節(jié)水灌溉對(duì)寒地水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響機(jī)理研究

摘 要：為探究節(jié)水灌溉對(duì)寒地水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的影響內(nèi)在機(jī)理，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用。本文采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)， 選擇3個(gè)主栽品種，設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)水平，2次重復(fù)，研究了不同灌溉方式下水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的變化情況。輕度節(jié)水（土壤水勢(shì)為-15kpa）時(shí)，產(chǎn)量因子中龍粳20、46有效穗數(shù)顯著降低，龍粳31有效穗數(shù)顯著升高，龍粳20穗粒數(shù)顯著增多，結(jié)實(shí)率影響不顯著，千粒重和產(chǎn)量均有所提高但不顯著，品質(zhì)因子中受節(jié)水影響不顯著，直鏈淀粉升高0.3%～0.8%，蛋白質(zhì)含量有下降趨勢(shì)。重度節(jié)水（土壤水勢(shì)為-30kpa）時(shí)，結(jié)實(shí)率受影響不顯著，其他產(chǎn)量因子均顯著降低，糙米率、整精米率均顯著降低。堊白粒率、堊白度、AC均有上升趨勢(shì)，PC含量有降低趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：節(jié)水；水稻；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170733032

黑龍江省水稻種植面積已達(dá)約466.67萬(wàn)hm2，近些年間隨著旱田作物經(jīng)濟(jì)效益的降低，水田面積逐年增加。水稻是主要耗水作物，因而隨著栽培面積的增加，造成當(dāng)前可利用水資源緊缺的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅了水稻的安全生產(chǎn)問(wèn)題[1]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究中，有關(guān)節(jié)水灌溉的方式已有許多，國(guó)外多以滴灌、激光平地、控制土壤墑情為主，國(guó)內(nèi)則主要以干濕交替、葉齡模式灌溉、薄露灌溉技術(shù)、旱直播技術(shù)為主，但相關(guān)技術(shù)在栽培中的具體應(yīng)用一直是一個(gè)大問(wèn)題[2-5]。因此，為進(jìn)一步探究科學(xué)的稻田用水問(wèn)題，本文將從節(jié)水對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)2個(gè)層面的影響進(jìn)行研究，期待為黑龍江省的水稻栽培提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)材料選自牡丹江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，第3積溫帶主栽水稻品種龍粳20、龍粳31和龍粳46。3個(gè)品種均為主莖11片葉，生育日數(shù)130d左右。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2016年采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)在牡丹江農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行，選取中等肥力地塊，每公頃施磷酸二銨100kg、尿素200kg、硫酸鉀125kg，插秧規(guī)格30cm×13.3cm，每穴4～5株，4月15日育秧，5月20日左右插秧。田間管理同大田管理。自水稻返青后進(jìn)行節(jié)水處理，設(shè)置3個(gè)節(jié)水梯度，采用負(fù)壓式土壤濕度計(jì)控制田間水分。正常灌溉CK：稻田生育期內(nèi)覆蓋3cm水層，輕度節(jié)水T1：田間土壤水勢(shì)落干至-15kpa后灌溉3cm左右水層，重度節(jié)水T2：田間土壤水勢(shì)落干至-30kpa后灌溉3cm左右水層。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 土壤水勢(shì)測(cè)定

水勢(shì)測(cè)量采用負(fù)壓式土壤濕度計(jì)，自返青后安裝濕度計(jì)，確保濕度計(jì)前端陶土頭置于距土表10cm左右的位置，于每天11：00左右測(cè)定水勢(shì)，每個(gè)處理設(shè)置2次重復(fù)，單次重復(fù)內(nèi)安置1個(gè)土壤濕度計(jì)。

1.3.2 產(chǎn)量性狀測(cè)定

水稻成熟后沿對(duì)角線取6株，測(cè)定有效穗數(shù)，取平均值，同時(shí)混收5株，均分1/2測(cè)定穗粒數(shù)。將5株水稻脫粒后置于利用比重計(jì)配制成的鹽水比重為1.06：1的鹽水中，進(jìn)行鹽水清選，測(cè)定實(shí)粒數(shù)，計(jì)算結(jié)實(shí)率和千粒重。

1.3.3 品質(zhì)性狀測(cè)定

沿小區(qū)對(duì)角線混收15穴，懸掛晾干至含水量15%后，脫粒置于恒溫恒濕箱內(nèi)，留待品質(zhì)測(cè)定。水稻碾磨品質(zhì)出糙率按照GB/T5495—2008執(zhí)行；整精米率按照GB/T21719—2008執(zhí)行，堊白粒率、堊白度按照GB/T17891—1999執(zhí)行；直鏈淀粉含量測(cè)定按照NY/T55—1987；蛋白質(zhì)含量測(cè)定按照GB/T5009.5—1985執(zhí)行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與作圖；SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 節(jié)水灌溉對(duì)產(chǎn)量性狀的影響

由表1可知，節(jié)水灌溉會(huì)顯著降低龍粳20有效穗數(shù)，輕度節(jié)水（T1）會(huì)顯著提升穗粒數(shù)，產(chǎn)量最高，T2處理穗粒數(shù)減少，結(jié)實(shí)率變化不顯著，千粒重最小，顯著低于CK和-15kpa。T1處理可以顯著提升龍粳31的穗數(shù)，結(jié)實(shí)率和千粒重變化不顯著，T2處理造成穗粒數(shù)顯著下降，結(jié)實(shí)率和千粒重均有所降低，土壤水勢(shì)在-15kpa時(shí)，龍粳31產(chǎn)量最高，可以達(dá)到10849.7kg。龍粳46受節(jié)水影響的產(chǎn)量性狀主要是穗數(shù)和產(chǎn)量，隨著節(jié)水處理的加劇，其有效穗數(shù)呈明顯減少趨勢(shì)，當(dāng)土壤水勢(shì)下降至-30kpa時(shí)，產(chǎn)量顯著降低?？梢?jiàn)，隨著輕度節(jié)水（T1）會(huì)降低龍粳20和龍粳46的穗數(shù)，增加龍粳20的穗粒數(shù)，變化不顯著，千粒重有所升高，產(chǎn)量有所提高。當(dāng)進(jìn)一步加劇節(jié)水，穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均有明顯的下降趨勢(shì)。

2.2 節(jié)水灌溉對(duì)品質(zhì)性狀的影響

由表2可知，龍粳20的糙米率隨節(jié)水強(qiáng)度的加劇顯著降低，整精米率在土壤水勢(shì)為-15kpa時(shí)略有上升，當(dāng)加劇節(jié)水至-30kpa時(shí)，顯著降低，堊白率和堊白度差異不顯著，T2處理最高，AC含量隨著節(jié)水處理顯著升高，PC含量有下降的趨勢(shì)。龍粳31在T2處理時(shí)糙米率和整精米率均顯著降低，堊白粒率和堊白度顯著升高，AC含量呈上升趨勢(shì)，PC含量顯著下降。龍粳46在土壤水勢(shì)在-30kpa時(shí)糙米率和整精米率顯著降低，堊白粒率和AC含量顯著升高，堊白度有上升趨勢(shì)，PC含量有下降趨勢(shì)，在T1處理時(shí)則與CK間無(wú)顯著變化。

3 結(jié)論與討論

水稻產(chǎn)量性狀方面，在楊生龍對(duì)寧粳16和旱稻297為試驗(yàn)材料的研究中分別進(jìn)行旱作和淹水處理的試驗(yàn)中認(rèn)為旱作處理會(huì)明顯減少穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，但其文章中未針對(duì)具體的土壤墑情進(jìn)行分析[6]。在孫彥坤等人的研究中顯示合理的灌溉方式，可以有效減少無(wú)效分蘗。傅志強(qiáng)等人認(rèn)為節(jié)水灌溉可以提高水稻的結(jié)實(shí)率[7]。彭世彰的研究中則認(rèn)為控制灌溉技術(shù)可以有效提升水稻的單產(chǎn)產(chǎn)量[8]。本文的研究中則認(rèn)為，輕度的節(jié)水灌溉處理，對(duì)結(jié)實(shí)率的影響不顯著，這一點(diǎn)與傅志強(qiáng)等人的研究不一致，可能與所選水稻品種和節(jié)水強(qiáng)度有關(guān)，且本試驗(yàn)中除龍粳31外，其他品種的有效穗數(shù)有所降低，整體上與常規(guī)灌溉差異不明顯，產(chǎn)量有所提升，當(dāng)進(jìn)一步加劇節(jié)水，使土壤水勢(shì)達(dá)到-30kpa時(shí)，穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均有明顯的降低。

水稻品質(zhì)性狀方面，在楊麗敏等人的研究中認(rèn)為節(jié)水對(duì)直鏈淀粉和蛋白質(zhì)的影響不顯著，但本文的研究中認(rèn)為，節(jié)水處理會(huì)提高AC含量降低PC含量[9]。在彭世彰的研究中認(rèn)為節(jié)水處理可以提高整精米率，降低堊白米率和堊白度，但在本文研究結(jié)論中輕度節(jié)水對(duì)二者的影響不顯著，重度節(jié)水則會(huì)降低整精米率，提高堊白米率和堊白度[8]。在林品凱等人的研究中也認(rèn)為節(jié)水灌溉會(huì)降低PC含量[10]，出現(xiàn)主要差異的原因，應(yīng)該與所選水稻品種的抗旱系數(shù)以及節(jié)水處理的強(qiáng)度有關(guān)，因而有關(guān)節(jié)水處理對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響還需進(jìn)一步的研究，圍繞多點(diǎn)試驗(yàn)和多品種試驗(yàn)同步進(jìn)行，從而確定節(jié)水灌溉對(duì)產(chǎn)量因子和品質(zhì)因子的影響機(jī)理。

參考文獻(xiàn)

[1]張耗，劇成欣，陳婷婷，等.節(jié)水灌溉對(duì)節(jié)水抗旱水稻品種產(chǎn)量的影響及生理基礎(chǔ)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45（23）：4782-4793.

[2]張明炷，李遠(yuǎn)華，崔遠(yuǎn)來(lái)，等.非充分灌溉條件下水稻生長(zhǎng)發(fā)育及生理機(jī)制研究[J].灌溉排水，1994，13（04）：6-10.

[3]武雪萍，梅旭榮，蔡典雄，等.節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及國(guó)內(nèi)外差異分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2005，26（04）：28-32.

[4]孫羽，王麟，曾憲楠，等.不同節(jié)水灌溉模式對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（12）：14-16.

[5]呂艷東.水分供應(yīng)對(duì)寒地水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[6]楊生龍，賈志英.不同水分處理對(duì)水稻和旱稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（31）：17410-17412.

[7]孫彥坤，曹印龍，付強(qiáng)，等.寒地井灌稻區(qū)節(jié)水灌溉條件下土壤溫度變化及水稻產(chǎn)量效應(yīng)[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2008，27 （06）：67-70.

[8]彭世彰，郝樹(shù)榮，劉慶，等.節(jié)水灌溉水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)成因分析[J].灌溉排水，2000，19（03）：3-7.

[9]楊麗敏，孫海正，趙海新，等.節(jié)水灌溉對(duì)寒地水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（09）：102-106.

[10]林品凱.水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)節(jié)水灌溉技術(shù)分析[J].吉林農(nóng)業(yè)，2014（02）：27-28.

作者簡(jiǎn)介：胡遠(yuǎn)富（1962-），男，遼寧省丹東市，副高級(jí)農(nóng)藝師，學(xué)士，研究方向：水稻育種研究。