不同水分管理方式對旱直播水稻產量和稻米品質的影響

楊曉龍 王彪 汪本福 張枝盛 張作林 楊藍天 程建平,* 李陽,*

不同水分管理方式對旱直播水稻產量和稻米品質的影響

楊曉龍1王彪2汪本福1張枝盛1張作林1楊藍天1程建平1,*李陽1,*

(1湖北省農業科學院糧食作物研究所/糧食作物種質創新與遺傳改良湖北省重點實驗室/農業農村部作物分子育種重點實驗室，武漢 430064；2華中農業大學 植物科學技術學院，武漢 430070；*通信聯系人, email: chjp609@163.com; liylcy163.com)

【目的】研究旱直播模式下不同水分管理方式對水稻產量、光合生理特性和稻米品質的影響，以期為干旱氣候條件下的節水栽培提供理論依據。【方法】采用大田小區試驗，以雜交稻旱優73和常規稻黃華占為試驗材料，通過設置全生育期內旱管和水管兩種水分管理模式，綜合考查旱直播模式下不同水分管理方式對水稻葉片光合特性、地上部干物質積累及分配、產量和稻米品質的影響。【結果】水稻旱直播模式下進行旱作栽培顯著提高了水分利用效率和水稻產量，降低了稻米的外觀品質和食味品質。與淹水灌溉相比，旱作處理顯著提高了葉片SPAD值和齊穗期凈光合速率，促進了地上部干物質的積累；增加了莖稈和葉片干物質轉運量和對籽粒貢獻率，進而提高了水稻有效穗和千粒重。其中，黃華占和旱優73 產量分別增加14.0%和11.9%。旱作處理對加工品質沒有顯著影響，但顯著降低了直鏈淀粉含量，增加了蛋白質含量；同時降低籽粒中重金屬砷的含量，增加了重金屬鎘的含量。【結論】水稻旱直播模式為干旱氣候條件下的水稻適應性栽培提供了可能，但稻米品質與產量協同提升因品種而異。因此，旱直播模式下高效優質栽培技術還需進一步研究。

水稻；旱直播；水分管理；產量；稻米品質

水稻(L.)是我國重要的糧食作物，為中國65%的人口提供口糧，同時也是農業耗水最多的谷物類作物，占農業用水量的60%[1]。在中國，95%的水稻種植以傳統移栽為主，淡水資源消耗量大，是其他作物灌溉用水的2～3倍，且灌溉水的水分生產效率僅為1.0 kg/m3[2]。國內學者已經提出了“淺、濕、曬”、間歇灌溉、控制灌溉、蓄雨型灌溉、適雨灌溉、滴灌技術和自動控制灌溉等節水栽培技術[3-5]，目前在缺水的稻作區，控制灌溉技術中的旱管模式在直播稻中逐漸顯示出優勢[6-7]。

相較于水稻旱播水管模式，水稻旱播旱管可在充分利用降雨的情況下，通過關鍵生育期灌水措施提高稻米產量和水分生產效率[8-9]。不同水分管理方式對旱直播水稻產量存在顯著影響，旱管模式下節約灌水量50%左右，產量降低7%～16%[10]。旱播旱管模式下引發的葉片早衰導致水稻群體凈光合速率顯著下降，弱勢粒灌漿啟動晚，最終導致源庫不足，這是造成產量降低的重要原因[11]。但也有研究表明水稻旱播旱管與旱播水管模式在產量上沒有顯著的差異，旱作有助于提高秧苗抗逆性，增強根系活力，促使水稻早分蘗，提高成穗率[12]。

此外，水稻旱直播的稻米品質是近年來學者比較關注的一個問題。有研究指出，旱直播條件下合理的水分管理可以顯著降低稻米的堊白粒率和堊白度，同時降低稻米中直鏈淀粉含量，改善稻米營養品質，主要是旱直播改善根系發育，后期光合能力得到維持，有效提高籽粒充實程度[13-14]。Zahra等[15]則認為旱直播稻直鏈淀粉含量偏高，膠稠度顯著降低，稻米蒸煮與食味品質表現較差。水稻旱作也促進了根系表面鐵膜的形成，同時提高了土壤中重金屬鎘的有效性，增加了稻米重金屬的富集[16]。稻米品質受到基因調控的同時還受到環境的影響，不同的水分管理方式對稻米品質均有不同程度的影響，對于旱作條件下稻米品質的形成還有待進一步的研究[17]。前人對不同直播條件對水稻產量的研究也較多，但是旱直播模式下不同水分管理對水稻生長發育的研究報道不多，本研究以旱優73和黃華占為試驗材料，通過設置全生育期內旱管和水管兩種處理，旨在探明旱直播模式下不同水分管理方式對水稻生長發育、產量以及稻米品質的影響，為水稻旱作栽培種植提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與品種

試驗于2021年5月至10月在湖北省農業科學院糧食作物研究所南湖實驗站(30°29′N, 114°18′E)進行，供試材料為湖北省中北部地區種植面積較大的兩個直播水稻品種旱優73和黃華占。旱優73是秈型三系雜交旱稻，耐旱性較強；黃華占是秈型常規稻，為比較適宜直播的品種。

1.2 試驗設計與田間管理

采用大田試驗裂區設計，土壤水分管理為主區，品種為副區。試驗設置全生育期淹水灌溉(W)和全生育期旱作(D)兩個處理，播種方式為機械旱直播，行株距為25 cm×10 cm，播種量常規稻5～6粒/穴，雜交稻3～4粒/穴。小區面積為180 m2，3次重復，各小區之間通過高出地面50 cm，總高度1 m的水泥墻隔開。其中，全生育期淹水灌溉處理(W)：在水稻5葉期后開始灌水，之后保持整個生育期小區內水層5～10 cm；旱作處理(D)：以雨養為主，在每一小區內安裝張力計(2個)監測土壤水分狀況，在土壤過于干旱(土壤水勢低于?40 kPa)時進行濕潤灌溉，每塊旱管田內安裝地下水位監測管2個(直徑25 cm，長100 cm)。土壤為黏質土，土壤pH值為6.1，有機質占1.11%，總氮含量為2.35 g/kg，速效磷含量為10.5 mg/kg，速效鉀含量為120.3 mg/kg。所有小區氮肥用尿素，用量(折合純氮)210 kg/hm2；磷肥用重過磷酸鈣，用量(折合P2O5)90 kg/hm2；鉀肥用氯化鉀，用量(折合K2O)150 kg/hm2。全部的P肥、30% N肥、50% K肥作為底肥一次性施入；剩余的N肥分別以分蘗肥和穗肥(各50%)施入，剩下的50% K肥在孕穗時施入。其他病蟲草害按照常規管理進行。

1.3 測定項目與方法

1）SPAD值。于水稻分蘗盛期、孕穗期、齊穗期和成熟期在每個小區內選取10株健康無損的水稻植株頂部最展開葉作為測定對象，測定儀器選用日本SPAD 502(Soil-Plant Analysis Development Section, Minolta Camera Co Osaka, Japan)，分別于每片葉片的頂部、中部、基部進行測定，取平均值。

2）光合參數。選擇晴天上午9:00－11:00，利用Li-6400 XT(Li-Cor, Lincoln, NE, USA)光合儀進行測定。于水稻齊穗期在每小區選擇主莖上健康劍葉用于測定光合速率，光合儀器保持開放氣路，采用人工光源，樣本室內氣流速率為500 μmol/s，光強設定為1200 μmol/(m2·s)，測定葉片的最寬部，計算葉室內的葉片面積。

3）干物質積累。于水稻齊穗期和成熟期在每小區選擇長勢均勻一致的水稻植株(0.5 m2)，將植株地上部分分解為莖稈、葉片和穗三部分，在烘箱內105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒重，并測定其質量。莖(葉)轉運量(kg/hm2)=齊穗期干物質?成熟期干物質量；干物質轉運率(%)=干物質轉運量/齊穗期干物質量×100%；干物質轉運對穗的貢獻率(%)=干物質轉運量/(成熟期穗質量?齊穗期穗質量)×100%。

4）產量及其構成因子。在水稻成熟期每小區取5 m2的水稻植株測定產量。人工收割后，脫粒，并將其置于自然條件下風干。然后將各處理的稻谷分別風選，并清除雜質和空癟粒，分開保留用于產量構成的測定。先稱量每桶稻谷的風干總質量，然后采用谷物水分儀(DMC-700, Seedburo, Chicago, IL, USA)測其水分含量，再按13.5%含水量折算最后的籽粒產量。在測產之前，在小區根據有效穗數平均值選取長度1 m2的有代表性植株，記載每蔸的穗數并換算為單位面積穗數。采用水選法將飽粒和空癟粒分開，從飽粒中稱取3份30 g 的小樣，從空癟粒中稱取 3份2 g 的小樣。人工統計各小樣中飽粒和空癟粒的數目，然后置于 80℃的烘箱中烘干至恒重，然后采用精度 0.001 g 的天平稱取干質量。計算單位面積穗數、每穗穎花數、單位面積穎花數、結實率和千粒重。

5）稻米品質。取完整風干的稻谷(收獲后3個月)40 g，參照國家標準GB/T17891－1999測定稻米的外觀品質、加工品質和營養品質。重金屬鎘(Cd)和砷(As)的測定參照劉宏巖[10]的方法。

1.4 數據分析

所有數據采用 Microsoft Excel 2013 進行整理，使用Origin 7.5 制圖，以軟件SAS 9.0(SAS Institute, Cary, NC)進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 旱作處理對葉片SPAD值的影響

由圖1可知，與旱播水管對照相比，兩個品種在分蘗盛期(TS)葉片SPAD值分別下降6.46%和7.32%，在孕穗期(BS)葉片SPAD值分別下降6.42%和5.74%，在齊穗期和成熟期與對照相比沒有顯著差異。在相同處理下，兩個品種在分蘗盛期、孕穗期和齊穗期葉片SPAD沒有顯著差異，但是在成熟期兩個品種葉片SPAD值具有顯著性差異，旱優73在淹水處理和旱作處理下較黃華占分別高出19.9%和25.0%，差異達顯著水平。

2.2 旱作處理對齊穗期水稻劍葉光合作用的影響

由圖2可知，與旱播水管模式對照相比，旱作條件下兩個品種齊穗期劍葉凈光合速率(n)和氣孔導度(s)有增加的趨勢，其中黃華占和旱優73的n分別增加12.1%和5.0%，s分別增加20.1%和5.8%，黃華占整體增幅顯著高于旱優73。但在同一水分管理模式下，兩個水稻品種的n沒有顯著差異。此外，旱作對兩個水稻品種劍葉的胞間二氧化碳濃度(i)的影響未達顯著，但旱作處理后，黃華占和旱優73的r分別降低18.4%和8.9%，旱優73降幅未達到顯著水平。

2.3 旱作處理對水稻劍葉瞬時水分利用效率（IWUE）的影響

圖3表明，與旱播水管模式對照相比，旱作處理提高了水稻劍葉瞬時水分利用效率(IWUE)，兩個品種表現一致，其中黃華占和旱優73的IWUE分別增加39.9%和15.3%，黃華占的增幅顯著高于旱優73，但在相同處理下，兩個品種之間并沒有顯著差異，相較于旱優73，黃華占在干旱處理下的IWUE高出21.1%。

2.4 旱作處理對水稻地上部干物質轉運的影響

由表1可知，與旱播水管模式對照相比，旱作處理顯著提高兩個品種莖稈和葉片的干物質轉運量、轉運率和轉運干物質對籽粒產量貢獻率。其中，在旱作條件下，黃華占的莖稈干物質轉運量增加66.2%，轉運率和貢獻率分別顯著提高8.16和7.43個百分點，旱優73的莖稈干物質轉運量增加161.1%，轉運率和貢獻率分別顯著增加8.92和14.01個百分點。黃華占的葉片干物質轉運量增加62.7%，轉運率和貢獻率分別顯著增加5.76和5.06個百分點，旱優73的葉片干物質轉運量增加70.3%，轉運率和貢獻率分別顯著增加6.26和3.74個百分點。莖稈干物質對籽粒貢獻率顯著高于葉片干物質對籽粒貢獻率，在旱作處理下旱優73莖稈干物質轉運貢獻率較黃華占高5.0%。

HHZ－黃華占；HY73－旱優73；W－全生育期淹水灌溉；D－全生育期旱作；TS－分蘗盛期；BS－孕穗期；HS－齊穗期；MS－成熟期。柱上不同字母表示在5%水平上差異顯著（P<0.05）。下同。

Fig. 1. SPAD value of flag leaf of rice at heading stage under different water management modes.

HHZ－黃華占；HY73－旱優73；W－全生育期淹水灌溉；D－全生育期旱作。柱形上不同字母表示在5%水平上差異顯著（P<0.05）。下同。

Fig. 2. Photosynthetic parameters of flag leaf of rice at heading stage under different water management modes.

W—全生育期淹水灌溉；D—全生育期旱作；同列數據（平均值±標準差）后不同字母表示在5%水平上差異顯著（<0.05）。下同。

W, Traditional flooding; D, Dry cultivation; Values (mean ± SD) followed by different letters are significantly different at<0.05. The same below.

2.5 旱作處理對水稻地上部干物質分配比例的影響

由表2可知，與旱播水管模式對照相比，旱作條件下兩個水稻品種的源器官干物質占比有降低的趨勢，籽粒干物質占比呈現增加的趨勢，而且源庫比也顯著降低。其中，黃華占和旱優73的莖鞘干物質占比分別下降7.18和6.44個百分點，而籽粒干物質占比分別增加5.43和6.64個百分點，源庫比分別下降20.0%和24.7%。說明旱作處理下水稻會將更多的干物質轉運到籽粒當中，其源庫比也相對降低，使得籽粒產量增加。

2.6 旱作處理對水稻產量及其構成因素的影響

由表3可知，在旱作處理條件下，兩水稻品種的產量均顯著增加，其中單位面積有效穗數和千粒重的增加是旱作條件下產量增加的主要原因。與旱播水管模式對照相比，旱作處理下黃華占和旱優73的產量分別顯著增加14.1%和11.9%。在相同的水分管理條件下，旱優73的產量表現優于黃華占。旱作處理條件下，黃華占和旱優73的有效穗數分別增加35.7%和15.0%，千粒重分別顯著增加4.23%和5.07%。而每穗粒數分別降低19.5%和8.91%，結實率分別降低6.77%和5.75%。在相同處理下旱優73的產量較黃華占高9.06%。說明水稻旱作栽培下提高每穗粒數和結實率是進一步穩定產量的關鍵。

圖3 不同水分管理模式下水稻齊穗期劍葉瞬時水分利用效率的變化

Fig. 3. Instantaneous water use efficiency(IWUE) of flag leaves of rice at heading stage under different water management modes.

表2 不同水分管理模式下成熟期地上部干物質分配比例

表3 不同水分管理方式對水稻產量及其構成的影響

表4 不同水分管理方式對稻米加工品質和外觀品質的影響

2.7 旱作處理對稻米加工品質和外觀品質的影響

加工品質主要測定糙米率、精米率和整精米率，而外觀品質主要考查精米長寬比、堊白度和堊白粒率等。由表4可知，與對照相比，水稻旱作處理有降低稻米加工品質的趨勢，但是差異未達到顯著水平，兩個品種的變化趨勢一致。其中，黃華占和旱優73的糙米率分別下降1.92和4.74個百分點，精米率分別下降2.87和5.62個百分點，整精米率分別下降2.78和4.29個百分點。旱作處理顯著影響旱優73的外觀品質，但不影響黃華占的外觀品質，旱優73的堊白粒率和堊白度分別增加94.8%和275.8%，且旱作處理有降低粒長的趨勢，其中旱優73的粒長下降明顯。

2.8 旱作處理對稻米營養品質和重金屬（As、Cd）含量的影響

營養品質主要包括直鏈淀粉含量和蛋白質含量，稻米中重金屬主要考查重金屬砷(As)和鎘(Cd)的含量。由表5可知，與對照相比，水稻旱作處理可降低稻米直鏈淀粉含量和金屬砷(As)的含量，提高蛋白質含量和重金屬鎘(Cd)的含量，兩個品種的變化趨勢一致。其中，黃華占和旱優73的直鏈淀粉含量分別下降4.07%和7.57%，蛋白質含量分別增加8.76%和15.4%，稻米金屬砷(As)的含量分別下降21.5%和16.6%；重金屬鎘(Cd)含量分別增加76.1%和53.9%。在淹水條件下黃華占的直鏈淀粉含量和蛋白質含量及重金屬的含量低于旱優73，但在旱作條件下重金屬的含量黃華占高于旱優73。

2.9 產量與齊穗后生理指標與干物質轉運的相關性

由圖4可知，旱作處理條件下水稻的產量與齊穗后期葉片SPAD值、凈光合速率、氣孔導度、干物質轉運量(TVDM)均顯著正相關；凈光合速率與干物質轉運量顯著正相關；干物質轉運量與干物質對籽粒貢獻率(CRDM)顯著正相關。

表5 不同水分管理方式對稻米營養品質和重金屬含量的影響

Y－產量； Pn－凈光合速率；Ci－胞間二氧化碳濃度；TVDM－干物質轉運量；CRDM－干物質轉運貢獻率；*表示在0.05水平上顯著相關。

Fig. 4. Correlation analysis between yield, dry matter transport and physiological indicators.

3 討論

3.1 水稻旱作管理對葉片葉綠素含量的影響

葉綠素含量與凈光合速率線性相關，在逆境條件下保持高水平葉綠素含量是增加作物光合干物質積累的重要措施[18-19]，但是也有研究認為降低水稻冠層上部的葉片葉綠素含量，通過增加冠層的透射性可構建合理的群體結構，水稻冠層群體的光合能力增加3%左右[20]。劉宇峰等[21]研究表明，控制灌溉改善土壤通氣性，通過強根養葉的方式使得拔節期、抽穗期和乳熟期葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總葉綠素含量顯著提高。但長期的干旱脅迫會造成葉綠素合成減緩，同時加速葉綠素分子的降解，因此在干旱地區旱作種植水稻及時補水灌溉是穩定葉片葉綠素含量的關鍵[22-23]。本研究中兩個水稻品種的產量與生育后期葉片SPAD值呈顯著正相關(圖4)。乳熟期旱作處理下的水稻葉片SPAD值降幅小于淹水處理，說明與淹水處理相比，在旱作條件下水稻成熟期葉片的衰老進程更為緩慢，是保證產量穩定的關鍵。劉宏巖[10]認為，水稻旱直播模式相較于淹水灌溉管理可以延緩花后功能葉片的衰老進程，尤其是倒3葉，這與本研究結果基本一致。因此，延緩水稻葉片衰老是旱直播模式下增加產量的關鍵。

3.2 水稻旱作管理對水稻光合作用和產量的影響

水分管理模式對水稻葉片光合作用產生重要影響，有研究表明水稻在旱作管理中，葉片的凈光合速率下降，在補水之后光合能力得到一定的恢復，但長期的旱作管理會導致葉片光合能力的喪失[24-26]。本研究中，旱作條件下兩個品種齊穗期劍葉凈光合速率和氣孔導度均顯著升高(圖2)。這可能是因為旱作條件下水稻根系量增加，氣孔導度的增加使得根系吸收的礦質營養隨著蒸騰流輸向地上部，有助于穩定齊穗期水稻葉片的光合作用[27-28]。這種高光合效率使得消耗單位水量的情況下獲得更多的有機物，提升了旱作模式下水稻的水分利用效率(圖3)，旱直播模式增強水稻的光合作用是保證產量穩定的基礎。產量分析表明，與旱播水管模式對照相比，旱作處理下黃華占和旱優73的產量分別顯著增加14.1%和11.9%(表3)。從地上部干物質積累與分配來看，旱作處理顯著提高莖稈和葉片的干物質轉運量、轉運率和轉運干物質對籽粒產量貢獻率，且兩個水稻品種的源器官干物質占比有顯著降低的趨勢，籽粒干物質占比增加(表1和表2)。這可能是由于旱作處理下，其源庫比也相對降低且在生育中后期適當補水促進了強勢粒的灌漿，使得籽粒產量積累增加[29]。殷春淵等[31]研究表明，節水灌溉模式下在灌漿中后期水稻葉綠素含量和凈光合速率顯著高于淹水灌溉，這為增加庫源提供了基礎，這與本研究結果一致。從產量構成來看，本研究的兩個水稻品種的產量均顯著增加，其中單位面積有效穗數和千粒重的增加是旱作條件下產量增加的主要原因(表3)。有效穗的增加是旱直播模式下產量增加的關鍵因素，旱作模式有助于減少無效分蘗數，增加單位面積有效穗數，合理的群體構建保證了群體的光合生產能力，積累足夠的干物質[32-33]。營養生長階段是決定單位面積有效穗數的重要時期，因此這個階段要根據土壤水分狀況適時補水增肥，可有效提高單位面積有效穗數和干物質積累量。

3.3 水稻旱作管理對稻米品質的影響

隨著人們生活水平的提高，稻米品質成為近年來栽培和育種方向的研究熱點。目前，關于稻米品質研究主要集中在灌漿期高溫對其影響，然而不同的水分管理模式對稻米品質也有重要的影響[34-35]。楊丞等[36]研究認為，相較于淹水灌溉，浸潤式灌溉提高了稻米的糙米率和精米率，同時降低稻米堊白粒率和堊白度，改善了稻米的外觀和加工品質。殷春淵等[31]研究認為，節水灌溉對稻米品質的影響因品種不同存在差異。本研究中，旱作處理對兩個品種的加工品質沒有顯著影響，但顯著增加了旱優73的堊白粒率和堊白度(表4)；同時降低了兩個品種的直鏈淀粉含量，提高其蛋白質含量(表5)。堊白是水稻籽粒灌漿不充分導致胚乳中的組織填充不緊實散光而呈現白色不透明的部分，旱作條件可能干擾了種子中內膜轉運系統的pH穩定，造成過多的囊泡結構在胚乳中形成，導致堊白的增加，但因品種特性不同會存在一定的差異[37]。灌漿期旱作時，胚乳中的基因表達受限，導致直鏈淀粉積累降低，可能是籽粒中淀粉含量降低的主要原因[38]。而旱作條件下籽粒蛋白質含量增加的主要原因可能是旱作伴隨著溫度的上升，促進了氨基酸和可溶性蛋白向籽粒的運輸，從而導致籽粒蛋白質含量的升高[39]。稻米中重金屬含量是潛在的毒性元素，關系到食品安全問題。本研究中旱作模式促進了籽粒對重金屬Cd的吸收，而降低了籽粒對重金屬As的吸收，且兩品種表現出相同的趨勢(表5)，表明作物在吸收不同元素時具有一定的選擇性，這一研究結果與劉宏巖[10]的研究是一致的，但兩種重金屬的含量都是低于國家限定標準(GB/T 5009.15和GB/T 5009.11)。旱作條件下，土壤pH降低，緩解了鎘離子與還原態陽離子的競爭吸附作用和與還原態陰離子的沉淀作用，導致土壤中Cd的生物有效性升高，這也是為什么在淹水條件下稻米中Cd含量比較低的原因[10]。此外，水稻旱作模式下土壤的氧化還原電位(Eh)顯著升高，有效降低了土壤中As的有效態含量[40-41]。節水灌溉有助于提升產量，但是對于稻米品質的影響因品種存在差異，通過節水灌溉實現產量和品質的協同還需進一步的研究。

4 結論

水稻旱直播模式下進行旱作栽培處理，可改善直播水稻群體的構建，增加成熟期單位面積有效穗；在生育后期維持較高的葉綠素含量促進葉片光合作用，保證了地上部干物質的積累；地上部干物質轉運量和對籽粒貢獻率的增加，促進了更多的碳水化合物向籽粒運輸，從而提高了籽粒產量。但稻米品質與產量協同提升因品種存在差異，旱直播模式下高效優質栽培技術還需進一步研究。

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Effects of Different Water Management on Yield and Rice Quality of Dry-seeded Rice

YANG Xiaolong1, WANG Biao2, WANG Benfu1, ZHANG Zhisheng1, ZHANG Zuolin1, YANG Lantian1, CHENG Jianping1,*, LI Yang1,*

( Institute of Food crops, Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement/Key Laboratory of Crop Molecular Breeding, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430064, China; College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; )

【Objective】The effects of different water management on rice yield, photosynthetic physiological characteristics and rice quality under dry direct seeding mode were studied to lay a theoretical basis for water-saving cultivation under arid climate conditions. 【Method】With hybrid rice Hanyou 73 and conventional rice Huanghuazhan as experimental materials, a field experiment was carried out under flooding irrigation (W) anddry cultivation (D) to evaluate the effects of irrigation regimes on photosynthetic characteristics of rice leaves, dry matter accumulation and distribution, yield and rice quality. 【Result】Dry cultivation of rice under dry direct seeding mode significantly improved water use efficiency, increased rice yield, and reduced the appearance quality and eating quality of rice. Compared with flooding irrigation, dry cultivation significantly increased the SPAD value of leaves and the net photosynthetic rate at the heading stage, and promoted the accumulation of dry matter in shoot.The dry matter translocation amount and contribution rate from stem and leaf to grain were promoted, and the effective panicle number and 1000-grain weight of rice were increased. The yield of Huanghuazhan and Hanyou 73 increased by 14.0% and 11.9%, respectively.Dry cultivation had no significant effect on processing quality, but significantly reduced amylose contents and increased protein contents. At the same time, it reduced the content of heavy metal arsenic and increased the content of heavy metal cadmium in grains. 【Conclusion】Dry cultivation under dry direct seeding mode provides the possibility for the adaptive cultivation of rice under dry climate conditions,but the synergistic improvement of rice quality and yield varies with variety.Therefore, more efforts should be made in developing the high-efficiency and high-quality cultivation technology under the dry direct seeding mode.

rice; dry direct seeding; water management; yield; rice quality

10.16819/j.1001-7216.2023.220810

2022-08-29；

2023-01-06。

湖北省重點研發計劃資助項目(2021BBA229); 糧食作物種質創新與遺傳改良湖北省重點實驗室開放課題(2020lzjj03;2022lzjj06)。