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(lái) 杜曉東 郭震華

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

黑龍江省是我國(guó)粳稻主產(chǎn)區(qū)之一，占全國(guó)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(diǎn)是生育期、無(wú)霜期短，活動(dòng)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(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展和我國(guó)糧食安全。鑒于此，黑龍江省粳稻生產(chǎn)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(jìn)而緩解黑龍江省水資源短缺的問(wèn)題。本試驗(yàn)以水稻新品種富合3號(hào)為試驗(yàn)材料，研究不同灌溉模式對(duì)富合3號(hào)籽粒產(chǎn)量、干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)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(shù)提供依據(jù)和參考，同時(shí)也為推廣富合3號(hào)水稻新品種及配套技術(shù)提供理論支撐。

1 材料與方法

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

1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)于2018年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院水稻試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(wú)水層3～4d，反復(fù)交替；I3處理實(shí)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(shí)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(shí)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～I(xiàn)4處理全部人工排水曬田，4個(gè)處理均采用遇降雨深蓄不排水的管理措施。每個(gè)小區(qū)實(shí)行單排、單灌，小區(qū)長(zhǎng)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(cè)定項(xiàng)目及方法

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

1.3.2田間水層測(cè)定田間水層深度通過(guò)直尺測(cè)定，每個(gè)處理放置3個(gè)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(zhì)量測(cè)定分別在分蘗期、孕穗期、齊穗期、成熟期，每個(gè)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(zhì)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(zhì)轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)轉(zhuǎn)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(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子測(cè)定于成熟期每小區(qū)選取生長(zhǎng)一致的植株5株考察單株有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重及籽粒產(chǎn)量。

1.3.5水分利用效率測(cè)定以1hm2稻田實(shí)際灌溉的單位水量（m3）所生產(chǎn)的籽粒產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量/單位面積自然降水量。

2 結(jié)果與分析

2.1灌溉方式對(duì)粳稻干物質(zhì)積累的影響由表1可知，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，莖鞘干重和葉片干重呈先增加再降低的趨勢(shì)，在齊穗期達(dá)到最大值；而穗干重和單株干重呈逐漸增加的趨勢(shì)，在成熟期達(dá)到最大值。灌溉方式對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)粳稻植株干物積累的影響 （g）

2.2灌溉方式對(duì)粳稻干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響由表2可知，灌溉方式對(duì)莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)換率和輸出率影響不顯著，但是對(duì)葉片干物質(zhì)轉(zhuǎn)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(zhì)轉(zhuǎn)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(zhì)輸出率最大為9.51%，顯著高于其他3個(gè)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(zhì)轉(zhuǎn)換率和輸出率明顯高于葉片。

表2 灌溉方式對(duì)粳稻干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響 （%）

2.3灌溉方式對(duì)粳稻籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響由表3可知，灌溉方式對(duì)粳稻籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子影響達(dá)到了顯著水平。間歇灌溉（I2）處理產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量差異不顯著，但是顯著高于控制灌溉II（I4），這說(shuō)明灌水量少不利于粳稻產(chǎn)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(shù)、結(jié)實(shí)率差異不顯著，但是顯著高于控制灌溉II（I4）處理，這說(shuō)明灌水量少不利于有效穗數(shù)的形成和結(jié)實(shí)率的提高。控制灌溉I（I3）和間歇灌溉（I2）處理之間的穗粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)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(shuō)明灌水少或者過(guò)多均不利于穗粒數(shù)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(duì)粳稻籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

2.4灌溉方式對(duì)粳稻水分利用效率的影響由表4可知，整個(gè)生育時(shí)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(duì)粳稻水分利用效率的影響

3 結(jié)論與討論

水稻產(chǎn)量的形成過(guò)程實(shí)際上是干物質(zhì)生產(chǎn)、分配、運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程，水稻產(chǎn)量主要由穗粒數(shù)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(chǎn)量增加顯著，增產(chǎn)的原因主要是由于結(jié)實(shí)率和千粒重的顯著增加，從而提高了干物質(zhì)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(chǎn)量[6]。每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率是不同灌溉方式影響產(chǎn)量的重要因素[7]。本研究結(jié)果表明間歇灌溉處理籽粒產(chǎn)量顯著高于其他處理，該處理穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)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(guò)影響穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重進(jìn)而影響籽粒產(chǎn)量，這與前人研究結(jié)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(chǎn)量，不同品種對(duì)不同灌溉方式響應(yīng)不同。本研究表明對(duì)富合3號(hào)水稻品種而言，間歇灌溉產(chǎn)量最高。

水分利用效率是衡量作物光合產(chǎn)物生產(chǎn)和水分利用關(guān)系的重要指標(biāo)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(jié)果一致，說(shuō)明節(jié)水灌溉能夠有效提高水資源利用 效率。

綜上所述，關(guān)于灌溉方式對(duì)粳稻干物質(zhì)積累及運(yùn)轉(zhuǎn)特征、籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子影響的研究，結(jié)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(guān)，建議進(jìn)行多點(diǎn)、多年、多品種的試驗(yàn)，以期為黑龍江粳稻水資源高效利用提供科學(xué)依據(jù)和參考。