膜下滴灌旱種對寒地水稻產量構成因素及產量的影響

呂艷東+孫立明+周健+姜玉偉+潘世駒+蔡永盛+姜紅芳+陳建新+花子瑤+鄭桂萍

摘要：以94份寒地早粳稻為材料，采用隨機區組試驗設計，研究膜下滴灌旱種對寒地水稻產量構成因素及產量的影響。結果表明：膜下滴灌旱種對水稻產量構成各因素、生物產量、經濟系數、理論產量的影響具有雙向性，且均偏向負向影響；膜下滴灌旱種降低了水稻產量構成因素（結實率除外）、生物產量、經濟系數、理論產量的變異度；穗數、生物產量、理論產量對膜下滴灌旱種的反應較敏感，結實率、千粒質量對膜下滴灌旱種的反應較遲鈍；穗粒數較多、生物產量、經濟系數較高的水稻種質具有相對較強的旱種適應性；產量構成因素、生物產量、經濟系數對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其理論產量對膜下滴灌旱種的反應較敏感；生物產量、理論產量、千粒質量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其千粒質量、理論產量、生物產量較高。

關鍵詞：膜下滴灌旱種；寒地水稻；生物產量；經濟系數

中圖分類號： S511.01

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0145-04

中國水稻種植面積約占糧食播種面積的30%，稻谷總產量約占糧食總產量的40%，是中國種植范圍最大、涉及“三農”面最廣的主糧作物，也是農民增產增收的重要產業之一[1]。中國人均水資源較少，由于缺水每年造成國民經濟直接損失巨大，在中國各地均有因缺水而導致水稻種植受到影響的情況發生[2-4]。水稻生產受到日益嚴重的干旱缺水等自然條件影響，因此，對于中國這樣一個缺水的國家來說，發展節水型水稻育種、生產迫在眉睫。滴灌是當前世界最先進的微灌技術之一，把工藝節水和農藝措施進行有機結合，是缺水地區一種有效利用水資源的灌水方式[5]。中國已在滴灌棉花、加工番茄、辣椒、黃瓜、洋蔥、馬鈴薯等經濟作物及小麥、玉米等糧食作物滴灌栽培技術上取得關鍵突破[6-16]，在中國各地推廣應用滴灌作物的種類達30余種，作物節水灌溉推廣面積與日俱增。近年來，有關水稻高效節水灌溉方面的研究很多[17-19]。關于水稻膜下滴灌旱種效果僅在新疆維吾爾自治區、寧夏回族自治區初見成效[20-21]，但是有關水稻特別是寒地水稻的膜下滴灌旱種方面研究很少。本研究以水稻產量構成因素和理論產量為對象，對水稻膜下滴灌旱種適應性進行系統研究，以期為適合水稻膜下滴灌旱種品種篩選提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試品種

選取黑龍江八一農墾大學農學院水稻研究室收集的94個寒地早粳稻品種（系）供試。

1.2 試驗設計

試驗于2012年在大慶市王家圍子水田基地進行。5月4日整地、施底肥。5月6日浸種。5月10日區劃。5月12日人工播種：膜寬90 cm，膜上種4行；小區內行距15 cm-30 cm-15 cm，穴距13 cm，小區間橫向間距40 cm，小區間縱向間距20 cm；旱直播芽谷，單穴點播，5～7粒，超過7株間苗；每品種4行，每行10穴；按品種熟期分類，每類隨機排列，隨機區組，3次重復。5月13日覆膜，5月22日出苗，6月6日施分蘗肥。試驗處理：對照（CK）：旱種覆膜，3葉1心期后撤膜，常規生產水分管理；膜下滴灌處理（M）：旱種覆膜，3葉1心期后，當田面以下15 cm體積含水量低于對照70%時灌水，全生育期重復進行（其間降雨則馬上排水）。使用MPM-160B型水分儀測定土壤水分，測定深度為田面下15 cm，5點測定。供試草甸土土壤養分含量狀況為：堿解氮含量175.01 mg/kg，有效磷含量 26.45 mg/kg，速效鉀含量90.62 mg/kg，有機質含量3.05%，pH值8.38。

1.3 考種方法

水稻收獲前每個品種選取有代表性的植株2穴，帶回實驗室考察農藝性狀、產量構成因素各指標，測定指標有穴穗數、穗質量、草質量、實粒數、空秕粒數，并稱取粒質量，計算生物產量、經濟系數、結實率、千粒質量。膜下滴灌旱種適應性反應指數（adaptation of upland rice under drip irrigation with plastic film mulching response index，ARI）=處理區膜下滴灌旱種性狀表型值/對照區性狀表型值×100%。ARI值大小表明各品種對膜下滴灌旱種反應的敏感程度，ARI值大表明遲鈍，否則相反。

1.4 數據分析

利用Excel、DPS 統計軟件分析數據。

2 結果與分析

2.1 膜下滴灌旱種對水稻產量構成因素的影響

與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種穗數發生了變化（圖1），其中穗數減少，ARI在60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有6、9、24、20份；穗數增加，ARI>100%的材料有35份。上述結果說明，膜下滴灌旱種對穗數的影響具有雙向性，但偏向負向影響。與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的穗粒數發生了變化（圖2），其中穗粒數減少，ARI在60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有1、9、25、31份；穗粒數增加，ARI>100%的材料有28份。由此可知，膜下滴灌旱種對穗粒數的影響具有雙向性，但偏向負向影響。

與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的結實率發生了變化（圖3），其中結實率降低且ARI在80%～90%、90%～100%之間的材料分別有6、67份；結實率增加且ARI>100%的材料有21份。上述結果說明，膜下滴灌旱種對結實率的影響具有雙向性，且以ARI在90%～100%之間的材料分布最多，占參試材料總數的71%。與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的千粒質量發生了變化（圖4），其中千粒質量減小且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有2、2、55份；千粒質量增加且ARI>100%的材料有35份。上述結果說明，膜下滴灌旱種對千粒質量的影響具有雙向性，且以ARI在90%～100%之間的材料分布最多，占參試材料總數的58.5%。

2.2 膜下滴灌旱種對水稻生物產量、經濟系數的影響

與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的生物產量發生了變化（圖5），其中生物產量降低且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有36、17、19份；ARI>100%的材料有22份。上述結果說明，膜下滴灌旱種對生物產量的影響具有雙向性，且以ARI在<80%的材料分布最多，占參試材料總數的38.3%。與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的經濟系數發生了變化（圖6），其中經濟系數減小且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有5、13、29份；經濟系數增加且ARI>100%的材料有45份。上述結果說明，膜下滴灌旱種對經濟系數的影響具有雙向性。

2.3 膜下滴灌旱種對水稻產量的影響

與自然正常條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的理論產量發生了變化（圖7），膜下滴灌旱種下供試材料的理論產量降低且ARI<60%、60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%的材料分別有9、15、12、17、17份；理論產量增加且ARI>100%的材料有24份。上述結果說明，膜下滴灌旱種對理論產量的影響具有雙向性，但偏向負向影響。

由表2可知，膜下滴灌旱種下水稻穗數、穗粒數、千粒質量、生物產量、經濟系數、理論產量的變異系數均小于自然條件下的，說明膜下滴灌旱種減小了水稻上述性狀的變異度；膜下滴灌旱種下水稻結實率的變異系數大于自然條件下的，說明膜下滴灌旱種增加了水稻結實率的變異度。水稻穗數、生物產量、理論產量的膜下滴灌旱種適應性反應指數變異系數分別為20.9%、24.5%、25.4%，其變異系數較大，對膜下滴灌旱種的反應較敏感；結實率、千粒質量的膜下滴灌旱種適應性反應指數變異系數分別為4.6%、6.8%，其變異系數較小，對膜下滴灌旱種的反應較遲鈍；穗粒數、經濟系數的膜下滴灌旱種適應性反應指數變異系數居中。

2.4 水稻產量構成因素與產量之間的關系

由膜下滴灌各性狀間相關關系可見，膜下滴灌旱種下水稻理論產量與穗粒數呈極顯著正相關，穗數與穗粒數呈極顯著負相關，穗粒數與結實率、千粒質量呈極顯著負相關。以上結果表明，穗粒數較多的水稻種質具有相對較強的旱種適應性。由膜下滴灌旱種反應指數間相關關系可見，水稻理論產量的ARI與穗數、穗粒數、結實率、千粒質量的ARI呈顯著或極顯著正相關。以上結果表明，穗數、穗粒數、結實率、千粒質量對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其理論產量對膜下滴灌旱種的反應較敏感（表3）。

從膜下滴灌旱種下各性狀與膜下滴灌旱種反應指數間相關關系可見，除穗數外，其他產量構成因素的ARI與其自身的表型值均呈極顯著正相關，說明產量構成因素對膜下滴灌旱種的反應程度與其自身性狀的表型值大小聯系密切。理論產量的ARI與千粒質量呈極顯著正相關，千粒質量的ARI與理論產量均呈極顯著正相關，說明理論產量、千粒質量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其千粒質量較高、理論產量較高（表4）。

2.5 生物產量和經濟系數與產量的關系

理論產量與生物產量、經濟系數均呈極顯著正相關，相關系數分別為0.88**、0.23**。以上結果表明，生物產量和經濟系數較高的水稻種質具有相對較強的旱種適應性。理論產量的ARI與生物產量、經濟系數的ARI均呈極顯著正相關，相關系數分別為0.84**、0.349**，以上結果表明，生物產量和經濟系數對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其理論產量對膜下滴灌旱種的反應較敏感。理論產量的ARI與生物產量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.43**。生物產量的ARI與理論產量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.56**，說明理論產量和生物產量對膜下滴灌旱種反敏感度材料，其生物產量、理論產量較高。

3 結論

本研究結果表明，膜下滴灌旱種對寒地水稻產量構成各因素、生物產量、經濟系數、理論產量的影響具有雙向性，且均偏向負向影響。膜下滴灌旱種降低了寒地水稻產量構成因素（結實率除外）、生物產量、經濟系數、理論產量的變異度。穗數、生物產量、理論產量的變異系數較大，對膜下滴灌旱種的反應較敏感；結實率和千粒質量的變異系數較小，對膜下滴灌旱種的反應較遲鈍；穗粒數和經濟系數的變異系數居中。穗粒數較多、生物產量、經濟系數較高的水稻種質具有相對較強的旱種適應性；產量構成各因素、生物產量和經濟系數對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其理論產量對膜下滴灌旱種的反應較敏感；生物產量、理論產量、千粒質量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其千粒質量、理論產量、生物產量較高。

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