«上一篇/Previous Article|本期目录/Table of Contents|下一篇/Next Article»

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第46卷

期数:

2018年第23期

页码:

31-35

栏目:

专论与综述

出版日期:

2018-12-05

文章信息/Info

Title:

Effects of water-saving irrigation methods on rice yield and soil properties in paddy fields: a review

作者:

彭如梦;  朱安;  张思洁;  陈茜;  蒋玉兰;  刘立军

扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室，江苏扬州 225009

Author(s):

Peng Rumeng; et al

关键词:

节水灌溉; 水稻; 产量; 土壤性状; 影响

Keywords:

-

分类号:

S511.07

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

水稻是我国最重要的粮食作物，同时也是用水量最多的作物。耗水量大、水分利用效率低是我国水稻生产面临的突出问题。随着我国人口的不断增长和经济的快速发展，水资源短缺日益严重。因此，发展节水灌溉对稳定水稻生产和节约水资源具有重要意义。不同节水灌溉方式对稻田灌水量、水稻产量和水分利用率有明显影响。土壤是水稻生长的重要载体，水分管理方式直接影响土壤有关性状，从而直接或间接引起根系生长发生变化，进而影响水稻生长发育和产量形成。本文综述了湿润灌溉、干湿交替灌溉、水稻强化栽培以及覆盖旱作等主要节水灌溉方式对水稻产量和稻田土壤主要性状的影响，并提出了未来在该方面的研究重点，以期为水稻高产节水栽培和土壤定向调控提供理论依据。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］Ye Y，Liang X，Chen Y，et al. Alternate wetting and drying irrigation and controlled-release nitrogen fertilizer in late-season rice. Effects on dry matter accumulation，yield，water and nitrogen use［J］. Field Crops Research，2013，144(6)：212-224.
［2］Belder P，Bouman B A M，Cabangon R，et al. Effect of water-saving irrigation on rice yield and water use in typical lowland conditions in Asia［J］. Agricultural Water Management，2007，65(3)：193-210.
［3］Bouman B A M. A conceptual framework for the improvement of crop water productivity at different spatial scales［J］. Agricultural Systems，2007，93(1)：43-60.
［4］郑星东，康健. 不同灌溉处理对水稻产量及水分利用效率的影响［J］. 吉林水利，2013(5)：8-10.
［5］朱士江，孙爱华，张忠学，等. 不同节水灌溉模式对水稻分蘖、株高及产量的影响［J］. 节水灌溉，2013(12)：16-19.
［6］韦盛敏，李龙，韦目阔. 早稻湿润灌溉与常规耕作比较试验研究［J］. 农业科技通讯，2011(10)：50-51.
［7］王瑞，余可信，田东，等. 湿润灌溉下3个粳稻品种的生长特性研究［J］. 现代农业科技，2015(19)：71-72，74.
［8］吕银斐，任艳芳，刘冬，等. 不同水分管理方式对水稻生长、产量及品质的影响［J］. 天津农业科学，2016，22(1)：106-110.
［9］徐国伟，王朋，唐成，等. 旱种方式对水稻产量与品质的影响［J］. 作物学报，2006，32(1)：112-117.
［10］张荣萍，马均，王贺正，等. 不同灌水方式对水稻结实期一些生理性状和产量的影响［J］. 作物学报，2008，34(3)：486-495.
［11］朱伟文，周文新，易镇邪. 水稻节水栽培研究进展［J］. 作物研究，2014，28(6)：761-765，774.
［12］Lampayan R M，Rejesus R M，Singleton G R，et al. Adoption and economics of alternate wetting and drying water management for irrigated lowland rice［J］. Field Crops Research，2015，170：95-108.
［13］Ye Y，Liang X，Chen Y，et al. Alternate wetting and drying irrigation and controlled-release nitrogen fertilizer in late-season rice. Effects on dry matter accumulation，yield，water and nitrogen use［J］. Field Crops Research，2013，144(6)：212-224.
［14］Jensen L S，Neergaard A D. Organic matter and water management strategies to reduce methane and nitrous oxide emissions from rice paddies in Vietnam［C］. AGU Fall Meeting Abstracts，2015：137-146.
［15］Liu L，Chen T，Wang Z，et al. Combination of site-specific nitrogen management and alternate wetting and drying irrigation increases grain yield and nitrogen and water use efficiency in super rice［J］. Field Crops Research，2013，154(3)：226-235.
［16］Hao Z，Xue Y G，Wang Z Q，et al. An alternate wetting and moderate soil drying regime improves root and shoot growth in rice.［J］. Crop Science，2009，49(6)：2246-2260.
［17］Yang J，Zhang J. Crop management techniques to enhance harvest index in rice［J］. Journal of Experimental Botany，2010，61(12)：3177-3189.
［18］Yao F，Huang J，Cui K，et al. Agronomic performance of high-yielding rice variety grown under alternate wetting and drying irrigation［J］. Field Crops Research，2012，126(1)：16-22.
［19］褚光，展明飞，朱宽宇，等. 干湿交替灌溉对水稻产量与水分利用效率的影响［J］. 作物学报，2016，42(7)：1026-1036.
［20］Bouman B A M，Tuong T P. Field water management to save water and increase its productivity in irrigated lowland rice［J］. Agricultural Water Management，2001，49(1)：11-30.
［21］Belder P，Jhj S，Bam B，et al. Nitrogen economy and water productivity of lowland rice under water-saving irrigation［J］. Field Crops Research，2005，93(2)：169-185.
［22］Yang J，Liu K，Wang Z，et al. Water-saving and high-yielding irrigation for lowland rice by controlling limiting values of soil water potential［J］. Journal of Integrative Plant Biology，2007，49(10)：1445-1454.
［23］Wang J Y，Jia J X，Xiong Z Q，et al. Water regime-nitrogen fertilizer-straw incorporation interaction：field study on nitrous oxide emissions from a rice agroecosystem in Nanjing，China［J］. Agriculture Ecosystems & Environment，2011，141(3)：437-446.
［24］Wang X，Suo Y，Feng Y，et al. Recovery of ¹⁵N-labeled urea and soil nitrogen dynamics as affected by irrigation management and nitrogen application rate in a double rice cropping system［J］. Plant & Soil，2011，343(1/2)：195-208.
［25］Xue Y，Duan H，Liu L，et al. An improved crop management increases grain yield and nitrogen and water use efficiency in rice［J］. Crop Science，2013，53(1)：271-284.
［26］刘立军，王康君，卞金龙，等. 结实期干湿交替灌溉对籽粒蛋白质含量不同的转基因水稻的生理特性及产量的影响［J］. 中国水稻科学，2014，28(4)：384-390.
［27］余鸿章，杨华. 浅析水稻栽培技术对产量的影响［J］. 种子科技，2017，35(12)：7-8.
［28］赵双，朱小荣. 不同栽培密度对水稻产量影响的研究［J］. 中国盐业，2016(15)：56-57.
［29］袁子华. 水稻强化栽培体系的新发展［J］. 江西农业，2016(11)：19.
［30］林贤青，周伟军，朱德峰，等. 强化栽培下水稻穗分化期叶片光合速率与水分利用率的研究［J］. 中国水稻科学，2005(2)：132-136.
［31］赵利梅. 水稻强化栽培农艺性状及其生态环境效应的研究［D］. 杭州：浙江大学，2009.
［32］赵领恩，梁烜赫. 水稻强化栽培技术体系研究［J］. 种子世界，2009(4)：34-36.
［33］朱永川，熊洪，徐富贤，等. 水稻强化栽培技术的研究［J］. 杂交水稻，2010，25(增刊1)：354-359.
［34］马均，吕世华，梁南山，等. 四川水稻强化栽培技术体系研究［J］. 农业与技术，2004(3)：89-90.
［35］张亚男. 水稻覆膜旱作的节水增产机理与优化措施［D］. 北京：中国农业大学，2017.
［36］刘建武. 水稻覆膜旱作的优点及高效节水栽培技术［J］. 现代农业科技，2012(3)：115-116.
［37］张玉烛，曾翔，瞿华香，等. 地膜覆盖旱直播栽培对水稻产量及群体冠层特性的影响［J］. 杂交水稻，2009，24(3)：63-67.
［38］沈康荣，李家军，汪晓春，等. 水稻覆膜直播湿润栽培示范效果及机理分析［J］. 湖北农业科学，2005(5)：28-32.
［39］赵洪文. 无公害水稻生产地膜覆盖湿润栽培法试验研究［J］. 北方水稻，2016，46(6)：29-30.
［40］邓小强，范贵国，王懿. 施氮量对覆膜栽培水稻经济性状、产量与氮肥利用的影响［J］. 湖北农业科学，2016，55(16)：4103-4106.
［41］彭少兵，杨建昌. 水稻高产高效优质栽培研究的现状(英文)［J］. 中国水稻科学，2003，17(3)：275-280.
［42］唐荣英，李万明. 杂交水稻地膜全程覆盖高产栽培的关键技术［J］. 农业科技通讯，2015(4)：234-235.
［43］杨建昌，王志琴，陈义芳，等. 旱种水稻产量与米质的初步研究［J］. 江苏农业研究，2000(3)：1-5.
［44］邱愈红. 覆盖旱种水稻的农学性状及产量变化［J］. 农业与技术，2015(4)：30.
［45］汪强，樊小林，Klaus D，等. 华南地区覆盖旱种水稻节水及其水分利用效率研究［J］. 灌溉排水学报，2007(4)：89-92.
［46］刘芳，樊小林. 覆盖旱种水稻的农学性状及产量变化［J］. 西北农林科技大学学报(自然科学版)，2005，33(2)：63-68.
［47］沈其荣. 土壤肥料学通论［M］. 北京：高等教育出版社，2001.
［48］李裕元，邵明安，陈洪松，等. 水蚀风蚀交错带植被恢复对土壤物理性质的影响［J］. 生态学报，2010，30(16)：4306-4316.
［49］周丽霞，丁明懋. 土壤微生物学特性对土壤健康的指示作用［J］. 生物多样性，2007，15(2)：162-171.
［50］单世平，黄军，刘前刚，等. 淹水条件对稻田土壤肥力及理化性质的影响研究进展［J］. 农学学报，2014，4(10)：46-49.
［51］刘艳丽，张斌，胡锋，等. 干湿交替对水稻土碳氮矿化的影响［J］. 土壤，2008(4)：554-560.
［52］俄立生，王欢. 水稻节水灌溉技术初探［J］. 黑龙江农业科学，2013(3)：16-18.
［53］沈征涛，施斌，王宝军，等. 土壤有机质转化及CO₂释放的温度效应研究进展［J］. 生态学报，2013，33(10)：3011-3019.
［54］陈星. 灌溉模式和供氮水平对水稻氮素利用率与土壤氮素供应能力及其流失风险的影响［D］. 杭州：浙江大学，2012.
［55］代家凤. 不同耕作、秸秆覆盖及灌溉方式对水稻生长及土壤理化性状的影响［D］. 成都：四川农业大学，2014.
［56］宋秋华，李凤民，王俊，等. 覆膜对春小麦农田微生物数量和土壤养分的影响［J］. 生态学报，2002(12)：2125-2132.
［57］欧伟，李琪，梁文举，等. 不同水分管理方式对稻田土壤生物学特性的影响［J］. 生态学杂志，2004(5)：53-56.
［58］Unger S，Máguas C，Pereira J S，et al. The influence of precipitation pulses on soil respiration - assessing the “Birch effect” by stable carbon isotopes［J］. Soil Biology & Biochemistry，2010，42(10)：1800-1810.
［59］Borken W，Matzner E. Reappraisal of drying and wetting effects on C and N mineralization and fluxes in soils［J］. Global Change Biology，2009，15(4)：808-824.
［60］Denef K，Six J，Bossuyt H，et al. Influence of dry-wet cycles on the interrelationship between aggregate，particulate organic matter，and microbial community dynamics［J］. Soil Biology & Biochemistry，2001，33(12)：1599-1611.
［61］郑子成，秦凤，李廷轩. 不同坡度下紫色土地表微地形变化及其对土壤侵蚀的影响［J］. 农业工程学报，2015，31(8)：168-175.
［62］韩建刚，曹雪. 典型滨海湿地干湿交替过程氮素动态的模拟研究［J］. 环境科学，2013，34(6)：2383-2389.
［63］王丽，王力，王全九. 不同坡度坡耕地土壤氮磷的流失与迁移过程［J］. 水土保持学报，2015，29(2)：69-75.
［64］杨长明，杨林章，颜廷梅，等. 不同养分和水分管理模式对水稻土质量的影响及其综合评价［J］. 生态学报，2004(1)：63-70.
［65］Fierer N，Schimel J P. Effects of drying-rewetting frequency on soil carbon and nitrogen transformations［J］. Soil Biology & Biochemistry，2002，34(6)：777-787.
［66］汤宏，沈健林，张杨珠，等. 秸秆还田与水分管理对稻田土壤微生物量碳、氮及溶解性有机碳、氮的影响［J］. 水土保持学报，2013，27(1)：240-246.
［67］Tang L C. Effects of air-drying and rewetting on physicochemical properties and microbial activity of desert grey soil［J］. Act Penology Sonica，2007，44(2)：364-367.
［68］Schmitt A，Glaser B，Borken W，et al. Organic matter quality of a forest soil subjected to repeated drying and different re-wetting intensities［J］. European Journal of Soil Science，2010，61(2)：243-254.
［69］徐雁，向成华，李贤伟. 土壤酶的研究概况［J］. 四川林业科技，2010，31(2)：14-20.
［70］贺阳冬，马均. 水稻强化栽培中不同种类肥料对土壤理化性状的影响［J］. 西南农业学报，2005(3)：315-320.
［71］陈惠哲，朱德峰，吴良欢，等. 强化栽培条件下不同氮肥运筹对水稻氮素利用及土壤微生物的影响［J］. 土壤通报，2007(4)：687-692.
［72］Liu X J，Wang J C，Lu S H，et al. Effects of non-flooded mulching cultivation on crop yield，nutrient uptake and nutrient balance in rice-wheat cropping systems［J］. Field Crops Research，2003，83(3)：297-311.
［73］Cheng W D，Zhang G P，Yao H G，et al. Nutrient accumulation and utilization in rice under film-mulched and flooded cultivation［J］. Journal of Plant Nutrition，2003，26(12)：2489-2501.
［74］刘铭，吴良欢. 覆膜旱作稻田土壤肥力变化的研究［J］. 浙江农业学报，2003，15(1)：8-12.
［75］Ai Y，Liu X，Zhang F. Utilization rate of nitrogen fertilizer of rice as influenced by mulch and dry land farming［J］. Acta Pedologica Sinica，2004，41(1)：152-155.
［76］赵荣玮，张建军，陈宝强，等. 不同覆盖措施对土壤水分和当年造林成活率的影响［J］. 北京林业大学学报，2016，38(6)：87-93.
［77］姚健，王丁，张显松. 不同地表覆盖方式对土壤水分、温度及幼苗生长的影响［J］. 南京林业大学学报(自然科学版)，2009，33(5)：8-12.
［78］Spaccini R，Piccolo A，Haberhauer G，et al. Transformation of organic matter from maize residues into labile and humic fractions of three European soils as revealed by ¹³C distribution and CPMAS-NMR spectra［J］. European Journal of Soil Science，2010，51(4)：583-594.
［79］Song X，Li L，Zheng J，et al. Sequestration of maize crop straw C in different soils：role of oxyhydrates in chemical binding and stabilization as recalcitrance［J］. Chemosphere，2012，87(6)：649-654.
［80］赵建红. 水氮管理与秸秆还田对免耕厢沟栽培水稻生长发育及稻田土壤理化性质的影响［D］. 成都：四川农业大学，2016.
［81］Wu J，Zhou P，Li L，et al. Restricted mineralization of fresh organic materials incorporated into a subtropical paddy soil［J］. Journal of the Science of Food & Agriculture，2012，92(5)：1031-1037.
［82］王嫒华，苏以荣，李杨，等. 稻草还田条件下水田和旱地土壤有机碳矿化特征与差异［J］. 土壤学报，2011，48(5)：979-987.
［83］周萍，宋国菡，潘根兴，等. 南方三种典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究Ⅰ. 团聚体物理保护作用［J］. 土壤学报，2008，45(6)：1063-1071.
［84］Cotrufo M F，Wallenstein M D，Boot C M，et al. The microbial efficiency-matrix stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization：do labile plant inputs form stable soil organic matter?［J］. Global Change Biology，2013，19(4)：988-995.

相似文献/References:

[1]马旭俊,刘春娟,吕世博,等.绿色荧光蛋白基因在水稻遗传转化中的应用[J].江苏农业科学,2013,41(04):35.
[2]李岳峰,居立海,张来运,等.水分胁迫下丛枝菌根对水稻/绿豆间作系统 作物生长和氮磷吸收的影响[J].江苏农业科学,2013,41(04):58.
[3]崔月峰,孙国才,王桂艳,等.不同施氮水平和前氮后移措施对水稻产量 及氮素利用率的影响[J].江苏农业科学,2013,41(04):66.
[4]张其蓉,宋发菊,田进山,等.长江中下游稻区水稻区域试验品种抗稻瘟病鉴定与评价[J].江苏农业科学,2013,41(04):92.
[5]王麒,张小明,卞景阳,等.不同插秧密度对黑龙江省第二积温带水稻产量及产量构成的影响[J].江苏农业科学,2013,41(05):60.
　Wang Qi,et al.Effect of different transplanting density on yield and yield component of rice in second temperature zone of Heilongjiang Province[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(23):60.
[6]张国良,张森林,丁秀文,等.基质厚度和含水量对水稻育秧的影响[J].江苏农业科学,2013,41(05):62.
　Zhang Guoliang,et al.Effects of substrate thickness and water content on growth of rice seedlings[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(23):62.
[7]赵忠宝,朱清海.稻－蟹－鳅生态系统的能值分析[J].江苏农业科学,2013,41(05):349.
　Zhao Zhongbao,et al.Emergy analysis of paddy-crab-loach ecosystem[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(23):349.
[8]杨红福,姚克兵,束兆林,等.甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对水稻恶苗病的田间药效[J].江苏农业科学,2014,42(12):166.
　Yang Hongfu,et al.Field efficacy of strobilurin fungicides against rice bakanae disease[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(23):166.
[9]唐成,陈露,安敏敏,等.稻瘟病诱导水稻幼苗叶片氧化还原系统的特征谱变化[J].江苏农业科学,2014,42(12):141.
　Tang Cheng,et al.Characteristic spectral changes of redox homeostasis system in rice seedling leaves induced by rice blast[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(23):141.
[10]万云龙.优质水稻—春甘蓝轮作高效栽培模式[J].江苏农业科学,2014,42(12):90.
　Wan Yunlong.Efficient cultivation mode of high quality rice-spring cabbage rotation[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(23):90.
[11]杨士红,孙潇,朱艳,等.水氮联合管理对稻田产量及水肥利用效率的影响[J].江苏农业科学,2016,44(06):123.
　Yang Shihong,et al.Effects of water and nitrogen management on rice yield and water and nitrogen use efficiencies of paddy fields[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(23):123.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2018-04-11
基金项目：国家自然科学基金(编号：31671614、31371562)；江苏省农业科技自主创新资金［编号：CX(18)3007］；江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(编号：NY-105)；扬州大学大学生学术科技创新基金(编号：x20170632)。
作者简介：彭如梦(1993—)，女，安徽蚌埠人，硕士研究生，主要从事水稻生理生态研究。E-mail：872708697@qq.com。
通信作者：刘立军，博士，教授，主要从事作物栽培生理的教学与科研工作。E-mail：ljliu@yzu.edu.cn。

常用功能

更新日期/Last Update: 2018-12-05