控制灌溉对南疆水稻品种生长及产量的影响

文孝荣 赵志强 王奉斌 唐福森 康民泰 袁杰* 石书兵

（1新疆农业大学农学院，乌鲁木齐830052；2新疆农业科学院温宿水稻试验站，阿克苏843100；3新疆农业科学院核技术生物技术研究所，乌鲁木齐 830091；第一作者：348272317＠qq.com；*通讯作者：649289794＠qq.com；691467566＠qq.com）

水稻对新疆农业生产起着巨大作用。稳定和发展新疆水稻种植面积，对新疆农业生产发展以及人民生活水平的提高都有着重要的意义[1]。新疆因其独特的气候、地理、土壤等自然条件，水稻产量高、品质好，被人们所青睐[2]。

在整个生育期里，每667 m2水稻灌水300～400 m3就可满足其生理需求。但因新疆独特的气候条件，水蒸发量更大，加上不合理的灌溉，在实际水稻生产中，平均每667 m2用水量超过850 m3，甚至更多，造成用水的极大浪费，影响了水资源的可持续利用[3-4]。因此，研究水稻控制灌溉技术，在保证高产优质的前提下，减少灌溉水的浪费，对促进水稻生产的节本增效具有重要意义[5-7]。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2018年设在新疆农业科学院温宿水稻试验站，试验田土壤肥力中等偏上，耕作层主要集中在0～20 cm，有机质 39.83 g/kg、速效氮 220.5 mg/kg、速效磷 43.9 mg/kg、速效钾 324.31 mg/kg、pH 值 8.05；0～20 cm土壤体积饱和含水量52.5%；前茬种植水稻。

1.2 试验材料

选用新稻11号与新粳2号为试验材料，均由新疆农业科学院选育。其中，新稻11号为南疆地区主栽品种，每年种植面积在3.4万hm2以上。

1.3 试验设计

试验设常规灌溉和控制灌溉2个处理，每个处理设3次重复，小区随机排列，每个小区面积为160 m2（种植2个品种），品种中间留宽为60 cm的走道，每个处理单独隔开，做防水处理，以防各小区之间水分互相渗漏。4月5日育苗，5月5日进行人工插秧，平均每丛5株，株行距30 cm×15 cm，田间管理与大田生产管理相同。

控制灌溉处理：在水稻秧苗移栽后，灌入深水进行护苗，保证返青活苗，但是水深不能淹过苗心，在返青以后的田面不再建立水层，进行控制灌溉管理。根据不同生育时期需水量控制土壤水分，以土壤饱和含水率为上限，土壤饱和含水率的60%～80%为下限，在土壤含水量达到控制下限时开始灌水。

常规灌溉处理（CK）：水稻全生育期灌水同当地大田生产，采用抽水灌溉。

据统计，插秧后，常规灌溉处理灌水的次数为20次，控制灌溉处理灌水的次数为16次，控制灌溉用水量为438.5 m3，常规灌溉为572.9 m3，控制灌溉比常规灌溉节约用水23.5%。

1.4 测定项目及方法

表1不同处理生育期比较

表2不同处理水稻总茎数情况 （株/10丛）

表3不同处理的水稻株高变化（cm）

1.4.1 各处理需水量

每5 d观测1次土壤含水量，在土壤含水量接近控制下限（根据张力计读数确定）时进行抽水灌溉，试验各小区装有进水管，并装有配套的水表（或流量计），采取水泵抽水计量，记录每次抽水时间、灌水量。

1.4.2 分蘖消长动态

返青后，每个重复选择生长均匀的连续10丛进行定点，每5 d观测1次茎蘖数，直至抽穗后茎蘖数不再变化。

1.4.3 农艺性状

1.4.3.1 株高 返青后，每个重复选择生长均匀连续10丛进行定点，每5 d测量1次，直至株高不在变化，抽穗后测量地面至最高穗尖的高度，抽穗前测量地面至每丛最高叶尖的高度。

1.4.3.2 叶面积指数 在分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、成熟期，每个小区取长势均匀的连续5丛，以长×宽系数法测定叶面积，再计算叶面积指数。

1.4.3.3 叶绿素含量 水稻抽穗开始，每个重复小区选择长势均匀的连续10丛定点，每丛再定点1根稻苗，用彩线做好标记，每个星期用SPAD-502型叶绿素仪测量1次，测定上3叶的叶绿素含量，每片叶测上中下3个部位，最后取平均值。共测定5次，即在抽穗开始后 0 d、7 d、14 d、21 d、28 d 时进行测定。

1.4.4 考种与计产

在成熟后，每个小区连续取10丛生长一致，具有代表性植株进行考种，考察有效穗数、千粒重、穗长、穗粒数、结实率等相关性状，各小区实收测产。根据产量与需水量计算不同处理的灌溉水生产效率。

2 结果与分析

2.1 对水稻生育期的影响

从表1可见，与常规灌溉相比，控制灌溉条件下2个品种的成熟期都提前了4 d，分蘖期、拔节期、孕穗期都早于常规灌溉。说明通过控制灌溉，可以缩短水稻生育期，提前成熟。

2.2 对水稻分蘖的影响

从表2可见，2个品种在不同灌溉处理下茎蘖数均表现先增后减。返青期过后进入到分蘖期，常规灌溉处理的分蘖数比控制灌溉处理高，进入到拔节期后，常规灌溉处理的分蘖数低于控制灌溉处理；在基本株数一致的情况下，新稻11号分蘖末期最大分蘖数常规灌溉处理是185株、控制灌溉处理是182株，而最终有效分蘖数常规灌溉处理是164株、控制灌溉处理是171株，成穗率常规灌溉处理为88.65%、控制灌溉处理为93.96%。新粳2号分蘖末期最大分蘖数常规灌溉处理是169株、控制灌溉处理是163株，而最终有效分蘖数常规灌溉处理是148株、控制灌溉处理是157株，成穗率常规灌溉处理为87.57%、控制灌溉处理为96.32%。说明控制灌溉可以提高水稻的成穗率。

2.3 对水稻株高的影响

由表3可知，在整个生育期，2个品种的株高均表现为随着生育期推进呈先增高后降低的趋势，且控制灌溉处理均高于常规灌溉处理。说明合理的控制灌溉可提高植株高度。

图1不同处理叶面积指数动态

图2新稻11号、新粳2号抽穗后叶绿素含量变化情况（SPAD值）

表5不同处理产量及产量构成

2.4 对叶面积指数的影响

由图1可见，2个品种叶面积指数变化趋势基本一致，都是先上升后下降，在抽穗期前后出现最大值。但是整个生育阶段，常规灌溉处理的叶面积指数都大于控制灌溉处理，但差异不大。

2.5 对叶绿素含量的影响

由图2可见，新稻11号抽穗后，在常规灌溉条件下，叶绿素含量呈下降趋势，在控制灌溉条件下，叶绿素含量曲折下降，尤其是在抽穗后14 d至21 d时（灌浆期），常规灌溉处理叶绿素含量急剧下降，而控制灌溉处理小幅下降；除抽穗始期外，其他时期都是控制灌溉处理高于常规灌溉处理。

由图2可见，新粳2号在抽穗后，不论是常规灌溉处理，还是控制灌溉处理，叶绿素含量都呈下降趋势，总体上控制灌溉处理在前期下降比较平缓，且叶绿素含量一直高于常规灌溉处理。

综上所述，控制灌溉有利于保持叶绿素含量，使叶片能更好的进行光合作用，促进营养物质往籽粒转移，有利于籽粒更好的灌浆，进而提高水稻产量。

2.6 对产量及产量构成的影响

从表5可见，新稻11号在控制灌溉处理下平均穗长比常规灌溉处理长0.33 cm，每穗粒数多6.0粒，结实率高1.25个百分点，千粒重高0.18 g，平均增产4.93%。新粳2号控制灌溉处理穗长比常规灌溉处理长0.56 cm，每穗粒数多6.6粒，结实率高0.78个百分点，千粒重高0.46 g，平均增产4.42%。

从表6可见，控制灌溉处理比常规灌溉处理每667 m2节约用水134.4 m3，水分生产效率因品种产量不同而不一样，新稻11号水分生产效率在控制灌溉条件下为1.69 kg/m3，比常规灌溉处理提高了0.45 kg/m3；新粳2号水分生产效率在控制灌溉条件下为1.72 kg/m3，比常规灌溉处理提高了0.46 kg/m3。

表6灌溉水生产效率

可见，控制灌溉技术不仅可以节约农田用水，还可以提高水稻产量，实现节本增效。

3 讨论与展望

程建平等[8-10]研究认为，间歇控水灌溉有利于增加水稻每穗实粒数和每穗颖花数，结实率明显提高，千粒重加大，最终比对照显著增产。刘艳[11]研究认为，与常规淹水灌溉相比，浅干湿交替灌溉模式产量较高，主要原因就是拔节孕穗期，干湿交替处理有利于“源”的积累和“库”的形成，生育中后期干湿交替灌溉有利于同化物的输出，促进籽粒灌浆结实，显著增加有效穗数和穗粒数，提高结实率，从而增加产量。

本研究表明，常规灌溉处理比控制灌溉处理的分蘖数高，但最终有效分蘖数却是常规灌溉处理小于控制灌溉处理，成穗率也低于控制灌溉处理，说明在水稻种植过程中，并不是用水量越多水稻长势越好。最终，控制灌溉处理的穗长、每穗粒数、结实率、产量及水分生产效率都要高于常规灌溉处理，起到节本增效的目的，实现了水资源的可持续利用。