半干旱地區不同灌溉方式對粳稻生長發育及產量的影響

胡繼芳++劉傳增++馬波++譚可菲++趙富陽++王宇先+++柴麗麗++王成++周超

摘 要：為了探討半干旱地區如何節水種稻，試驗以墾稻12和龍粳21兩個水稻品種為供試材料，設3個灌溉處理（濕潤、間歇和常規灌溉），通過田間小區對比，研究不同灌溉方式對水稻生長發育及產量的影響。結果表明：兩個水稻品種在節水灌溉條件下株高降低，有效分蘗莖數增多，干物質積累量增加，根冠比增大，產量提高。其中間歇灌溉處理產量最高，墾稻12和龍粳21產量分別較常規灌溉增產22.8%和20.0%，差異達極顯著水平。

關鍵詞：粳稻；濕潤灌溉；間歇灌溉；生長發育；產量

中圖分類號：S275 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.03.006

水稻的生長發育受到遺傳特性的影響，其一生需要大量水源來支撐，所以水源是發展水稻生產的先決條件。然而北方稻區處于干旱與半干旱地區，尤其是齊齊哈爾地區，十年九旱，水資源嚴重不足，水量供需矛盾更是日益突出。當今，在水資源緊缺儼然成為一個全球性問題時[1-2]，研究水稻節水灌溉對節約水資源，提高水分利用效率，改善農業生態環境具有十分重要的意義[3-4]。試驗通過研究不同灌溉方式對水稻生長發育的影響，探討水稻在節水條件下的生長情況，以期為半干旱地區發展節水灌溉栽培提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗材料為黑龍江省第二積溫區早熟水稻品種墾稻12和龍粳21。試驗于2011年在黑龍江省農科院齊齊哈爾分院水田試驗地進行，試驗地基礎條件為有機質27.8 g·kg-1、全氮1.22 g·kg-1、堿解氮113.5 mg·kg-1、速效磷26.3 mg·kg-1、速效鉀117.4 mg·kg-1，pH值7.2。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計 試驗設濕潤灌溉和間歇灌溉2種節水處理，以常規灌溉（淹灌）為對照。隨機區組排列，3次重復，共18個小區，每個小區面積20 m2，單排單灌，用擋板隔離各小區，以防止水分的串灌。插秧密度為當地常用插秧規格30.0 cm×13.3 cm，每穴3～5株。4月16日播種，5月23日移栽，除水分管理外，其它田間管理同于一般生產田。不同灌溉處理田間水分控制上下限見表1，插秧后至返青期各灌溉處理均保持 3 cm 的水層，以后土壤水分到達控制下限即灌至設計上限，如此循環到乳熟期，黃熟期自然落干。

1.2.2 測定項目 從節水處理開始記錄灌水日期、灌水量及降雨情況，調查生育時期；在水稻返青活棵后觀測株高和莖蘗動態，每小區定點10穴，每7 d調查1次株高及莖蘗數；在水稻不同生育時期選取有代表性的植株取樣烘干，測定植株干質量，計算根冠比；成熟期各小區查30叢測定產量結構，同時每小區選6 m2左右實割進行產量實測。試驗數據采用EXCEL和DPS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同水分灌溉處理對水稻生育期的影響

不同節水灌溉方式對水稻的生育進程有一定的影響，從表2可以看出，節水灌溉處理下的水稻分蘗期均早于常規灌溉，這說明濕潤灌溉和間歇灌溉的水層較淺或無水層條件下，土壤溫度和水溫比常規灌溉溫度高，土壤通氣性好，利于水稻分蘗的早生快發，節水灌溉比常規灌溉提前2～3 d進入分蘗期；濕潤灌溉下水稻的抽穗期和黃熟期與常規灌溉相近或略晚，間歇灌溉下水稻的抽穗期和黃熟期則略早于常規灌溉，這是由于間歇灌溉在能滿足植株需水要求下，又能提供足夠的氧氣促進水稻根系發展，利于后期灌漿成熟，而濕潤灌溉在進入生殖生長期后需水量大，該灌溉滿足不了植株的大量需水，延遲水稻灌漿成熟。

2.2 不同水分灌溉處理對水稻株高的影響

不同水分條件對水稻株高的影響也是顯而易見的。圖1表明，不同水分灌溉處理下，水稻株高變化趨勢基本一致，但植株最終高度與灌水量的多少相關。從圖1可以看出，在進入拔節期前各灌溉處理株高差異不大，進入拔節期后株高差距逐漸拉大，節水灌溉條件下水稻株高明顯偏矮，說明節水灌溉會抑制水稻株高正常伸長?？赡苡捎诠澦喔饶苡行У馗纳仆寥拉h境，促進水稻分蘗莖數增多，把較多的營養用于分蘗上，而使株高增長緩慢，從圖1中可以看出，兩個水稻品種株高的大小排序均為：常規灌溉>間歇灌溉>濕潤灌溉。

2.3 不同水分灌溉處理對水稻分蘗的影響

由圖2可見，3種灌溉方式下水稻分蘗規律基本一致，均呈現出先增后減的特點，在幾種灌溉處理中濕潤灌溉分蘗莖數最高，常規灌溉最低。節水灌溉對田間土壤水分的控制，增加土壤中氧含量，有效地改善了土壤通透性，創造利于水稻分蘗的生長環境，促進前期分蘗的發生，加快群體基蘗數的增加，同時可減少無效分蘗的生長而提高有效分蘗莖數。所以，灌溉方法不同不會改變水稻分蘗的基本規律，只會影響水稻分蘗增加或減少的速度與幅度，以致影響到最終有效分蘗莖數，從有效分蘗莖數來看，兩個品種的節水灌溉處理效果均為濕潤灌溉>間歇灌溉>常規灌溉。

2.4 不同水分灌溉處理對水稻干物質重的影響

從圖3可以看出，不同灌溉處理下的兩個水稻品種植株地上干質量變化隨生育進程變化趨勢基本一致，均表現逐漸增加。在不同生育時期兩種節水灌溉處理的地上干物質重均高于常規灌溉，說明適度的節水有利于干物質積累。其中分蘗期和齊穗期地上干物質重均以濕潤灌溉處理最高，而成熟期則以間歇灌溉處理最高，這是由于濕潤灌溉在水稻灌漿后期供水不足，不能滿足植株對水分的大量需求，引發植株早衰，籽粒成熟度不充分所致。

根系干質量是水稻根系生長狀況的集中體現，反應了根系的發達程度。圖4可以看出不同灌溉處理的根系干質量在生育期內呈先上升后下降的趨勢，到齊穗期根系干質量達到最大，然后逐漸下降，且節水處理的根干質量明顯高于常規灌溉，說明節水灌溉有利于改善土壤環境，使根系發達粗壯。

根冠比反映了根系與地上部分之間干物質積累的關系。從圖5可以看出，從分蘗期到成熟期水稻的根冠比呈現出遞減的趨勢，說明在生育前期，水稻是以根系生長為主，隨著生育進程的增加，水稻葉片、莖稈、穗等地上部分逐漸成為生長中心，根冠比逐漸減小。且2種節水灌溉處理的根冠比較大，表明節水灌溉處理土壤環境良好，利于根系生長，根系吸收力強，促進地上部分光合產物積累，這也是節水灌溉地上干物質積累量高的原因。常規灌溉處理地上及地下干物質積累均低于節水灌溉處理，這是由于稻株一直處于淹水狀態，根系得不到充分氧氣供應，導致根系和地上部分生長均受影響。

2.5 不同水分灌溉處理對水稻農藝性狀及產量的影響

由表3可知，兩個品種的穗長、每穗實粒數、結實率及千粒質量均是以間歇灌溉處理最高；株高則是常規灌溉最高，每穴有效穗數最少；而濕潤灌溉處理植株最矮，每穴有效穗數最多?？梢?，節水灌溉處理不存在所有農藝性狀表現均最優的情況，只是部分性狀表現相對優良。所以通過產量因子綜合作用，2種節水灌溉處理的最終產量均明顯高于常規灌溉，其中品種龍粳21在濕潤灌溉和間歇灌溉處理的產量分別為9 264.7 kg·hm-2和9 812.8 kg·hm-2，分別較常規灌溉條件下增產13.3%和20.0%；品種墾稻12在濕潤灌溉和間歇灌溉處理下的產量分別為9 253.5 kg·hm-2和10 121.3 kg·hm-2，分別較常規灌溉條件下增產12.3%和22.8%。兩個品種在濕潤灌溉和間歇灌溉處理下產量均與常規灌溉處理的產量增加達極顯著水平，且均是間歇灌溉處理產量最高。

3 結論與討論

通過不同灌溉方式對水稻農藝性狀及產量影響的綜合分析，墾稻12和龍粳21兩個水稻品種在節水灌溉條件下均表現株高降低，有效分蘗莖數增多，干物質積累量增加，根冠比增大，產量增加，并且以間歇灌溉處理產量最高。

從株高上來看，作為水稻生長發育及干物質積累的一個重要指標，土壤水分狀況直接影響著水稻的生長發育動態，本研究結果表明，濕潤灌溉和間歇灌溉處理的株高比常規灌溉處理的株高均有所降低，這與張榮萍的研究結果一致[5]，而與魏曉敏得出適宜節水可以增加水稻株高的結果略有不同[6]，這可能是由于試驗地塊與灌溉方法的不同而使結果有所差異；從干物質積累來看，研究結果得出，濕潤灌溉和間歇灌溉無論是地上還是地下干物質積累均比常規灌溉有所增加，且根冠比也增大，這樣既能為稻株的生長發育吸收較多的水分和養分，也能為獲得高產穩產奠定基礎，張榮萍研究結論也證實了這一點[5]；從產量性狀來看，濕潤灌溉和間歇灌溉處理下的有效分蘗莖數、每穗實粒數、結實率等產量因子高于常規灌溉處理，這與相關學者的研究結論一致 [5-7]，但濕潤灌溉處理后期水分供應不足，水稻容易出現早衰，導致水稻籽粒不飽滿，千粒質量較低，產量增加幅度有限，而間歇灌溉處理的綜合性狀表現相對優良，最終產量相對較高。

可見，間歇灌溉處理根據水稻生物學特性適期適宜減少灌水量，不僅能改善土壤生態環境，促進根系向土壤深層延伸，根系發達，同時保證有效分蘗莖數，株高偏矮粗壯，地下部與地上部生長協調，有效的調節莖、蘗、穗、粒的生長及干物質積累與轉化，使得最終有效穗數、穗粒數、結實率及千粒質量等產量因子得到有效提升，從而達到形成較高產量的目的。因此，水稻間歇灌溉方式在半干旱地區有推廣價值。

參考文獻：

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