优化灌溉与施氮策略协同提升再生稻系统生产力及资源利用效率的生理机制研究

本研究通过两年田间试验，揭示了交替湿润与适度落干灌溉（WMD）结合427.5 kg N/ha（主季243 kg/ha+再生季184.5 kg/ha）的氮肥管理可显著提升再生稻系统生产力。WMD通过提高土壤氮磷钾含量和阳离子交换量（CEC），增强根系氧化活性（ROA）和光合势（PP），使主/再生季产量分别提升11.0%和16.1%，氮肥偏生产力（NPFP）提高12.9%。研究为南方再生稻节水减肥增效栽培提供了理论依据。

　　

1 引言

再生稻"一种两收"模式在中国南方稻区具有显著增产潜力，但灌溉与氮肥的协同效应尚不明确。研究以籼型杂交稻"两优6326"为材料，设置常规淹灌（CF）与WMD两种灌溉模式，配合5个施氮水平（N₁₀₀-N₆₀），探究其对双季产量形成的影响机制。

2 材料与方法

试验在河南信阳农业科学院试验基地开展，采用裂区设计。WMD通过土壤水势传感器精准控水，在-20 kPa时复水。主季氮肥按基蘖肥:穗肥=6:4分配，再生季按促芽肥:促苗肥=2:1施用。测定包括叶片面积指数（LAI）、根系α-萘胺氧化力（ROA）、土壤速效养分等指标。

3 结果

3.1 双季产量表现

WMD使主季每穗粒数和千粒重分别增加2.0%和2.6%，再生季穗数提升9.9%。在N₉₀处理下，双季产量达峰值（主季8.72 t/ha，再生季5.34 t/ha），较CF增产11.0-16.1%。

3.2 光合生理特性

WMD显著提高灌浆期净同化率（NAR）6.3%，成熟期ROA增加20.2%。结构方程模型显示，土壤CEC每提升1单位，通过LAI和ROA间接使干物重（DMW）增加1.913*和-0.930路径系数。

3.3 土壤微环境

WMD处理下土壤碱解氮、速效钾分别提高20.9%和5.8%，CEC增加12.3%。Mantel分析表明，土壤速效磷与再生季产量呈极显著正相关（r=0.82**）。

3.4 氮素利用效率

WMD使氮肥农学效率（NAE）提升13.3%，其中N₉₀处理NAE达24.7 kg/kg，较CF提高32.1%。

4 讨论

WMD创造"湿-干-氧"交替的根际环境，促进细胞分裂素合成，延缓叶片衰老。适度落干阶段产生的水分胁迫信号激活淀粉合成酶（SS）和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase），促进同化物向籽粒转运。研究首次发现主季WMD对再生季的"遗留效应"，其通过维持母茎可溶性糖含量（>3.2 mg/g）为再生芽萌发提供碳源。

5 结论

推荐采用WMD配合主季243 kg N/ha+再生季184.5 kg N/ha的优化模式，可实现节水20-30%的同时，使再生稻系统周年产量突破14 t/ha。该研究为长江流域再生稻绿色生产提供了可复制的技术范式。