活化水对膜下滴灌水稻农艺性状的影响

银永安 陈林 李兰海 范晓勇 王永强 陈伊锋

（1新疆天业（集团）有限公司，新疆石河子832000；2中国科学院新疆生态与地理研究所，乌鲁木齐830011；*通讯作者∶cl1030＠sohu．com；lilh＠ms．xjb．ac．cn）

随着生物磁学的飞速发展，活化水在农业生产上的应用已引起国内外的广泛关注，有关活化水对植物生长影响的研究也不少[1-3]，不但为农作物增产提供了新的途径，也丰富了生物磁学研究的内容，已成为生物磁学中一个十分活跃的领域[4-5]。

所谓活化水，就是以适当速度垂直流过一定强度磁场的水或水溶液。水经磁场磁化，理化性质会发生许多有益变化，如电导率和黏度降低，表面张力系数显著提高，pH值、渗透压、溶解氧含量、化学位移和光学性能发生改变，缔合度减少等[6-7]。这些变化对作物的生长都是有利的，尤其缔合度减少后，水分更易透过细胞的半透性膜，对营养物质的运输和利用很有利[8]。用电子显微镜观察活化水，发现水中杂质的结晶状况较磁化前不同。活化水之所以被应用于农业生产，也正是为了利用它的这些特点[9]。

膜下滴灌水稻种植技术是新疆（天业）集团首创的一种水稻高产、优质、高效和绿色环保的栽培方法[10]。该技术在节约淡水资源、降低劳动力、提高肥料利用率和保护环境等方面具有突出优势[11]。目前，有关膜下滴灌水稻的研究也有较多，特别是施肥方面[12-15]。但是，制约该技术在新疆等西北地区大面积推广的一个重要限制因素是水分胁迫造成水稻生理性状减弱或产量降低[16-18]。为打破该技术瓶颈，新疆天业集团农业研究所于2017年引进上海宣通能源科技有限公司活化水装置，旨在通过改变水分子物理结构增强膜下滴灌水稻的生长活力，改善农艺性状并增加收获产量。

1 材料与方法

1.1 试验品种

以新疆天业集团在新疆及西北地区示范推广的适宜膜下滴灌种植的品种T-43为试验材料。

1.2 试验设计

试验设在新疆天业集团化工生态园内，土壤为壤土，pH 值 7.0～8.5，有机质含量 2.86%，前茬种植滴灌水稻。无霜期168～171 d，≥10℃的活动积温为3 570℃～3 729℃。年降水量110～200 mm，年蒸发量1 000～1 500 mm。试验设2个处理∶采用活化水和未采用活化水（对照）。每个处理种植面积为667 m2。

1.3 栽培模式和管理

试验采用膜下滴灌，试验小区采用“一膜三管十二行”种植模式，膜宽2.2 m，机械化直播，孔距 10 cm，播深 2～3 cm，每穴播种 8～10 粒，每 667 m2播 3.3 万穴。

1.4 测定项目与方法

出苗后，各选取有代表性的5穴作为调查对象，调查全生育期、单株有效分蘖数、株高等性状，测定不同生育期内的叶绿素含量和光合速率，成熟后取10穴测量成穗率、穗长、千粒重。

1.5 数据分析

将田间观测数据录入Excel 2007进行处理。

2 结果与分析

2.1 活化水对膜下滴灌水稻株高的影响

从表1可以看出，经过活化水处理的膜下滴灌水稻在各个时期高度均高于对照（CK）。从5月22日开始到7月2日，活化水处理的水稻株高虽然高于CK，但差异未达到显著水平。从7月12日开始到8月12日，调查的4个时期用活化水浇灌的水稻株高均显著高于CK，表现出更好的长势，证明活化水对于膜下滴灌水稻的株高具有促进作用，并且在7月中旬孕穗拔节期以后的作用比较显著。

表1 不同处理膜下滴灌水稻生长期株高的动态变化

表2 不同处理膜下滴灌水稻分蘖动态 （个/株）

表3 不同处理膜下滴灌水稻生育期 （月-日）

表4 不同处理膜下滴灌水稻叶绿素含量变化（SPAD值）

表5 不同处理膜下滴灌水稻产量及产量构成因子的变化

2.2 活化水对膜下滴灌水稻分蘖的影响

从表2可以看出，经过活化水处理的膜下滴灌水稻分蘖数在6月到8月均高于CK，6月12日活化水处理水稻分蘖比CK要多，但差异不显著；从6月22日开始到8月12日，活化水处理的分蘖数显著高于CK，并且活化水处理分蘖发生早，有效穗数也多于CK。因此，活化水处理有助于膜下滴灌水稻壮苗和有效分蘖的形成。

2.3 活化水对膜下滴灌水稻生育期的影响

活化水的浇灌可以改变禾本科作物的生育期，有促进作物成熟的功能。表3结果显示，与CK相比，活化水处理的3叶期提前1 d，分蘖期提前2 d，始穗期提前5 d，齐穗期和成熟期均提前了6 d。因此，活化水浇灌有助于缩短水稻生育期，从而提高膜下滴灌水稻的抗风险能力。

2.4 活化水对膜下滴灌水稻不同时期叶绿素含量的影响

从表4可以看出，经过活化水处理的膜下滴灌水稻调查的5个时期的叶绿素含量均高于CK，5月22日和6月12日的叶绿素含量两者差异不显著，7月2日以后的叶绿素含量活化水处理显著大于CK，说明活化水对于膜下滴灌水稻叶绿素的合成具有促进作用。

2.5 活化水对膜下滴灌水稻产量及产量构成的影响

从表5可见，产量及产量构成等指标活化水处理较CK都有所提高，除千粒重差异不显著外，其他4个指标活化水处理均显著优于CK。可见，活化水处理有助于膜下滴灌水稻主要产量构成因子与产量的提高。

3 结果与讨论

关于活化水在农作物上的应用，国内外已经有了一定的研究基础。本研究结果表明，活化水对于膜下滴灌水稻具有积极的作用，主要表现在株高、生育期、叶绿素含量和主要产量构成因子（有效穗数、结实率、穗粒数）与产量等方面，千粒重主要受品种遗传因素的影响，活化水对其作用不大。