1 加工品質(zhì)與外觀品質(zhì) 245
10.3.2 胚乳淀粉結(jié)構(gòu) 246
10.3.3 蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì) 247
10.3.4 蛋白質(zhì)組分與含量 248
10.3.5 淀粉黏滯譜特征值 249
10.4 品質(zhì)調(diào)優(yōu)栽培技術(shù)的生物學(xué)基礎(chǔ) 250
10.4.1 實地氮肥管理下的葉片光合速率 250
10.4.2 實地氮肥管理下的葉片氮代謝主要酶類活性 250
10.4.3 “三因”施氮技術(shù)下灌漿期籽粒酶活性 251
10.4.4 籽粒碳氮代謝酶活性與稻米品質(zhì)和氨基酸含量的相關(guān)性.252
10.4.5 綜合栽培技術(shù)對籽粒中蔗糖—淀粉轉(zhuǎn)化途徑關(guān)鍵酶活性的影響 252
10.4.6綜合栽培技術(shù)下根系氧化力 254
10.4.7 綜合栽培技術(shù)下根系分泌物中的有機酸濃度 254
10.5 小結(jié) 256
參考文獻 256
圖表目錄
圖1-1 不施氮區(qū)產(chǎn)量（a）和施氮區(qū)產(chǎn)量（b）與土壤含氮量的關(guān)系 5
圖1-2 水稻體內(nèi) Z+ZR與 ACC的比值和產(chǎn)量（a）及葉片光合氮利用效率（b）的關(guān)系 12
圖1-3 土壤過氧化氫酶（a）和脲酶（b）活性、根系傷流液中氮含量（c）及地上部植株氮吸收利用率（d）與水稻根系分泌物中精胺含量的關(guān)系 13
圖2-1 各時期品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的變化 25
圖2-2 各類型中秈稻品種不同生育期生物產(chǎn)