探寻水稻灌溉新策略:提升水生产力与优化水足迹的关键研究

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Environmental and Sustainability Indicators 5.4

编辑推荐:

  在泰国,水稻作为主要出口商品,受气候干旱影响严重。研究人员开展了水稻灌溉实践对其生理特性、水生产力及水足迹影响的研究。结果显示不同灌溉方式下生理指标差异不显著,但用水有别,AWD 和 SSI 显著提高水生产力。该研究为可持续灌溉提供参考。

  在全球气候变幻莫测的当下,水资源短缺已成为制约农业发展的关键瓶颈。泰国,作为重要的水稻出口大国,其水稻产业在国民经济中占据着举足轻重的地位。然而,气候引发的干旱状况却让泰国的稻田面临着前所未有的挑战。水稻,这种对水分高度依赖的作物,在干旱的威胁下,生长发育受阻,产量和品质均受到不同程度的影响。如何在有限的水资源条件下,保证水稻的正常生长,提高水资源利用效率,成为了亟待解决的难题。为了攻克这一难关,来自未知研究机构的研究人员积极开展了一项意义非凡的研究。他们深入探究了三种灌溉方式 —— 连续淹灌(CF)、交替湿润与干燥(AWD)和饱和土壤灌溉(SSI)对水稻生理参数和水利用情况的影响。该研究成果发表在《Environmental and Sustainability Indicators》杂志上,为水稻种植的可持续发展提供了宝贵的理论依据和实践指导。
研究人员在实验过程中,主要采用了对比试验的方法。他们设置了不同灌溉方式的试验组,在两个作物生长季,对各试验组水稻的各项生理指标和用水数据进行了详细的记录与分析。在记录生理指标时,运用了专业的测量仪器来获取气孔导度(gsw)、叶温(Tleaf)、叶绿素荧光(Fs)等数据。同时,对水稻的产量、用水量进行精确测定,以此来计算水生产力(WPIR)和消耗性水足迹(WFconsumption) 。

不同灌溉方式对水稻生理特性的影响


研究人员对水稻的气孔导度(gsw)、叶温(Tleaf)、叶绿素荧光(Fs)、量子产量(ΦPsII)、渗透压以及丙二醛(MDA)含量等生理特性进行了测定。令人意外的是,研究结果表明,三种灌溉方式下,这些生理性状并没有显著差异。这意味着,在不同的水分供给模式下,水稻自身的生理调节机制能够在一定程度上维持相对稳定的生理状态,以适应外界环境的变化。例如,气孔导度作为衡量植物气体交换和水分散失的重要指标,在三种灌溉方式下保持相近水平,说明水稻可以通过调节自身的生理过程,在不同水分条件下维持气体交换的相对稳定,保障光合作用的正常进行。

不同灌溉方式对水稻用水量和产量的影响


在用水量方面,研究数据呈现出明显的差异。在第一个作物生长季,CF、SSI 和 AWD 的用水量分别为 9931、7106 和 7338 立方米 / 公顷;到了第二个生长季,用水量分别变为 9427、5746 和 5794 立方米 / 公顷。由此可见,CF 的用水量显著高于 SSI 和 AWD,这表明连续淹灌这种传统的灌溉方式,在水资源利用上存在着较大的浪费。而在产量方面,不同灌溉方式下的水稻产量却较为相似。第一个生长季,CF、SSI 和 AWD 的产量分别为 4.13、4.03 和 4.08 吨 / 公顷;第二个生长季,产量分别为 4.21、4.23 和 4.66 吨 / 公顷 。这一结果充分说明,即使减少灌溉用水,在合适的灌溉策略下,水稻依然能够保持相对稳定的产量,为水资源的合理利用提供了可能。

不同灌溉方式对水稻水生产力和水足迹的影响


水生产力(WPIR)是衡量水资源利用效率的关键指标。研究发现,在第一个作物生长季,CF、SSI 和 AWD 的水生产力分别为 0.42、0.57 和 0.56 千克 / 立方米;在第二个生长季,这一数据分别为 0.45、0.74 和 0.80 千克 / 立方米。可以看出,SSI 和 AWD 显著提高了水生产力,意味着在这两种灌溉方式下,每消耗单位体积的水能够产出更多的水稻,大大提升了水资源的利用效率。同时,消耗性水足迹(WFconsumption)也因灌溉方式的不同而有所变化。第一个生长季,CF、SSI 和 AWD 的消耗性水足迹分别为 2607、1976 和 2007 立方米 / 吨;第二个生长季则变为 2431、1549 和 1401 立方米 / 吨,其中直接蓝水足迹类别占比最高。较低的水足迹意味着在水稻生产过程中对水资源的消耗更少,从侧面反映了 SSI 和 AWD 在水资源可持续利用方面的优势。

综合上述研究结果,该研究得出结论:不同的灌溉方式虽然对水稻的生理特性影响较小,但在用水量、水生产力和水足迹方面却有着显著差异。交替湿润与干燥(AWD)和饱和土壤灌溉(SSI)相较于连续淹灌(CF),不仅能够显著提高水生产力,还能有效降低水足迹,在水资源利用效率上表现更为出色。这一研究成果意义重大,为水稻种植者和农业管理者提供了科学的灌溉策略参考,有助于推动气候适应性强、资源高效利用的水稻生产系统的构建。通过合理选择灌溉方式,能够在保障水稻产量的同时,最大程度地节约水资源,实现农业的可持续发展。在未来的农业生产中,应进一步推广和应用这些高效的灌溉技术,让有限的水资源发挥更大的价值,为应对全球气候变化和粮食安全问题贡献力量。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号