灌溉方式對粳稻新品種富合3號籽粒產量 及水分利用率的影響

蓋志佳 杜佳興 付久才 張敬濤 趙宏亮 馬 瑞 蔡麗君 劉 偉 劉婧琦 黃成亮 馮延江 宋秋來 杜曉東 郭震華

（1黑龍江省農業(yè)科學院佳木斯分院，佳木斯 154007；2黑龍江省農業(yè)科學院耕作栽培研究所，哈爾濱 150086； 3黑龍江省農業(yè)科學院佳木斯水稻研究所，佳木斯 154026）

黑龍江省是我國粳稻主產區(qū)之一，占全國粳稻種植面積的30%左右[1]。黑龍江省稻區(qū)屬于寒地水稻，本區(qū)域生態(tài)特點是生育期、無霜期短，活動積溫少，前期升溫慢、后期降溫快，生育期低溫冷害頻 發(fā)[2]，適合黑龍江省稻區(qū)的水稻灌溉模式也有10余種。粳稻是黑龍江省主要糧食作物之一，傳統(tǒng)灌溉模式不僅耗水量大、水分利用率低，而且不利于黑龍江省粳稻產業(yè)持續(xù)發(fā)展和我國糧食安全。鑒于此，黑龍江省粳稻生產必須推行節(jié)水灌溉，減少水稻的灌溉用水量，提高水稻水資源利用效率，進而緩解黑龍江省水資源短缺的問題。本試驗以水稻新品種富合3號為試驗材料，研究不同灌溉模式對富合3號籽粒產量、干物質運轉特征及水分利用效率的影響，以期為寒地黑龍江省推廣節(jié)水灌溉技術提供依據和參考，同時也為推廣富合3號水稻新品種及配套技術提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1試驗材料試驗材料為粳稻新品種富合3號，由黑龍江省農業(yè)科學院佳木斯分院選育，審定編號：黑審稻2018025。

1.2試驗方法試驗于2018年在黑龍江省農業(yè)科學院佳木斯分院水稻試驗田進行。試驗設置4個處理：淹水灌溉、間歇灌溉、控制灌溉I和控制灌溉II，分別用I1、I2、I3和I4表示。具體灌溉方法：插秧至返青期：4個處理采用相同的灌溉方式，淺水灌溉（0～2.0cm）；分蘗期：I1處理實行傳統(tǒng)的深水淹灌，田間水位始終保持在10.0～15.0cm；I2處理實行間歇灌溉，每7～10d灌水1次，每次灌水5.0～7.0cm，使田面形成2.0～4.0cm水層，自然落干，基本上是有水層4～5d，無水層3～4d，反復交替；I3處理實行定額灌溉，定額量為灌溉后田間水層深度保持在3.0cm左右；I4處理實行定額灌溉，定額量為灌溉后田間水層深度保持在1.5cm左右；水稻生育中后期：I3、I4處理采取間歇灌溉處理，但實行定額灌溉，I3處理水層深度保持在3.0cm左右，I4處理水層深度保持在1.5cm左右。乳熟末期（8月中旬）：I1～I4處理全部人工排水曬田，4個處理均采用遇降雨深蓄不排水的管理措施。每個小區(qū)實行單排、單灌，小區(qū)長20m、寬5m，面積為100m2。4月25日育苗，5月25日移栽，插秧規(guī)格30cm×13cm。

1.3測定項目及方法

1.3.1灌溉水量測定采用LXS-80水表（上海佑科儀器儀表有限公司生產）進行灌溉水用量測定，分別于每次灌溉前記錄水表讀數，每次灌溉后記錄水表讀數，計算后得出每次灌溉用水量。

1.3.2田間水層測定田間水層深度通過直尺測定，每個處理放置3個直尺，灌水后分別讀取水層深度，取平均值為該處理水層深度。

1.3.3干物質量測定分別在分蘗期、孕穗期、齊穗期、成熟期，每個處理選取具有代表性的植株5穴，緊貼地面割取地上部分，將植株分為莖鞘、葉片和穗，放置烘箱中105℃下殺青30min，85℃烘干至恒重。莖鞘干物質輸出率（%）=（齊穗期莖鞘干重-成熟期莖鞘干重）×100/齊穗期莖鞘干重，莖鞘干物質轉換率（%）=（齊穗期莖鞘干重-成熟期莖鞘干重）×100/籽粒干重。葉片干物質輸出率（%）=（齊穗期葉片干重-成熟期葉片干重）×100/齊穗期葉片干重，葉片干物質轉換率（%）=（齊穗期葉片干重-成熟期葉片干重）×100/籽粒干重。

1.3.4產量及產量構成因子測定于成熟期每小區(qū)選取生長一致的植株5株考察單株有效穗數、穗粒數、穗實粒數、結實率、千粒重及籽粒產量。

1.3.5水分利用效率測定以1hm2稻田實際灌溉的單位水量（m3）所生產的籽粒產量（kg）為灌溉水的利用效率，灌水水分利用效率（kg/m3）=單位面積籽粒產量/單位面積灌水量。自然降水水分利用效率（kg/m3）=單位面積籽粒產量/單位面積自然降水量。

2 結果與分析

2.1灌溉方式對粳稻干物質積累的影響由表1可知，隨著生育進程的推進，莖鞘干重和葉片干重呈先增加再降低的趨勢，在齊穗期達到最大值；而穗干重和單株干重呈逐漸增加的趨勢，在成熟期達到最大值。灌溉方式對孕穗期粳稻莖鞘干重和葉片干重影響顯著，控制灌溉I（I3）處理顯著高于其他處理；但是分蘗期、齊穗期灌溉方式對粳稻莖鞘干重、葉片干重、穗干重及單株干重影響不顯著；成熟期灌溉方式對單株干重影響顯著，間歇灌溉（I2）處理顯著高于其他 處理。

表1 灌溉方式對粳稻植株干物積累的影響 （g）

2.2灌溉方式對粳稻干物質運轉的影響由表2可知，灌溉方式對莖鞘干物質轉換率和輸出率影響不顯著，但是對葉片干物質轉換率和輸出率影響顯著。淹水灌溉（I1）和控制灌溉I（I3）處理葉片干物質轉換率差異不顯著，但是顯著高于間歇灌溉（I2）和控制灌溉II（I4）；控制灌溉I（I3）葉片干物質輸出率最大為9.51%，顯著高于其他3個灌溉處理，淹水灌溉（I1）、間歇灌溉（I2）和控制灌溉II（I4）之間差異不顯著?？傮w上，不同灌溉處理的莖鞘的干物質轉換率和輸出率明顯高于葉片。

表2 灌溉方式對粳稻干物質運轉的影響 （%）

2.3灌溉方式對粳稻籽粒產量及產量構成因子的影響由表3可知，灌溉方式對粳稻籽粒產量及產量構成因子影響達到了顯著水平。間歇灌溉（I2）處理產量最高，為8792.25kg/hm2，顯著高于控制灌溉I（I3）、控制灌溉II（I4）和淹水灌溉（I1）處理，增產率分別為4.04%、5.64%和3.13%，控制灌溉I（I2）和淹水灌溉（I1）處理之間產量差異不顯著，但是顯著高于控制灌溉II（I4），這說明灌水量少不利于粳稻產量的形成。淹水灌溉（I1）、間歇灌溉（I2）和控制灌溉I（I3）處理之間有效穗數、結實率差異不顯著，但是顯著高于控制灌溉II（I4）處理，這說明灌水量少不利于有效穗數的形成和結實率的提高。控制灌溉I（I3）和間歇灌溉（I2）處理之間的穗粒數、穗實粒數差異不顯著，但是顯著高于淹水灌溉（I1）和控制灌溉II（I4）處理，這說明灌水少或者過多均不利于穗粒數的形成。淹水灌溉（I1）和間歇灌溉（I2）處理的千粒重差異不顯著，但顯著高于控制灌溉I（I3）和控制灌溉II（I4）處理。

表3 灌溉方式對粳稻籽粒產量及產量構成因子的影響

2.4灌溉方式對粳稻水分利用效率的影響由表4可知，整個生育時期灌水量和總用水量依次為淹水灌溉（I1）＞間歇灌溉（I2）＞控制灌溉I（I3）＞控制灌溉II（I4）；灌水水分利用效率以控制灌溉II（I4）處理最高，為4.44kg/m3，自然降水水分利用效率以間歇灌溉（I2）處理最高，為1.78kg/m3，總用水水分利用效率以控制灌溉II（I4）處理最高，為1.22kg/m3。

表4 灌溉方式對粳稻水分利用效率的影響

3 結論與討論

水稻產量的形成過程實際上是干物質生產、分配、運轉的過程，水稻產量主要由穗粒數和千粒重決定[3]。張自常等[4-5]研究表明，與中期擱田、全生育期保持淺水層灌溉相比，干濕交替灌溉產量增加顯著，增產的原因主要是由于結實率和千粒重的顯著增加，從而提高了干物質積累。節(jié)水灌溉與常規(guī)灌溉相比，顯著提高了千粒重，從而提高了產量[6]。每穗粒數和結實率是不同灌溉方式影響產量的重要因素[7]。本研究結果表明間歇灌溉處理籽粒產量顯著高于其他處理，該處理穗粒數、結實率均高于其他處理，且千粒重略低于淹水灌溉，但差異不顯著，這也間接表明灌溉方式通過影響穗粒數、結實率和千粒重進而影響籽粒產量，這與前人研究結果基本一致。趙宏亮等[8]研究表明，灌溉方式顯著影響水稻籽粒產量，不同品種對不同灌溉方式響應不同。本研究表明對富合3號水稻品種而言，間歇灌溉產量最高。

水分利用效率是衡量作物光合產物生產和水分利用關系的重要指標之一。灌水水分利用效率以控制灌溉II處理最高，為4.44kg/m3，其次是控制灌溉I、間歇灌溉，這3種節(jié)水灌溉方式均提高了水分利用效率。這與趙宏亮等[8]、楊士紅等[9]的研究結果一致，說明節(jié)水灌溉能夠有效提高水資源利用 效率。

綜上所述，關于灌溉方式對粳稻干物質積累及運轉特征、籽粒產量及產量構成因子影響的研究，結論并不一致，這可能是與水稻品種、生態(tài)區(qū)域、田間管理、灌水量等因素有關，建議進行多點、多年、多品種的試驗，以期為黑龍江粳稻水資源高效利用提供科學依據和參考。