不同灌溉方式對(duì)雙季稻植株生理特性和干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

徐一蘭，劉唐興，付愛(ài)斌

(湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410127)

中國(guó)水稻(OlyzaSativaL.)種植面積占糧食總面積的30%左右，水稻生產(chǎn)過(guò)程中所消耗的水量分別占全國(guó)和農(nóng)業(yè)總用水量的54%和65%[1]。大量的研究結(jié)果表明，采用傳統(tǒng)的灌溉方式由于其耗水量大、加劇農(nóng)業(yè)灌溉用水緊張，通過(guò)徑流和滲漏等途徑易造成農(nóng)田環(huán)境污染，從而影響水稻高產(chǎn)潛力的挖掘[2-4]。近年來(lái)，隨著我國(guó)人口和經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，水資源的缺乏已成為了我國(guó)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展重要的制約因素[5]。因此，針對(duì)當(dāng)前我國(guó)水資源緊張的現(xiàn)狀，前人開(kāi)展了不同節(jié)水灌溉栽培技術(shù)的探索與研究，產(chǎn)生了旱育秧、水稻覆蓋措施和畦溝灌溉等節(jié)水技術(shù)[6]。

前人對(duì)不同的灌溉方式對(duì)稻田土壤微生物學(xué)特性、水稻生長(zhǎng)發(fā)育、生理特性、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量等方面影響開(kāi)展了大量的研究。劉宇鋒等[7]研究認(rèn)為，在有機(jī)無(wú)機(jī)氮配施條件下，節(jié)水灌溉方式結(jié)合有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施綜合利用模式有利于增加稻田土壤微生物活性。楊生龍等[8]研究表明，節(jié)水灌溉方式水稻植株的分蘗數(shù)和株高均低于常規(guī)灌溉方式；俞愛(ài)英等[9]研究結(jié)果表明，水稻好氣灌溉處理水稻植株的分蘗成穗率高，成穗數(shù)多。楊建昌等[10]研究認(rèn)為，田間水分過(guò)多或過(guò)少都會(huì)造成根系功能降低，不利于干物質(zhì)積累。Yang等[11]認(rèn)為，常規(guī)灌溉方式植株的總?cè)~面積指數(shù)高于干濕交替灌溉方式，有效穗數(shù)和有效葉面積均無(wú)明顯差異。李向春等[12]研究結(jié)果表明，膜下滴灌處理水稻葉片葉綠素含量均高于淹灌處理，但葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)度均低于淹灌處理。Peng等[13]研究認(rèn)為，控水措施能減少稻田氮滲漏，減輕稻田環(huán)境污染。傅志強(qiáng)等[14]研究表明，不同灌溉方式在水稻生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累、生理特性以及產(chǎn)量等方面都存在顯著差異。蔣天綺等[15]試驗(yàn)結(jié)果表明，灌溉方式和施氮水平對(duì)水稻干物質(zhì)積累、氮素積累、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素均有顯著影響。Shao等[16]研究認(rèn)為，生育前期水分脅迫下降低了水稻植株干物質(zhì)積累，在生育后期采取間隙灌溉措施有利于提高產(chǎn)量和水分利用效率。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)關(guān)于間歇灌溉、半干旱栽培和水稻旱作等灌溉措施條件下的研究較多，但關(guān)于不同灌溉措施對(duì)水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量形成的生理生化特性、生物學(xué)機(jī)制的影響結(jié)論尚不完全一致[11-16]。特別是在我國(guó)南方雙季稻區(qū)，不同灌溉措施對(duì)水稻植株生理生化、生物學(xué)特性和產(chǎn)量變化特征的研究還有待進(jìn)一步開(kāi)展。因此，本研究以間歇灌溉、濕潤(rùn)灌溉和節(jié)水灌溉3種不同灌溉方式為對(duì)象，開(kāi)展了上述3種不同灌溉方式對(duì)雙季稻植株生理、生物學(xué)特性和產(chǎn)量變化影響的研究，以期為南方雙季稻最優(yōu)水分管理模式提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究在湖南省醴陵市均楚鎮(zhèn)(113°14′47″ E，27°34′15″ N)進(jìn)行，為典型的雙季稻主產(chǎn)區(qū)。試驗(yàn)地氣候條件、試驗(yàn)前耕層土壤(0～20 cm)基礎(chǔ)養(yǎng)分性狀等見(jiàn)參考文獻(xiàn)[17]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

本試驗(yàn)設(shè)3個(gè)灌溉方式處理：①間歇灌溉(Ⅱ: Intermittent irrigation method)：分蘗末期落水曬田5 d，孕穗期-抽穗期灌水10～15 cm，齊穗后自然落干、干濕交替灌溉；②濕潤(rùn)灌溉(WI: Wet irrigation method)：分蘗期-幼穗分化期濕潤(rùn)灌溉，孕穗期-齊穗期灌水5～10 cm，齊穗后濕潤(rùn)灌溉；③節(jié)水灌溉(WSI: Water saving irrigation method)：分蘗末期落水曬田5 d，曬田后復(fù)水、自然落干、不灌溉。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，各處理間筑田埂并用塑料薄膜隔開(kāi)，防止水分滲透和串灌。早稻各處理移栽密度均為27.0萬(wàn)蔸/hm2，晚稻各處理移栽密度均為30.0萬(wàn)蔸/hm2。早稻和晚稻各處理總N、P2O5和K2O施用量分別為150.0，75.0，90.0 kg/hm2和180.0，60.0，120.0 kg/hm2；其他田間管理措施均按徐一蘭等[17]的方法進(jìn)行。

1.3 樣品采集與測(cè)定方法

1.3.1 水稻分蘗動(dòng)態(tài) 水稻移栽后，進(jìn)行水稻分蘗動(dòng)態(tài)觀察記載，具體方法均按照徐一蘭等[17]的方法進(jìn)行。

1.3.2 水稻植株葉片生理生化測(cè)定 于早稻和晚稻的苗期(移栽后10 d)、分蘗盛期、孕穗期、齊穗期和成熟期進(jìn)行植株樣品采集和生理生化測(cè)定；植株葉面積指數(shù)、葉片的SPAD值、凈光合速率、生理生化指標(biāo)測(cè)定均按照徐一蘭等[17]和李合生[18]的方法進(jìn)行。

1.3.3 水稻植株干物質(zhì)積累量 于早稻和晚稻的分蘗盛期、孕穗期、齊穗期和成熟期8個(gè)時(shí)期進(jìn)行植株樣品采集，植株干物質(zhì)積累的取樣和測(cè)定均按徐一蘭等[17]的方法進(jìn)行。

1.3.4 水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀 早稻和晚稻成熟期，按徐一蘭等[17]的方法進(jìn)行水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的測(cè)定；同時(shí)，實(shí)打?qū)嵤諟y(cè)定各小區(qū)的水稻實(shí)際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

本試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理均采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行，運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行各處理間所測(cè)定指標(biāo)的方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻分蘗動(dòng)態(tài)變化

不同灌溉方式下，早稻植株分蘗動(dòng)態(tài)變化如圖1中所示。各處理間植株分蘗數(shù)量的大小順序均表現(xiàn)間歇灌溉(Ⅱ)>濕潤(rùn)灌溉(WI)>節(jié)水灌溉(WSI)。Ⅱ處理水稻植株的分蘗數(shù)在5月下旬達(dá)到峰值，WI和WSI處理分蘗數(shù)在6月上旬達(dá)到峰值，其水稻植株分蘗高峰比Ⅱ處理推遲了5～7 d。

晚稻生育期，各灌溉方式處理植株的分蘗數(shù)量大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI；Ⅱ處理水稻植株的分蘗數(shù)在8月中旬達(dá)到峰值，8月下旬WI和WSI處理達(dá)最大值；Ⅱ處理植株出現(xiàn)分蘗高峰的日期早于WI和WSI處理。早稻和晚稻生育期，Ⅱ處理分蘗數(shù)、成穗率均較高。

圖1 不同灌溉方式對(duì)水稻植株分蘗動(dòng)態(tài)的影響Fig.1 Effects of different irrigation methods on the tillering numbers of early and late rice

2.2 水稻植株葉面積指數(shù)

不同灌溉方式對(duì)早稻植株葉面積指數(shù)(Leaf area index，LAI)具有明顯的影響(圖2)。生育前期，各處理植株LAI呈不斷增加的變化趨勢(shì)，于齊穗期達(dá)峰值；齊穗期WI處理水稻植株LAI顯著高于Ⅱ和WSI處理(P<0.05)，2016，2017年分別比Ⅱ和WSI處理增加0.43，0.61和0.44，0.63。早稻各個(gè)主要生育時(shí)期，各處理水稻植株LAI大小順序均表現(xiàn)WI>Ⅱ>WSI。

SS.苗期；TS.分蘗盛期；BS.孕穗期；FS.齊穗期；MS.成熟期。結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。圖中不同小寫(xiě)字母表示各處理間于同一時(shí)期的差異達(dá)到5%顯著水平。圖3-8同。SS.Seedling stage; TS.Tillering stage; BS.Booting stage; FS.Full heading stage; MS. Maturity stage.Results stand for means±standard errors.Band represented by different smaller letters mean significantly difference at the 5% probably leve1 at the same growth stage of rice. The same as Fig.3-8.

不同灌溉方式處理晚稻植株LAI變化規(guī)律與早稻生育期相似。WI處理水稻植株LAI均為最高，均顯著高于WSI處理(P<0.05)。各灌溉方式處理水稻植株LAI均在齊穗期達(dá)到高峰，WI處理水稻植株LAI顯著高于Ⅱ和WSI處理(P<0.05)，2016，2017年分別比Ⅱ和WSI處理增加0.45，0.75和0.46，0.76。晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，各處理水稻植株LAI大小順序均表現(xiàn)WI>Ⅱ>WSI。

2.3 水稻植株葉片生理生化特性

2.3.1 水稻植株葉片SPAD值 早稻和晚稻整個(gè)生育期，各處理水稻植株葉片SPAD值均于分蘗盛期達(dá)到最大值，然后呈下降的變化趨勢(shì)(圖3)。早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，WI和Ⅱ處理植株葉片SPAD值均顯著高于WSI處理(P<0.05)，WI和Ⅱ處理葉片SPAD值均無(wú)顯著性差異(P>0.05)；各處理植株葉片SPAD值大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI。

圖3 不同灌溉方式下水稻植株葉片SPAD動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamic change of SPAD of rice leaves of early and late rice under different irrigation methods

2.3.2 水稻植株葉片SOD、POD和CAT活性 早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，各灌溉方式處理植株葉片SOD活性均于齊穗期達(dá)到最大值。早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，各處理間植株葉片SOD活性均存在顯著差異(P<0.05)，其大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI；其中，Ⅱ處理與WI和WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，WI處理與WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)(圖4)。

圖4 不同灌溉方式下水稻植株葉片SOD活性的變化Fig.4 Dynamic change of SOD activities of early and late rice leaves under different irrigation methods

早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，各灌溉方式處理植株葉片POD活性均于齊穗期達(dá)到最大值。早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，不同處理間植株葉片POD活性均存在顯著性差異(P<0.05)，其大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI；其中，Ⅱ處理與WI和WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，WI處理與WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)(圖5)。

早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，各灌溉方式處理植株葉片CAT活性均于分蘗盛期達(dá)到最大值。早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，不同處理間植株葉片CAT活性均存在顯著性差異(P<0.05)，其大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI；其中，Ⅱ處理與WI和WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，WI處理與WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)(圖6)。

2.3.3 水稻植株葉片凈光合速率 早稻和晚稻各主要生育時(shí)期，不同灌溉方式處理植株葉片的凈光合速率(Pn)表現(xiàn)為拋物線的變化趨勢(shì)，于齊穗期達(dá)到最大值；其大小順序均表現(xiàn)Ⅱ> WI>WSI。分蘗期到成熟期，Ⅱ處理植株葉片的Pn與WI和WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，WI處理與WSI處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)(圖7)。

圖5 不同灌溉方式下水稻植株葉片POD活性的變化Fig.5 Dynamic change of POD activities of early and late rice leaves under different irrigation methods

圖6 不同灌溉方式下水稻植株葉片CAT活性的變化Fig.6 Dynamic change of CAT activities of early and late rice leaves under different irrigation methods

圖7 不同灌溉方式下水稻植株葉片Pn的變化Fig.7 Dynamic change of net photosynthetic rate of early and late rice leaves under different irrigation methods

2.4 水稻植株干物質(zhì)積累特性

2.4.1 早稻植株干物質(zhì)積累 不同灌溉方式對(duì)早稻植株各部位干物質(zhì)積累具有明顯的影響(表1)。早稻分蘗盛期至成熟期，各處理間水稻植株的根系干質(zhì)量均無(wú)顯著差異，各處理水稻植株的根系干質(zhì)量大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI。各處理水稻植株的莖干質(zhì)量大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI，Ⅱ處理水稻植株的莖干質(zhì)量均顯著高于WSI處理(P<0.05)。各處理水稻植株的葉干質(zhì)量均表現(xiàn)WI>Ⅱ>WSI；孕穗期和齊穗期，WI與WSI處理間的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)；成熟期，各處理間無(wú)顯著差異(P>0.05)。齊穗期和成熟期，各處理間水稻植株的穗干質(zhì)量均無(wú)顯著差異；Ⅱ處理穗干質(zhì)量為最高，其大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI。

2.4.2 晚稻植株干物質(zhì)積累 表2中表明，晚稻分蘗盛期至成熟期，各處理水稻植株的根系和莖干質(zhì)量大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI，其中，均以Ⅱ處理水稻植株根系和莖干質(zhì)量為最高值，均顯著高于WSI處理(P<0.05)。晚稻分蘗盛期至成熟期，各處理水稻植株葉干質(zhì)量大小順序均表現(xiàn)WI>Ⅱ>WSI，WI處理與WSI處理間的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。齊穗期和成熟期，各處理間水稻植株的穗干質(zhì)量均無(wú)顯著差異(P>0.05)；Ⅱ處理水稻植株的穗干質(zhì)量為最高，其大小順序均表現(xiàn)Ⅱ>WI>WSI。

表1 不同灌溉方式下早稻植株干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化Tab.1 Dynamic change of biomass accumulation of early rice under different irrigation methods g/株

注： 結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列中不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)到5%顯著水平?！?”為未測(cè)出。表2同。

Note：Results stand for means ± standard errors. Different smaller letters in each column mean significantly difference at the 5% probably leve1. ″-″ were not detected. The same as Tab.2.

表2 不同灌溉方式下晚稻植株干物質(zhì)積累的動(dòng)態(tài)變化Tab.2 Dynamic change of biomass accumulation of late rice under different irrigation methods g/株

2.5 水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量

不同處理對(duì)早稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素均具有一定的影響(表3)。各處理間早稻的有效穗數(shù)均存在顯著性差異(P<0.05)，以Ⅱ穗處理為最高，2016，2017年分別比WI和WSI處理增加11.5，18.1萬(wàn)穗/hm2和13.4，19.0萬(wàn)穗/hm2。穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量在不同灌溉處理間均無(wú)顯著差異(P>0.05)。各處理間早稻產(chǎn)量均無(wú)顯著性差異，以Ⅱ處理產(chǎn)量為最高，2016，2017年分別比WI和WSI處理增加107.9，461.7 kg/hm2和98.8，422.2 kg/hm2，其大小順序均表現(xiàn)為Ⅱ>WI>WSI。

表3 不同灌溉方式對(duì)早稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Tab.3 Effects of different irrigation methods on the yield and yield components of early rice

注： 同行中不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)到5%顯著水平。表4同。

Note：Different smaller letters in each line mean significantly different at the 5% probably leve1. The same as Tab.4.

不同灌溉方式對(duì)晚稻產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量均具有明顯的影響(表4)。有效穗數(shù)均以Ⅱ處理最高，2016，2017年分別比WI和WSI處理增加21.3，63.0萬(wàn)穗/hm2和24.8，64.1萬(wàn)穗/hm2。穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量在不同處理間均無(wú)顯著差異(P>0.05)。晚稻產(chǎn)量均以Ⅱ處理最高，與WSI處理間的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，2016，2017年分別比WI和WSI處理增加250.1，683.6 kg/hm2和220.3，661.8 kg/hm2，其大小順序均表現(xiàn)為Ⅱ>WI>WSI。

表4 不同灌溉方式對(duì)晚稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Tab.4 Effects of different irrigation methods on the yield and yield components of late rice

由圖8中可知，各處理間周年水稻(早稻和晚稻)產(chǎn)量之和均無(wú)顯著性差異。其中，以Ⅱ處理周年水稻產(chǎn)量為最高，2016，2017年分別達(dá)13 133.1，13 212.2 kg/hm2，分別比WI和WSI處理增加358.0，1 145.3 kg/hm2和319.1，1 084.0 kg/hm2；其次是WI處理，周年水稻產(chǎn)量分別為12 775.1，12 893.1 kg/hm2，分別比WSI處理增加787.3，764.9 kg/hm2；各處理周年水稻產(chǎn)量大小順序均表現(xiàn)為Ⅱ>WI>WSI。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同灌溉方式對(duì)水稻植株生理特性的影響

保護(hù)酶系統(tǒng)是植物體內(nèi)高效的活性氧清除系統(tǒng)，對(duì)減輕外界環(huán)境變化所造成的膜傷害和延緩作物的衰老均具有十分重要的作用；光合作用所形成的光合物質(zhì)是水稻產(chǎn)量高低重要的影響因素[19]，水稻植株生理特性和光合作用易受不同區(qū)域的光照、水稻品種、農(nóng)作制度、土壤耕作、施肥模式和田間水分管理措施等因素的影響，其中不同的灌溉方式是影響水稻植株生理特性、光合作用和產(chǎn)量高低重要的因素。李向春等[12]研究結(jié)果表明，膜下滴灌水稻葉片葉綠素含量在整個(gè)生育期均高于淹灌處理。林賢青等[20]認(rèn)為，與傳統(tǒng)淹水灌溉方式相比，好氣灌溉處理提高了水稻花后葉片光合速率。本研究結(jié)果表明，在各個(gè)不同灌溉方式處理中，早稻和晚稻均以間歇灌溉方式處理植株葉片保護(hù)性酶活性和光合特性(葉片凈光合速率)效果為最佳，這可能是在該種灌溉條件下，采取相應(yīng)的排水曬田措施，改善土壤通氣條件、緩解了對(duì)植株生長(zhǎng)的不利影響因素，有利于地下和地上部的生長(zhǎng)，增加了大分蘗比例，提高了分蘗成穗率，改善了株型結(jié)構(gòu)[21]；后期采取干濕交替灌溉，維持較高的根系活力，植株的群體透光條件好，增加了植株葉面積指數(shù)和葉片生理功能，提高了單位面積的生物量，為水稻高產(chǎn)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。其次是濕潤(rùn)灌溉處理，在一定程度上提高了雙季稻植株葉片保護(hù)酶活性、增強(qiáng)水稻葉片光合性能，其原因可能是稻田長(zhǎng)期處于濕潤(rùn)的條件下通過(guò)改善土壤通氣條件，使水稻植株根系活力、根系代謝和養(yǎng)分吸收能力均保持在較高的水平，其土壤養(yǎng)分、水分也適宜于水稻的正常生長(zhǎng)[22]，為植株生理活動(dòng)提供物質(zhì)來(lái)源。而節(jié)水灌溉處理早稻和晚稻植株葉片保護(hù)性酶活性和光合特性效果均為最低，其原因可能是曬田后復(fù)水自然落干后較低的土壤含水量影響植株的根系生長(zhǎng)，易造成根系早衰，降低了根系活力和養(yǎng)分吸收能力，進(jìn)而影響植株生理活動(dòng)。可見(jiàn)，早、晚稻采取間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉方式均有利于增強(qiáng)植株保護(hù)酶活性和光合性能改善(葉片凈光合速率提高)、延緩生育后期功能葉生理活性衰退，是提高水稻產(chǎn)量的生理機(jī)制之一。

圖8 不同灌溉方式對(duì)早稻和晚稻周年水稻產(chǎn)量的影響Fig.8 Effects of different irrigation methods on the grain yield of early and late rice

3.2 不同灌溉方式對(duì)水稻干物質(zhì)積累和分配的影響

前人研究認(rèn)為，稻田在采取間歇灌溉措施條件下，其灌溉方式符合水稻生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)水分需求的特性，一方面能滿足水稻對(duì)水分的需求，另一方面通過(guò)適當(dāng)落水曬田能改善稻田土壤的通氣條件，為水稻生長(zhǎng)發(fā)育提供了良好“水、肥、氣、熱”的生長(zhǎng)環(huán)境[23-24]。有研究結(jié)果表明，稻田水分對(duì)植株根系生長(zhǎng)和生理功能均具有明顯的影響，影響到植株的干物質(zhì)積累和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而影響水稻產(chǎn)量[10]。已有研究結(jié)果證明，抽穗前水稻莖鞘貯藏物的高低及轉(zhuǎn)運(yùn)率對(duì)籽粒的充實(shí)和結(jié)實(shí)率等方面均具有十分重要的影響；在不同的水分灌溉方式下，較高的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率是水稻獲得高產(chǎn)的主要原因[25]。本研究中，在間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉條件下，促進(jìn)了植株的成穗率，其原因可能是采取間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉方式，在采取上述灌溉條件下有利于降低分蘗節(jié)位萌發(fā)、提早分蘗發(fā)生，及時(shí)抑制后期無(wú)效分蘗，進(jìn)而增加植株的成穗率。在間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉條件下，植株地上部物質(zhì)積累多，其原因可能是采取間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉方式，一方面有利于改善稻田土壤生態(tài)環(huán)境，減少了根部有毒物質(zhì)的積累[10]，促進(jìn)植株地下部分的生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)對(duì)土壤中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收，延長(zhǎng)根系生命周期，為植株生理活動(dòng)提供了充足的物質(zhì)來(lái)源，從而促進(jìn)干物質(zhì)的積累；另一方面，間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉方式條件下有利于水稻植株在生育后期生長(zhǎng)發(fā)育，能維持較高葉面積指數(shù)和葉片生理活動(dòng)，增強(qiáng)物質(zhì)生產(chǎn)能力和干物質(zhì)積累，為水稻獲得高產(chǎn)提供物質(zhì)來(lái)源；同時(shí)，干物質(zhì)在植株各器官中的分配合理，莖葉中的干物質(zhì)向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)效率較高，這也是水稻能獲得較高產(chǎn)量的主要原因。

3.3 不同灌溉方式對(duì)水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

前人研究結(jié)果認(rèn)為，與傳統(tǒng)淹水灌溉方式相比，采用“濕潤(rùn)灌溉”和“間歇灌溉”的灌溉方式能減少水稻的用水量，但對(duì)其產(chǎn)量無(wú)明顯的影響，這說(shuō)明采取適宜的水分灌溉方式可獲得較高的水稻產(chǎn)量并提高水分利用效率[14, 26-27]。本研究結(jié)果也表明，水稻間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉由于水分管理?xiàng)l件好，水稻群體質(zhì)量高，大分蘗比例高，增加了水稻的有效穗數(shù)。而節(jié)水灌溉稻田一直處于缺少水分狀況下，水稻群體夠苗期晚，小分蘗比例高，水稻的有效穗數(shù)明顯低于其他處理。因此，采取間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉的方式有利于水稻的早生快發(fā)，提高分蘗數(shù)和大分蘗比例，增加成穗率和大穗數(shù)量，改善產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而有利于獲得高產(chǎn)。間歇灌溉水稻產(chǎn)量明顯高于節(jié)水灌溉方式，其原因可能是該種灌溉條件下一方面改善了稻田土壤生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)了植株地上部生理活動(dòng)、干物質(zhì)積累，為提高籽粒灌漿、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量提供物質(zhì)來(lái)源；另一方面，協(xié)調(diào)植株“源”與“庫(kù)”的關(guān)系，增強(qiáng)了植株物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)分配，擴(kuò)大了“庫(kù)”容量。而節(jié)水灌溉方式下水稻產(chǎn)量低于間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉方式，其原因可能是一方面由于稻田長(zhǎng)期處于水分緊張條件下，影響了植株葉片的部分生理特性(保護(hù)性酶和光合特性等)[13, 28]，對(duì)植株的生理活動(dòng)和光合產(chǎn)物形成等均有不利的影響，進(jìn)而影響植株的干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和產(chǎn)量構(gòu)成因素，這與前人的研究結(jié)果相似[29-31]；另一方面，在該種灌溉方式下影響了稻田土壤養(yǎng)分的生物有效性，降低了土壤中有效養(yǎng)分含量，影響水稻對(duì)土壤影響物質(zhì)的吸取、植株地上部的生理活動(dòng)，進(jìn)而影響植株的干物質(zhì)積累[32]。因此，綜合考慮水稻產(chǎn)量等因素，間歇灌溉是一種有利于水稻獲得高產(chǎn)的水分高效灌溉方式。

不同灌溉方式下，早稻和晚稻植株的分蘗數(shù)量大小順序均表現(xiàn)為間歇灌溉>濕潤(rùn)灌溉>節(jié)水灌溉；間歇灌溉方式能使水稻分蘗高峰期提前，分蘗增多、成穗率增加；濕潤(rùn)灌溉和節(jié)水灌溉方式，水稻分蘗高峰期后移，分蘗數(shù)減少、成穗率較低。早稻和晚稻植株葉面積指數(shù)大小均表現(xiàn)為濕潤(rùn)灌溉>間歇灌溉>節(jié)水灌溉。早稻和晚稻各個(gè)主要生育時(shí)期，間歇灌溉和濕潤(rùn)灌溉方式均能顯著提高早稻和晚稻植株葉片超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶活性；增強(qiáng)葉片凈光合速率，改善植株葉片光合生產(chǎn)能力。植株干物質(zhì)生產(chǎn)方面，間歇灌溉方式促進(jìn)了早稻和晚稻植株地下部分、莖、穗部位的干物質(zhì)積累，而濕潤(rùn)灌溉方式有利于增加水稻植株葉的干物質(zhì)積累。不同灌溉方式對(duì)水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素均具有一定的影響，間歇灌溉有利于增加水稻的有效穗數(shù)，而不同灌溉方式間穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量均無(wú)明顯差異。早稻、晚稻及周年水稻產(chǎn)量均以間歇灌溉方式為最高，濕潤(rùn)灌溉方式次之，節(jié)水灌溉方式最低。因此，在稻田水分管理中，可采取間歇灌溉的方式有利于提高水稻植株葉片保護(hù)性酶活性，增加植株干物質(zhì)積累，改善產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而獲得較高的水稻產(chǎn)量。