控制灌溉對南疆水稻品種生長及產量的影響

文孝榮 趙志強 王奉斌 唐福森 康民泰 袁杰* 石書兵

（1新疆農業大學農學院，烏魯木齊830052；2新疆農業科學院溫宿水稻試驗站，阿克蘇843100；3新疆農業科學院核技術生物技術研究所，烏魯木齊 830091；第一作者：348272317＠qq.com；*通訊作者：649289794＠qq.com；691467566＠qq.com）

水稻對新疆農業生產起著巨大作用。穩定和發展新疆水稻種植面積，對新疆農業生產發展以及人民生活水平的提高都有著重要的意義[1]。新疆因其獨特的氣候、地理、土壤等自然條件，水稻產量高、品質好，被人們所青睞[2]。

在整個生育期里，每667 m2水稻灌水300～400 m3就可滿足其生理需求。但因新疆獨特的氣候條件，水蒸發量更大，加上不合理的灌溉，在實際水稻生產中，平均每667 m2用水量超過850 m3，甚至更多，造成用水的極大浪費，影響了水資源的可持續利用[3-4]。因此，研究水稻控制灌溉技術，在保證高產優質的前提下，減少灌溉水的浪費，對促進水稻生產的節本增效具有重要意義[5-7]。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2018年設在新疆農業科學院溫宿水稻試驗站，試驗田土壤肥力中等偏上，耕作層主要集中在0～20 cm，有機質 39.83 g/kg、速效氮 220.5 mg/kg、速效磷 43.9 mg/kg、速效鉀 324.31 mg/kg、pH 值 8.05；0～20 cm土壤體積飽和含水量52.5%；前茬種植水稻。

1.2 試驗材料

選用新稻11號與新粳2號為試驗材料，均由新疆農業科學院選育。其中，新稻11號為南疆地區主栽品種，每年種植面積在3.4萬hm2以上。

1.3 試驗設計

試驗設常規灌溉和控制灌溉2個處理，每個處理設3次重復，小區隨機排列，每個小區面積為160 m2（種植2個品種），品種中間留寬為60 cm的走道，每個處理單獨隔開，做防水處理，以防各小區之間水分互相滲漏。4月5日育苗，5月5日進行人工插秧，平均每叢5株，株行距30 cm×15 cm，田間管理與大田生產管理相同。

控制灌溉處理：在水稻秧苗移栽后，灌入深水進行護苗，保證返青活苗，但是水深不能淹過苗心，在返青以后的田面不再建立水層，進行控制灌溉管理。根據不同生育時期需水量控制土壤水分，以土壤飽和含水率為上限，土壤飽和含水率的60%～80%為下限，在土壤含水量達到控制下限時開始灌水。

常規灌溉處理（CK）：水稻全生育期灌水同當地大田生產，采用抽水灌溉。

據統計，插秧后，常規灌溉處理灌水的次數為20次，控制灌溉處理灌水的次數為16次，控制灌溉用水量為438.5 m3，常規灌溉為572.9 m3，控制灌溉比常規灌溉節約用水23.5%。

1.4 測定項目及方法

表1不同處理生育期比較

表2不同處理水稻總莖數情況 （株/10叢）

表3不同處理的水稻株高變化（cm）

1.4.1 各處理需水量

每5 d觀測1次土壤含水量，在土壤含水量接近控制下限（根據張力計讀數確定）時進行抽水灌溉，試驗各小區裝有進水管，并裝有配套的水表（或流量計），采取水泵抽水計量，記錄每次抽水時間、灌水量。

1.4.2 分蘗消長動態

返青后，每個重復選擇生長均勻的連續10叢進行定點，每5 d觀測1次莖蘗數，直至抽穗后莖蘗數不再變化。

1.4.3 農藝性狀

1.4.3.1 株高 返青后，每個重復選擇生長均勻連續10叢進行定點，每5 d測量1次，直至株高不在變化，抽穗后測量地面至最高穗尖的高度，抽穗前測量地面至每叢最高葉尖的高度。

1.4.3.2 葉面積指數 在分蘗期、拔節期、孕穗期、抽穗期、成熟期，每個小區取長勢均勻的連續5叢，以長×寬系數法測定葉面積，再計算葉面積指數。

1.4.3.3 葉綠素含量 水稻抽穗開始，每個重復小區選擇長勢均勻的連續10叢定點，每叢再定點1根稻苗，用彩線做好標記，每個星期用SPAD-502型葉綠素儀測量1次，測定上3葉的葉綠素含量，每片葉測上中下3個部位，最后取平均值。共測定5次，即在抽穗開始后 0 d、7 d、14 d、21 d、28 d 時進行測定。

1.4.4 考種與計產

在成熟后，每個小區連續取10叢生長一致，具有代表性植株進行考種，考察有效穗數、千粒重、穗長、穗粒數、結實率等相關性狀，各小區實收測產。根據產量與需水量計算不同處理的灌溉水生產效率。

2 結果與分析

2.1 對水稻生育期的影響

從表1可見，與常規灌溉相比，控制灌溉條件下2個品種的成熟期都提前了4 d，分蘗期、拔節期、孕穗期都早于常規灌溉。說明通過控制灌溉，可以縮短水稻生育期，提前成熟。

2.2 對水稻分蘗的影響

從表2可見，2個品種在不同灌溉處理下莖蘗數均表現先增后減。返青期過后進入到分蘗期，常規灌溉處理的分蘗數比控制灌溉處理高，進入到拔節期后，常規灌溉處理的分蘗數低于控制灌溉處理；在基本株數一致的情況下，新稻11號分蘗末期最大分蘗數常規灌溉處理是185株、控制灌溉處理是182株，而最終有效分蘗數常規灌溉處理是164株、控制灌溉處理是171株，成穗率常規灌溉處理為88.65%、控制灌溉處理為93.96%。新粳2號分蘗末期最大分蘗數常規灌溉處理是169株、控制灌溉處理是163株，而最終有效分蘗數常規灌溉處理是148株、控制灌溉處理是157株，成穗率常規灌溉處理為87.57%、控制灌溉處理為96.32%。說明控制灌溉可以提高水稻的成穗率。

2.3 對水稻株高的影響

由表3可知，在整個生育期，2個品種的株高均表現為隨著生育期推進呈先增高后降低的趨勢，且控制灌溉處理均高于常規灌溉處理。說明合理的控制灌溉可提高植株高度。

圖1不同處理葉面積指數動態

圖2新稻11號、新粳2號抽穗后葉綠素含量變化情況（SPAD值）

表5不同處理產量及產量構成

2.4 對葉面積指數的影響

由圖1可見，2個品種葉面積指數變化趨勢基本一致，都是先上升后下降，在抽穗期前后出現最大值。但是整個生育階段，常規灌溉處理的葉面積指數都大于控制灌溉處理，但差異不大。

2.5 對葉綠素含量的影響

由圖2可見，新稻11號抽穗后，在常規灌溉條件下，葉綠素含量呈下降趨勢，在控制灌溉條件下，葉綠素含量曲折下降，尤其是在抽穗后14 d至21 d時（灌漿期），常規灌溉處理葉綠素含量急劇下降，而控制灌溉處理小幅下降；除抽穗始期外，其他時期都是控制灌溉處理高于常規灌溉處理。

由圖2可見，新粳2號在抽穗后，不論是常規灌溉處理，還是控制灌溉處理，葉綠素含量都呈下降趨勢，總體上控制灌溉處理在前期下降比較平緩，且葉綠素含量一直高于常規灌溉處理。

綜上所述，控制灌溉有利于保持葉綠素含量，使葉片能更好的進行光合作用，促進營養物質往籽粒轉移，有利于籽粒更好的灌漿，進而提高水稻產量。

2.6 對產量及產量構成的影響

從表5可見，新稻11號在控制灌溉處理下平均穗長比常規灌溉處理長0.33 cm，每穗粒數多6.0粒，結實率高1.25個百分點，千粒重高0.18 g，平均增產4.93%。新粳2號控制灌溉處理穗長比常規灌溉處理長0.56 cm，每穗粒數多6.6粒，結實率高0.78個百分點，千粒重高0.46 g，平均增產4.42%。

從表6可見，控制灌溉處理比常規灌溉處理每667 m2節約用水134.4 m3，水分生產效率因品種產量不同而不一樣，新稻11號水分生產效率在控制灌溉條件下為1.69 kg/m3，比常規灌溉處理提高了0.45 kg/m3；新粳2號水分生產效率在控制灌溉條件下為1.72 kg/m3，比常規灌溉處理提高了0.46 kg/m3。

表6灌溉水生產效率

可見，控制灌溉技術不僅可以節約農田用水，還可以提高水稻產量，實現節本增效。

3 討論與展望

程建平等[8-10]研究認為，間歇控水灌溉有利于增加水稻每穗實粒數和每穗穎花數，結實率明顯提高，千粒重加大，最終比對照顯著增產。劉艷[11]研究認為，與常規淹水灌溉相比，淺干濕交替灌溉模式產量較高，主要原因就是拔節孕穗期，干濕交替處理有利于“源”的積累和“庫”的形成，生育中后期干濕交替灌溉有利于同化物的輸出，促進籽粒灌漿結實，顯著增加有效穗數和穗粒數，提高結實率，從而增加產量。

本研究表明，常規灌溉處理比控制灌溉處理的分蘗數高，但最終有效分蘗數卻是常規灌溉處理小于控制灌溉處理，成穗率也低于控制灌溉處理，說明在水稻種植過程中，并不是用水量越多水稻長勢越好。最終，控制灌溉處理的穗長、每穗粒數、結實率、產量及水分生產效率都要高于常規灌溉處理，起到節本增效的目的，實現了水資源的可持續利用。