1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1.课题意义
水稻是中国最主要的粮食作物之一，是全世界约1/3人口的主要粮食来源。中国是世界上最大的种植水稻的国家，中国的水稻常年种植面积约 3 000 万 hm2，约占全国粮食种植面积的 27%，占世界水稻种植面积的 20％；总产量近 2 亿 t，约占全国粮食总产量的 35%，占世界稻谷总产的 35％；水稻平均单产 6.687 t/hm2 [资料来源：联合国FAO数据库，2014]。我国水稻的种植，为保障粮食供应的安全和社会的稳定起到了十分重要的作用。
随着水稻产量水平的提高，我国化肥特别是氮肥的施用量也在不断的增加。据世界粮农组织统计， 目前我国氮肥用量占全球氮肥用量的 30%，19611999 年，全球氮肥用量(以元素 N 计) 从 1.16107t 增加到 8.55107t， 增加了 6.4倍。而我国同期氮肥用量增加了 43.8 倍[1]。事实上，中国在1996年的氮肥用量就已经超过了25106t，大大超过了鲁如坤等专家的预测[2]。2011年，中国氮肥用量为38.2106t，占全球氮肥用量的34％，是世界第一大消费大国。中国稻田单季水稻氮肥用量平均为180kg/ha，这一用量比世界稻田氮肥单位面积平均用量大约高75％左右[3-4]。水稻产量较高的江苏平均为 272.24 kg/ha，苏南地区甚至达到 300 kg/ha，比世界平均施氮量 103 kg/ha高出191.26%， 超过国际上公认的年施氮量 225 kg/ha的安全标准达 33.36%[5]。 由此可见，我国稻田氮肥用量已经处于相当高的水平。在我国氮肥利用率如此之低，有很大一部分原因要归结于施氮量过多，氮肥运筹不合理[6-8]。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目的
通过不同施氮水平和水分处理的水稻大田试验，测定植株器官的含氮量和器官干重动态变化、不同深度的根长动态变化以及根系的总根长、总表面积、体积和直径等。分析研究氮水处理对水稻根系形态特征变化的规律，并且研究水稻根系形态变化与地上部形态及其产量等的相互关系。研究结果预期将为水稻氮水管理和根系生长调控提供参考和依据。
2.研究内容
3. 研究的方法与方案
通过不同施氮水平和水分处理的水稻试验，测定植株器官的含氮量和器官干重动态变化、不同深度的根长动态变化以及根系的总根长、总表面积、体积和直径等。分析研究氮水处理对水稻根系形态特征变化的规律，并且研究水稻根系形态变化与地上部形态及其产量等的相互关系。研究结果预期将为水稻氮水管理和根系生长调控提供参考和依据。
技术路线图见附件
4. 研究创新点
以图像分析法获取了水稻根系的总根长、总根数、各类根长、总体积、总表面积、吸收比表面积等指标，研究不同氮水处理下大田水稻根系的形态特征；使用微根管法时时无损检测水稻根系，获得活根系图像研究了水稻根系在不同土层的分布规律。
5. 研究计划与进展
（一）研究计划
2015.072015.10 阅读大量和水稻根系、氮素以及水分等相关的文献，完成田间试验，不同施氮水平的水稻试验和不同水分处理的水稻试验。
2015.112015.12进行室内试验，整理实验数据，分析试验数据，深度挖掘。
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