节水灌溉对寒地水稻产量和品质的影响机理研究

摘 要：为探究节水灌溉对寒地水稻产量、品质的影响内在机理，实现水资源的合理利用。本文采用随机区组试验， 选择3个主栽品种，设置3个试验水平，2次重复，研究了不同灌溉方式下水稻产量和品质的变化情况。轻度节水（土壤水势为-15kpa）时，产量因子中龙粳20、46有效穗数显著降低，龙粳31有效穗数显著升高，龙粳20穗粒数显著增多，结实率影响不显著，千粒重和产量均有所提高但不显著，品质因子中受节水影响不显著，直链淀粉升高0.3%～0.8%，蛋白质含量有下降趋势。重度节水（土壤水势为-30kpa）时，结实率受影响不显著，其他产量因子均显著降低，糙米率、整精米率均显著降低。垩白粒率、垩白度、AC均有上升趋势，PC含量有降低趋势。

关键词：节水；水稻；产量；品质

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170733032

黑龙江省水稻种植面积已达约466.67万hm2，近些年间随着旱田作物经济效益的降低，水田面积逐年增加。水稻是主要耗水作物，因而随着栽培面积的增加，造成当前可利用水资源紧缺的现象，严重威胁了水稻的安全生产问题[1]。当前国内外的研究中，有关节水灌溉的方式已有许多，国外多以滴灌、激光平地、控制土壤墒情为主，国内则主要以干湿交替、叶龄模式灌溉、薄露灌溉技术、旱直播技术为主，但相关技术在栽培中的具体应用一直是一个大问题[2-5]。因此，为进一步探究科学的稻田用水问题，本文将从节水对水稻产量和品质2个层面的影响进行研究，期待为黑龙江省的水稻栽培提供理论依据。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

本试验材料选自牡丹江农业科学研究所，第3积温带主栽水稻品种龙粳20、龙粳31和龙粳46。3个品种均为主茎11片叶，生育日数130d左右。

1.2 试验设计

本试验于2016年采用完全随机设计在牡丹江农业科学院进行，选取中等肥力地块，每公顷施磷酸二铵100kg、尿素200kg、硫酸钾125kg，插秧规格30cm×13.3cm，每穴4～5株，4月15日育秧，5月20日左右插秧。田间管理同大田管理。自水稻返青后进行节水处理，设置3个节水梯度，采用负压式土壤湿度计控制田间水分。正常灌溉CK：稻田生育期内覆盖3cm水层，轻度节水T1：田间土壤水势落干至-15kpa后灌溉3cm左右水层，重度节水T2：田间土壤水势落干至-30kpa后灌溉3cm左右水层。

1.3 测定方法

1.3.1 土壤水势测定

水势测量采用负压式土壤湿度计，自返青后安装湿度计，确保湿度计前端陶土头置于距土表10cm左右的位置，于每天11：00左右测定水势，每个处理设置2次重复，单次重复内安置1个土壤湿度计。

1.3.2 产量性状测定

水稻成熟后沿对角线取6株，测定有效穗数，取平均值，同时混收5株，均分1/2测定穗粒数。将5株水稻脱粒后置于利用比重计配制成的盐水比重为1.06：1的盐水中，进行盐水清选，测定实粒数，计算结实率和千粒重。

1.3.3 品质性状测定

沿小区对角线混收15穴，悬挂晾干至含水量15%后，脱粒置于恒温恒湿箱内，留待品质测定。水稻碾磨品质出糙率按照GB/T5495—2008执行；整精米率按照GB/T21719—2008执行，垩白粒率、垩白度按照GB/T17891—1999执行；直链淀粉含量测定按照NY/T55—1987；蛋白质含量测定按照GB/T5009.5—1985执行。

1.4 数据统计分析

使用Excel进行数据计算与作图；SPSS19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 节水灌溉对产量性状的影响

由表1可知，节水灌溉会显著降低龙粳20有效穗数，轻度节水（T1）会显著提升穗粒数，产量最高，T2处理穗粒数减少，结实率变化不显著，千粒重最小，显著低于CK和-15kpa。T1处理可以显著提升龙粳31的穗数，结实率和千粒重变化不显著，T2处理造成穗粒数显著下降，结实率和千粒重均有所降低，土壤水势在-15kpa时，龙粳31产量最高，可以达到10849.7kg。龙粳46受节水影响的产量性状主要是穗数和产量，随着节水处理的加剧，其有效穗数呈明显减少趋势，当土壤水势下降至-30kpa时，产量显著降低。可见，随着轻度节水（T1）会降低龙粳20和龙粳46的穗数，增加龙粳20的穗粒数，变化不显著，千粒重有所升高，产量有所提高。当进一步加剧节水，穗数、穗粒数、千粒重和产量均有明显的下降趋势。

2.2 节水灌溉对品质性状的影响

由表2可知，龙粳20的糙米率随节水强度的加剧显著降低，整精米率在土壤水势为-15kpa时略有上升，当加剧节水至-30kpa时，显著降低，垩白率和垩白度差异不显著，T2处理最高，AC含量随着节水处理显著升高，PC含量有下降的趋势。龙粳31在T2处理时糙米率和整精米率均显著降低，垩白粒率和垩白度显著升高，AC含量呈上升趋势，PC含量显著下降。龙粳46在土壤水势在-30kpa时糙米率和整精米率显著降低，垩白粒率和AC含量显著升高，垩白度有上升趋势，PC含量有下降趋势，在T1处理时则与CK间无显著变化。

3 结论与讨论

水稻产量性状方面，在杨生龙对宁粳16和旱稻297为试验材料的研究中分别进行旱作和淹水处理的试验中认为旱作处理会明显减少穗数、穗粒数、结实率和千粒重，但其文章中未针对具体的土壤墒情进行分析[6]。在孙彦坤等人的研究中显示合理的灌溉方式，可以有效减少无效分蘖。傅志强等人认为节水灌溉可以提高水稻的結实率[7]。彭世彰的研究中则认为控制灌溉技术可以有效提升水稻的单产产量[8]。本文的研究中则认为，轻度的节水灌溉处理，对结实率的影响不显著，这一点与傅志强等人的研究不一致，可能与所选水稻品种和节水强度有关，且本试验中除龙粳31外，其他品种的有效穗数有所降低，整体上与常规灌溉差异不明显，产量有所提升，当进一步加剧节水，使土壤水势达到-30kpa时，穗数、穗粒数、千粒重和产量均有明显的降低。

水稻品质性状方面，在杨丽敏等人的研究中认为节水对直链淀粉和蛋白质的影响不显著，但本文的研究中认为，节水处理会提高AC含量降低PC含量[9]。在彭世彰的研究中认为节水处理可以提高整精米率，降低垩白米率和垩白度，但在本文研究结论中轻度节水对二者的影响不显著，重度节水则会降低整精米率，提高垩白米率和垩白度[8]。在林品凯等人的研究中也认为节水灌溉会降低PC含量[10]，出现主要差异的原因，应该与所选水稻品种的抗旱系数以及节水处理的强度有关，因而有关节水处理对水稻产量和品质的影响还需进一步的研究，围绕多点试验和多品种试验同步进行，从而确定节水灌溉对产量因子和品质因子的影响机理。

参考文献

[1]张耗，剧成欣，陈婷婷，等.节水灌溉对节水抗旱水稻品种产量的影响及生理基础[J].中国农业科学，2012，45（23）：4782-4793.

[2]张明炷，李远华，崔远来，等.非充分灌溉条件下水稻生长发育及生理机制研究[J].灌溉排水，1994，13（04）：6-10.

[3]武雪萍，梅旭荣，蔡典雄，等.节水农业关键技术发展趋势及国内外差异分析[J].中国农业资源与区划，2005，26（04）：28-32.

[4]孙羽，王麟，曾宪楠，等.不同节水灌溉模式对水稻生长及产量的影响[J].黑龙江农业科学，2010（12）：14-16.

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[6]杨生龙，贾志英.不同水分处理对水稻和旱稻产量及产量构成因子的影响[J].安徽农业科学，2010，38（31）：17410-17412.

[7]孙彦坤，曹印龙，付强，等.寒地井灌稻区节水灌溉条件下土壤温度变化及水稻产量效应[J].灌溉排水学报，2008，27 （06）：67-70.

[8]彭世彰，郝樹荣，刘庆，等.节水灌溉水稻高产优质成因分析[J].灌溉排水，2000，19（03）：3-7.

[9]杨丽敏，孙海正，赵海新，等.节水灌溉对寒地水稻生长发育的影响[J].黑龙江农业科学，2010（09）：102-106.

[10]林品凯.水稻高产优质节水灌溉技术分析[J].吉林农业，2014（02）：27-28.

作者简介：胡远富（1962-），男，辽宁省丹东市，副高级农艺师，学士，研究方向：水稻育种研究。