不同灌溉方式对宁夏盐渍化土壤水盐运移、水稻产量及水分利用效率的影响OA

【目的】探明不同灌溉方式对宁夏盐渍化稻田土壤水盐运移、水稻产量及水分利用效率的影响及其生理机制,以明确适宜该地区的水稻灌溉方式。【方法】以当地主栽品种宁粳52为试验材料,通过2年田间定位试验,系统研究传统灌溉(CK)与不同水平干湿交替灌溉方式(W1、W2、W3处理,即水稻分蘖初期至灌浆末期,土壤水势降至-10、-20、-30 kPa后恢复水层,再落干,如此循环)下土壤水盐运移规律、水稻生理特性、产量及水分利用效率,并运用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)探究各变量间的关系。【结果】不同灌溉方式显著改变了土壤水盐分布,其中0—40 cm土层是盐分淋洗主要发生区域。相较于CK,W1处理导致0—40 cm土层含水率下降11.46%,0—20 cm土层电导率(EC)增长8.43%,20—40 cm土层脱盐率达6.14%,明显优于CK(2.21%)。生理分析显示,相较于CK,W1处理显著增加了抽穗期和灌浆期的根长、根体积和根冠比,且提高了灌浆期的根系活力、根系总吸收面积和活跃吸收面积,并增强冠层光合效能(叶片叶绿素相对含量(SPAD)和净光合速率),最终使产量提高3.96%—4.75%,水分利用效率提高18.30%—19.77%。相比之下,W2和W3处理下的土壤含水率下降明显,土壤盐分积累增多、根系发育受阻、光合效率下降,产量降幅达20.00%—46.46%。利用PLS-PM进一步分析表明,不同灌溉方式通过调控土壤水盐、根系形态和生理来影响水稻冠层光合效能,进而直接或间接影响产量。其中,冠层光合效能是影响水稻产量的主要驱动因子。【结论】-10 kPa下的干湿交替灌溉方式,通过协调水盐分布、改善根系形态生理和光合效率,实现盐渍化稻田水稻节水增产,可作为宁夏盐渍化地区适宜的灌溉方式。