寒地水稻不同灌溉模式对产量和品质的影响及其作物学机制

摘要

寒地水稻近年来发展很快，生产水平迅速提高，在我国粮食生产中占有重要地位。寒地稻作区多为井灌区，并习惯采取水层灌溉方式，对地下水耗费十分严重，已经形成了一定的生态危机。如何节约农业用水，特别是减少地下水的使用，成为寒地水稻可持续发展的重要课题。本试验针对寒地水稻生产中节水灌溉问题，设置小区和大田对比试验，对寒地水稻在非充分灌溉条件下的生长表现、产量表现、品质变化以及水肥耦合效应等一系列问题进行探讨，旨在为寒地水稻节水栽培和高产高效栽培提供必要的调控指标和技术途径。主要结果如下：
　　 1.七星实验区两个干湿交替灌溉处理产量均超过水层灌溉。空育131和龙粳21在干湿交替灌溉条件下最高产量分别为9.75t/ha、9.03t/ha，分别较水层灌溉下提高16.32％和11.92％。科研所实验区干湿交替处理2水分胁迫程度较重，产量低于水层灌溉。干湿交替处理1对产量影响不显著。综合两地结果，寒地水稻在土壤水势-35kPa左右以下的轻干湿交替灌溉条件下，并不影响产量或有明显增产效果，但在-35kpa以上的重干湿交替灌溉条件下，可能对水稻产量有明显影响。从产量构成因素分析，干湿交替灌溉对结实率和每穗粒数的影响不显著，千粒重稍有下降，适度干湿交替灌溉处理增加了有效穗数，但在超过适宜限度的重水分胁迫干湿交替灌溉条件下，有效穗数会明显下降。
　　 2.适度干湿交替灌溉促进了前期分蘖的发生，使群体茎蘖数增加较水层灌溉快，提高了大分蘖所占的比例，到达最高茎蘖数时间提前。并使平均穗长得到提高。与水层灌溉相比，适度干湿交替灌溉可以提高水稻的叶面积指数和SPAD值，从而提高了水稻群体的物质生产能力，并提高植株充实度，增加了植株的抗倒性。
　　 3.根系伤流量在抽穗后20天较抽穗期有明显的下降，空育131比龙粳21下降更为明显。适度干湿交替灌溉处理在抽穗期和抽穗后20天，根系伤流量均明显高于水层灌溉，重度的干湿交替灌溉处理对根系伤流量影响不显著。对根系外部形态的观察显示，干湿交替灌溉处理下的根系白根较多，水层灌溉下根系颜色暗淡，腐烂根较多。
　　 4.植株N、P、K百分含量在适度干湿交替灌溉处理下较水层灌溉高，重度干湿交替灌溉与水层灌溉的差异不显著。适度干湿交替灌溉处理的N、P、K积累量较水层灌溉有明显增加，重干湿交替灌溉处理的积累量相对较低。适度干湿交替灌溉方式下的氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率均较水层灌溉高。重度干湿交替灌溉处理下的肥料利用率有一定幅度的降低。
　　 5.适度干湿交替灌溉提高稻米的整精米率，对糙米率和精米率影响不显著；对稻米的垩白粒率、垩白度有所减轻，对长宽比影响不显著；明显降低了稻米的蛋白质含量和直链淀粉含量；胶稠度显著变长。提高了稻米RVA谱的最高粘度、热浆粘度和崩解值，降低了糊化温度。表明适度干湿交替灌溉方式对稻米的加工品质、外观品质、营养食味品质、RVA粘滞性谱特性都有一定的改善。