Ⅱ優(yōu)898產(chǎn)量對旱澇急轉(zhuǎn)的響應(yīng)規(guī)律研究

高蕓 胡鐵松, 齊學(xué)斌 袁宏偉

(1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)田灌溉研究所，河南 新鄉(xiāng) 453002；2武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072；3安徽省水利部淮委水利科學(xué)研究院 水利水資源安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 蚌埠 233000; *通信聯(lián)系人，E-mail: tshu2015@126.com)

全球氣候變化異常導(dǎo)致旱災(zāi)、澇災(zāi)和旱澇急轉(zhuǎn)事件頻發(fā)，引起水稻嚴(yán)重減產(chǎn)[1-2]。為了保障國家的糧食安全，需要明確水稻產(chǎn)量對旱澇急轉(zhuǎn)的響應(yīng)特征，據(jù)此制定合理的灌排措施，這對于做好農(nóng)作物的防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3-5]。對旱澇急轉(zhuǎn)條件下作物的減產(chǎn)特征，前人已做了較多研究，取得了一些研究成果，但結(jié)果尚未表現(xiàn)出一致性規(guī)律[6-8]。一方面，有關(guān)不同程度不同持續(xù)時(shí)間的旱、澇以及旱澇急轉(zhuǎn)組合對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響研究較少，僅有的研究對產(chǎn)量形成機(jī)制的試驗(yàn)開展不夠深入[9-10]，試驗(yàn)僅對某一種旱澇組合下，不同生育期的產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到的減產(chǎn)結(jié)果存在差異[11-12]。目前的研究表明，與正常淹灌條件相比，拔節(jié)期發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)會降低水稻產(chǎn)量，并且相對于單旱、單澇條件，旱澇急轉(zhuǎn)對產(chǎn)量的影響更加嚴(yán)重，減產(chǎn)率整體表現(xiàn)為旱澇急轉(zhuǎn)組＞單旱組＞單澇組＞正常組[12,14,15]。但是不同生育期、不同旱澇程度、不同土壤條件、不同旱澇聯(lián)合形式下的旱澇急轉(zhuǎn)對產(chǎn)量的影響不同。不同生育期發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)對產(chǎn)量的影響不同，分蘗期旱澇急轉(zhuǎn)組減產(chǎn)率為20%～30%[12,13]，穗分化期早稻減產(chǎn)率為20%～50%[14,15]，穗分化期晚稻減產(chǎn)程度比早稻稍有減輕，減產(chǎn)率在20%左右[14]，旱澇急轉(zhuǎn)較干濕交替(AWD)及控制灌排(CID)對產(chǎn)量的影響更加嚴(yán)重。不同程度的旱澇急轉(zhuǎn)對產(chǎn)量的影響也不相同，并且無論是早稻還是晚稻，重旱重澇組產(chǎn)量下降最大[14-15]。不同土壤條件下發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)對產(chǎn)量的影響結(jié)果也不一致[16]。對于旱澇聯(lián)合災(zāi)害的其他形式，如先澇后旱的情況也會對作物產(chǎn)量造成影響，但是前期淹澇是否增加了后期干旱的風(fēng)險(xiǎn)并沒有統(tǒng)一的結(jié)論[16-19]。另一方面，關(guān)于影響因素、影響機(jī)制與影響結(jié)果方面的研究也存在不足之處。不同階段發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不同，分蘗期發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)主要影響有效穗數(shù)，穗分化期發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)主要影響有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率[12-13,17]。旱澇急轉(zhuǎn)期間光合特性及內(nèi)源激素平衡的改變是導(dǎo)致產(chǎn)量變化的根本原因，而目前對此影響機(jī)制的研究成果較少，某些結(jié)論存在矛盾之處[20-22]。在不同的旱、澇脅迫組合條件下，旱后淹澇對產(chǎn)量影響的結(jié)論到底是疊加損傷還是拮抗補(bǔ)償爭議較大[12, 13, 15, 23]。

本研究通過設(shè)置 28組不同旱澇組合形式，分析不同旱澇脅迫程度、不同脅迫持續(xù)時(shí)間的單一干旱、單一淹澇、旱澇急轉(zhuǎn)脅迫對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，探討旱澇急轉(zhuǎn)后期淹澇脅迫與前期干旱脅迫對水稻產(chǎn)量影響的交互作用。通過大量試驗(yàn)研究，明確了旱澇急轉(zhuǎn)條件下水稻的減產(chǎn)特征，量化了先期旱與后期澇的補(bǔ)償、削減作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于淮委水利科學(xué)研究院新馬橋農(nóng)水綜合試驗(yàn)站(117°22＇E，33°09＇N)，屬亞熱帶和熱帶過渡帶。由于地處中緯度地帶特定的地理位置，該區(qū)氣候具有明顯的過渡性，即兼有南北氣候之長：水熱資源優(yōu)于北方，光資源優(yōu)于南方；但也兼有南北氣候之短：降水時(shí)空變化大，旱澇災(zāi)害較頻繁，有些年份少雨干旱，有些年份多雨成澇，表現(xiàn)出氣候的明顯變異性。年平均氣溫14.9℃，降雨量871 mm，日照2 170 h，平均海拔16.0～22.5 m。試驗(yàn)土取自臨近稻田耕作層，土壤類型為砂姜黑土，土壤質(zhì)地為中壤土，剖面構(gòu)型自上而下依次為黑土層、脫潛層、砂姜層，土壤容重為1.24 g/cm3，土壤的田間持水量0.28 g/g，飽和含水量0.429 g/g，凋萎含水量0.185 g/g。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過分析研究區(qū)旱澇急轉(zhuǎn)事件歷史統(tǒng)計(jì)資料發(fā)現(xiàn)，旱澇急轉(zhuǎn)多發(fā)生于7月中下旬至8月中下旬，與水稻拔節(jié)孕穗期重合，因此本研究將旱澇急轉(zhuǎn)設(shè)置在水稻拔節(jié)孕穗期(2017－2018年旱、澇處理起止時(shí)間見表1)。在參考國家受旱等級與排澇標(biāo)準(zhǔn)劃分指標(biāo)的基礎(chǔ)上，參照崔遠(yuǎn)來[24]、李陽生[25]等的研究，設(shè)置旱、澇控制因素：1)受旱程度：50%、60%、70%田間持水量；2)受旱歷時(shí)：5、10、15 d；3)受澇淹沒深度：50%、75%、100%株高；4)受澇歷時(shí)：5、7、9 d。在非旱澇脅迫期間，水稻田正常淹灌，維持土壤面以上2～3 cm水深。試驗(yàn)設(shè)置了不考慮旱澇交互作用的 L9 (34)組不同旱澇急轉(zhuǎn)組合的正交處理ADFA1～ADFA9和1個(gè)對照處理CK，并且補(bǔ)充了與旱澇急轉(zhuǎn)組前期干旱和后期淹澇設(shè)置相同的單旱組(DC1～DC9)和單澇組(FC1～FC9)的對比方案，具體體分析了每一種旱澇組合下下前期干旱與與后期淹澇的補(bǔ)補(bǔ)償或削減作用。例如旱澇澇急轉(zhuǎn)組ADDFA1對應(yīng)的單旱旱脅迫 DC1和和單澇脅迫 FFC1進(jìn)行平行行試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)方案見表1和表2。受受試驗(yàn)條件的的限制，每種處處理設(shè)置3組組重復(fù)(3個(gè)測桶)。

表1 水稻旱旱澇急轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)Table 1. Expperimental schheme for abruppt drought-flooo d alternation of rice.

1.3試驗(yàn)材料

水稻供試品品種為Ⅱ優(yōu)898。播種日日期為 20177年55月11日和2018年5月月11日，移栽日期為20177年66月11日和2018年6月月11日。所有有試驗(yàn)均在內(nèi)徑335 cm、高445 cm的大型型有底鐵桶中中進(jìn)行，種植植密度為每桶3穴，每穴2株。在水稻全生育期內(nèi)進(jìn)行正常的農(nóng)事管理。在無旱澇脅迫的生長時(shí)段，水稻進(jìn)行正常淹灌，以保證水稻不受旱，利用遮雨棚使水稻不受雨澇。測定桶內(nèi)土壤的基本理化性狀：pH 值 7.79，速效鉀 93.91 mg/kg，有效磷 16.10 mg/kg，有機(jī)質(zhì)8.59 g/kg，全氮632 mg/kg，堿解氮92.11 mg/kg。經(jīng)曬干、打碎、過篩后，均勻施肥，底肥施用尿素3.0 g/桶，復(fù)合肥7.2 g/桶。旱澇急轉(zhuǎn)試驗(yàn)條件見圖 1。不同處理?xiàng)l件下水稻各生育期持續(xù)時(shí)間見圖2。

表2 旱澇因素及水平設(shè)置Table 2. Design of drought and flood factors and levels.

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 控水方式

每天上午8:00和下午6:00測定試驗(yàn)組的每個(gè)測桶質(zhì)量，2次稱桶質(zhì)量的差值即是當(dāng)日白天的蒸發(fā)量。每天下午稱桶質(zhì)量和次日上午稱桶質(zhì)量之差則為當(dāng)日夜間蒸發(fā)量。早晚稱桶質(zhì)量時(shí)需對低于含水率要求的測桶進(jìn)行灌水，以控制達(dá)到對應(yīng)的受旱程度。達(dá)到相應(yīng)受旱時(shí)間后，將旱澇急轉(zhuǎn)組測桶移入淹水池中進(jìn)行受澇試驗(yàn)。

每天上午9:00觀察淹水池的水層深度后，灌溉一定的水量使得淹水池的水位能夠讓最外圍的測桶正常淹水。如遇陰雨天氣，根據(jù)降水大小適時(shí)放水，控制淹水池深度以滿足受澇試驗(yàn)要求。試驗(yàn)條件見圖3。

1.4.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定

成熟后曬田一周，將每組處理的3組重復(fù)測桶進(jìn)行收割，選取天氣晴朗的2天晾曬后烘干，然后依次考查每個(gè)測桶的穗數(shù)、每穗粒數(shù)(指每穗實(shí)粒數(shù)，下同)、總粒數(shù)，千粒質(zhì)量以及產(chǎn)量。其中，穗數(shù)、總粒數(shù)和產(chǎn)量均以單桶計(jì)。

圖1 旱澇急轉(zhuǎn)試驗(yàn)條件Fig. 1. Experimental ADFA conditions.

圖2 2017－2018年水稻生育期Fig. 2. Duration of growth of rice between 2017 and 2018.

圖3 試驗(yàn)條件Fig. 3. Representation of experimental conditions.

1.4.3 旱、澇交互作用的計(jì)算

為了比較旱澇急轉(zhuǎn)組相對正常組、單旱組、單澇組對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的損害程度，采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

圖4 旱澇急轉(zhuǎn)組相對于正常組的損害程度Fig. 4. Damage degree of the ADFA groups relative to the normal control group.

表3 旱澇脅迫對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成影響的差異性分析Table 3. Significant influence of test factors on yield and yield components.

式中，R表示旱澇急轉(zhuǎn)組相對于正常組對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的損害程度；RD表示旱澇急轉(zhuǎn)組相對于單旱組對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的損害程度；RF表示旱澇急轉(zhuǎn)組相對于單澇組對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的損害程度。ADFA'表示旱澇急轉(zhuǎn)下產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)；CK'表示正常條件下產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)；DC'表示旱脅迫下產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)；FC'表示澇脅迫下產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

所有的統(tǒng)計(jì)分析都是通過 Origin 9.0和 SPSS 20.0完成的。

2 結(jié)果與分析

2.1 與正常組相比時(shí)旱澇急轉(zhuǎn)條件下水稻的減產(chǎn)規(guī)律

從圖4可知，旱澇急轉(zhuǎn)組產(chǎn)量均低于正常組，2017年平均減產(chǎn)29.94%，2018年平均減產(chǎn)39.27%。兩年ADFA7減產(chǎn)最為嚴(yán)重，減產(chǎn)率分別為43.13%和69.18%，均為中度減產(chǎn)，說明重旱重澇組合對產(chǎn)量最為不利。粒數(shù)與粒重的減少是兩年旱澇急轉(zhuǎn)組減產(chǎn)的主要原因。

2017－2018年旱澇急轉(zhuǎn)組的每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量均低于正常組，每穗粒數(shù)兩年平均減少率分別為23.51%和31.13%，總粒數(shù)兩年平均減少率分別為17.82%和34.91%，千粒質(zhì)量兩年的平均減少率分別為15.09%和9.68%，說明旱澇急轉(zhuǎn)對每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量表現(xiàn)為削減作用。旱澇急轉(zhuǎn)組穗數(shù)表現(xiàn)出年際差異性， 2017年平均增加7.77%，2018年平均減少5.87%。

為了分析不同旱澇程度及持續(xù)天數(shù)的排列組合方式對產(chǎn)量的影響，對 2017－2018年產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。由表3可知，兩年產(chǎn)量受到旱、澇的共同作用，兩年每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率受澇程度變化的影響顯著。2017年拔節(jié)期遭遇旱澇急轉(zhuǎn)，后期澇脅迫的作用大于前期受旱的影響，除了穗數(shù)，受澇程度對每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率影響顯著；2018年除穗數(shù)、千粒質(zhì)量外，其他產(chǎn)量構(gòu)成因素均受旱、澇的共同影響。

圖5 旱澇程度和持續(xù)時(shí)間對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Fig. 5. Influence of drought and flood degree and time on yield and yield components.

表4 旱澇脅迫對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成影響的極差分析Table 4. Extreme differences of test factors on yield and yield components.

從圖 5和表 4(表中加粗?jǐn)?shù)據(jù)表示主要影響因素)可知，2017－2018年澇程度和澇時(shí)間的變化對產(chǎn)量的影響較大。穗數(shù)受旱、澇脅迫的共同影響。每穗粒數(shù)受澇脅迫的影響?？偭?shù)、千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率受旱、澇脅迫的共同影響。

水稻的粒數(shù)和粒重是影響產(chǎn)量的主要因素。從表5可知，長期非重旱脅迫(10 d/15 d)與短期非重澇脅迫(5 d)的組合對 2017－2018年產(chǎn)量、每穗粒數(shù)、總粒數(shù)和千粒質(zhì)量的影響最小。

2.2 后期澇脅迫對前期受旱水稻減產(chǎn)規(guī)律的影響

后期澇抵消了前期輕旱(DC1，DC2，DC3)的增產(chǎn)作用，加重了前期中旱和重旱的減產(chǎn)作用，2017－2018年表現(xiàn)出同樣的產(chǎn)量變化規(guī)律。由圖6可知，后期澇脅迫減少了受旱條件下的每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率。2017－2018年拔節(jié)期發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)，總粒數(shù)各處理值均低于單旱組，原因是淹澇條件下水下光強(qiáng)不足，O2、CO2等氣體擴(kuò)散率受阻，光合速率減小，從而使總穎花數(shù)的形成受到抑制，總粒數(shù)降低[26-28]。

2.3 前期旱脅迫對后期淹澇水稻減產(chǎn)規(guī)律的影響

2017－2018年前期不同程度干旱處理幾乎都增加了后期淹澇條件下的產(chǎn)量，兩年產(chǎn)量補(bǔ)償率分別為78.07%和112.45%。后期重澇條件下(ADFA3，ADFA5，ADFA7)的補(bǔ)償作用更加明顯，產(chǎn)量補(bǔ)償率分別為368.51%，191.57%和243.10%。從圖7可知，2017－2018年耐澇能力的提高主要是提高了每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率。ADFA3相對于FC3每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率兩年平均提高65.02%、58.71%、214.04%；ADFA5相對于 FC5每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率兩年平均提高 70.43%，76.90%，67.86%；ADFA7相對于FC7每穗粒數(shù)，總粒數(shù)，結(jié)實(shí)率兩年平均提高64.53%，63.33%，140.40%。這說明前期旱脅迫可以提高水稻后期的耐澇能力，特別是可以有效提高水稻對抗重度淹澇(沒頂淹沒)的能力[29,30]。

表5 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成影響最小的旱澇組合Table 5. Optimal combination of drought and flood with the lowest impact on yield and yield components.

圖6 旱澇急轉(zhuǎn)組相對于單旱組的損害程度Fig. 6. Damage degree of the ADFA groups relative to drought groups.

圖7 旱澇急轉(zhuǎn)組相對于單澇組的損害程度Fig. 7. Damage degree of the ADFA groups relative to flood groups.

前期15 d輕旱(70%田間持水量)可以有效提高水稻對抗重度淹澇(沒頂淹沒)的能力。由圖7可知，ADFA3相對于FC3每桶穗數(shù)、每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率兩年平均提高8.46%，65.02%，58.71%，5.28%，214.04%，兩年產(chǎn)量補(bǔ)償率分別為274.05%和462.97%，說明前期長歷時(shí)輕旱脅迫促使水稻新生白根形成發(fā)達(dá)的通氣組織，通氣組織形成早可以增強(qiáng)其耐澇能力[31,32]。

3 討論

3.1 旱澇急轉(zhuǎn)與正常淹灌下水稻產(chǎn)量的差異性分析

已有研究表明，拔節(jié)期發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)減產(chǎn)率為20%～50%，不同的試驗(yàn)設(shè)置，結(jié)果具有差異性。本研究將旱澇的范圍設(shè)置在前期受旱 50%～70%田間持水量，維持5～15 d，后期轉(zhuǎn)澇50%～100%株高淹水深度，維持5～9 d，進(jìn)行了L9 (34)組正交試驗(yàn)處理，得到在不同旱澇組合下兩年平均減產(chǎn)范圍12.38% (ADFA6)～56.15%(ADFA7)，減產(chǎn)幅度與前人的研究結(jié)果不同。其次，前人的研究結(jié)果普遍是 1年的試驗(yàn)資料，本研究于2017－2018年做了2年的重復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明旱澇急轉(zhuǎn)組與正常組相比產(chǎn)量減少。

從產(chǎn)量構(gòu)成來看，已有研究有的認(rèn)為產(chǎn)量下降的主要原因是有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)減少，也有認(rèn)為還與結(jié)實(shí)率降低有關(guān)。本研究認(rèn)為粒數(shù)與粒重的減少是產(chǎn)量減少的主要影響因素。與已有研究成果不同，本研究結(jié)果表明，穗數(shù)具有年際差異性，與正常組相比，2017年穗數(shù)平均增加7.77%，2018年穗數(shù)平均減少5.87%。

3.2 旱澇急轉(zhuǎn)前旱和后澇的交互作用分析

整體來說，前期干旱脅迫與后期淹澇脅迫對水稻產(chǎn)量的影響存在復(fù)雜的相互作用與相互影響機(jī)制。水稻后期淹澇脅迫對前期干旱脅迫存在一定的協(xié)同減產(chǎn)作用，而前期干旱脅迫對后期淹澇脅迫存在一定的減災(zāi)拮抗作用。后期澇脅迫對前期受旱水稻減產(chǎn)規(guī)律的影響方面，多數(shù)認(rèn)為后期澇脅迫加重了前期受旱條件下的產(chǎn)量損失，對于超級雜交稻幼穗分化期發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)，無論早稻還是晚稻，旱澇急轉(zhuǎn)組的減產(chǎn)結(jié)果總是大于單旱組[13,15]。Dickin等[19]研究了先澇后旱的情況，得到同樣的結(jié)論，認(rèn)為冬澇增加了冬小麥夏旱期間減產(chǎn)的損失。但是Canell等[16]的研究結(jié)果與上述結(jié)果相反，認(rèn)為冬澇沒有增加冬小麥夏旱期間減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。相悖的原因除了與試驗(yàn)中旱澇條件設(shè)置以及旱澇急轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)期的不同有關(guān)，還受到氣象、土壤、作物生育期不同的影響。本研究結(jié)果表明后期澇脅迫削減了干旱條件下的產(chǎn)量。與單旱組對比，兩年的平均減產(chǎn)率分別為24.70%和31.81%。從產(chǎn)量構(gòu)成來看，已有研究認(rèn)為有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率的減少是減產(chǎn)的主要原因。本研究結(jié)果表明后期澇脅迫減少了受旱期的每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率導(dǎo)致了水稻減產(chǎn)。前期旱脅迫對后期淹澇脅迫水稻產(chǎn)量的影響方面，已有研究認(rèn)為旱澇急轉(zhuǎn)前期干旱與后期淹澇存在疊加減產(chǎn)效應(yīng)，鄧艷等[15]的研究結(jié)果表明超級雜交早稻幼穗分化期單一受澇減產(chǎn)16.92%，旱澇急轉(zhuǎn)減產(chǎn)37.31%，前期干旱加重了淹澇條件下的產(chǎn)量損失。熊強(qiáng)強(qiáng)等[13]設(shè)置了輕澇、重澇、重旱轉(zhuǎn)輕澇、重旱轉(zhuǎn)重澇、輕旱轉(zhuǎn)輕澇、輕旱轉(zhuǎn)重澇多種旱澇水平處理，結(jié)果表明早稻分別減產(chǎn)8.33%、12.04%、19.65%、31.23%、15.39%、17.29%，晚稻分別減產(chǎn)7.77%、11.53%、17.40%、20.85%、13.46%、11.70%，無論早稻還是晚稻，旱澇急轉(zhuǎn)處理減產(chǎn)率總是大于單澇，說明前期遭受嚴(yán)重干旱不僅影響其產(chǎn)量的形成，還會顯著降低其耐澇能力。本研究結(jié)果與現(xiàn)有成果不同，與單澇組對比，兩年的平均補(bǔ)償率分別為78.07%和112.45%，說明旱澇急轉(zhuǎn)前期旱脅迫減輕了淹澇條件下的產(chǎn)量損失，提高了后期的耐澇力。與現(xiàn)有結(jié)果不同的原因主要是試驗(yàn)設(shè)置以及旱澇急轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)期的不同。從產(chǎn)量構(gòu)成來看，已有研究認(rèn)為有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率的減少是減產(chǎn)的主要原因。本研究認(rèn)為前期旱脅迫對后期淹澇脅迫水稻產(chǎn)量的減災(zāi)拮抗效應(yīng)主要是提高了每穗粒數(shù)、總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，并且前期15 d輕旱條件每桶穗數(shù)、每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率均有提高。

鑒于試驗(yàn)條件的限制，本研究試驗(yàn)設(shè)計(jì)及研究材料的選擇存在一定的局限性。比如：試驗(yàn)設(shè)計(jì)上干旱處理時(shí)間內(nèi)均采取同一田間持水量，這與生產(chǎn)上漸進(jìn)式干旱是不相符的，后期試驗(yàn)可增設(shè)土壤含水量實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備，僅控制初始含水率以保證與實(shí)際受旱情況相符；試驗(yàn)測量指標(biāo)未涉及一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、生理特性變化數(shù)據(jù)，為了更全面反映水稻對旱澇急轉(zhuǎn)的響應(yīng)機(jī)制、產(chǎn)量性狀等變化，后期可增設(shè)上述指標(biāo)的觀測；研究材料(水稻)選擇具有單一性，后期可增設(shè)旱作物對旱澇急轉(zhuǎn)響應(yīng)的對比試驗(yàn)，探討旱作物、水稻對旱澇急轉(zhuǎn)的不同響應(yīng)特征與生理適應(yīng)機(jī)制。

4 結(jié)論

研究開展了為期兩年(2017－2018年)的水稻旱澇急轉(zhuǎn)脅迫試驗(yàn)，分析了不同旱澇脅迫程度、不同脅迫持續(xù)時(shí)間的單一干旱、單一淹澇、旱澇急轉(zhuǎn)脅迫對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，對進(jìn)一步明確旱澇急轉(zhuǎn)脅迫對水稻產(chǎn)量的影響具有意義。旱澇急轉(zhuǎn)與正常組對比產(chǎn)量減少，主要原因是粒數(shù)、粒重的減少。后期澇脅迫削減了干旱條件下的產(chǎn)量，每穗粒數(shù)、總粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率的減少是水稻由旱轉(zhuǎn)澇產(chǎn)量減少的主要原因。前期旱脅迫補(bǔ)償了淹澇期的產(chǎn)量，主要是提高了每穗粒數(shù)、總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，并且后期重澇條件下的補(bǔ)償作用更加明顯。