基于断水天数指标的水稻产量试验研究

康 建

(辽宁德远项目管理有限公司，辽宁 葫芦岛 125300)

水稻是我国重要的粮食作物之一，但由于气候变化的影响，干旱成为水稻生产中的一个主要问题。干旱会导致水稻产量减少，从而影响粮食安全和农民的收入。因此，对于水稻干旱缺水的评估非常重要，可以为相关部门制定水稻受旱减灾预案提供科学依据。在过去的研究中，有许多方法用于评估水稻的干旱损失，如田间试验、生理生化指标测定等。但这些方法都存在一些问题，如操作复杂、时间耗费长等。因此，本研究引入了断水时间法，旨在通过不同生育期的断水试验来评估水稻干旱损失。通过对不同断水天数的试验资料进行分析计算，发现随着断水天数的增加，水稻产量呈逐渐减少的趋势。特别是在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和乳熟期，断水导致的减产量和减产率更加明显。这表明这些生育期是水稻受旱最为敏感的时期。通过对比不同生育期的实验数据，可以推断出水稻各生育期对水分的敏感度。这对于相关部门制定水稻受旱减灾预案非常重要。在生育期较为敏感的时期，需要加强对水资源的保护和管理，以确保水稻的正常生长和产量稳定。本研究采用的断水时间法提供了一种简单有效的评估方法，通过对不同生育期断水试验的分析计算，可以得到水稻受旱的减产量和减产率，以及各生育期对水分的敏感度。这为制定水稻受旱减灾预案提供了科学依据，有助于提高水稻的生产效益和减少受旱造成的损失。综上所述，断水时间法是一种适用于水稻生长期干旱缺水评估的方法。本研究为相关部门提供了科学依据，以制定水稻受旱减灾预案，从而提高水稻产量稳定性和减少干旱造成的损失。在未来的研究中，还可以进一步探索水稻干旱缺水的评估方法，提高水稻的适应性和抗旱能力。

1 试验概况

北三家拦河闸位于清原县北三家乡北三家村，建于1992年，主要担负着闸址以下2400亩水田灌溉任务。多年平均降水量为810.9mm，多年平均蒸发量(20cm蒸发皿)为1317.1mm，多年平均气温5.2℃，多年平均风速2.1m/s，全县地表水资源量量10.59亿m3，地下蓄水量约5700万m3。配套灌溉工程49处，其中新建塘坝1座，拦河闸13座，方塘2座，新建混凝土防渗渠道61km，设施农业水源配套12处，通过灌区配套与节水改造项目建设，实现年增产粮食40万kg，节水灌溉面积1.7万亩，节约用水量350万m3。该县土壤质量较好，棕壤和暗棕壤土占90%以上，草皮土和水稻土占8%，白浆土等其他土壤约占2%。

1.1 灌水方式及水层

北三家工程完工后，其有效灌溉面积为3000亩，仅有小麦、蔬菜等少量作物。此次主要对水稻灌溉进行分析，根据当地水稻灌溉经验，参考周边灌区的灌溉制度，确定该灌溉方式的效果、定额及灌水率。浅湿灌溉是目前推广的一种水稻节水高产灌溉方式。是浅灌加湿有机结合，田间及时干燥，浅、湿、干3种灌溉方式灵活调节。浅湿灌溉一次灌水量在10～30mm左右(拔节期、孕穗期、抽穗发棵期、开花期增加10mm水层)，自然消耗后，田间处于灌溉下不断湿润浇水的状态。一般情况下，一次灌溉后的水层时间为2—5天，两次灌溉之间应确定水层时间，以沉淀浮泥，提高土壤通气性、保水性和肥力。水稻各生育期的水层深度根据当地灌溉经验和水稻灌溉理论与技术确定，见表1。

表1 水稻生育阶段日期及设计水层深度表

1.2 灌水定额

清原县属于辽东山区Ⅳ区灌区，该水田的灌溉分配采用Ⅳ区农业用水灌溉分配方案，同时参考邻近灌区的灌溉分配方案。每个生长季节的灌溉定额为：

泡田期：5月6日—5月20日，灌水1次，灌水定额130m3/亩。

返青期：5月25日—5月31日灌水1次，灌水定额40m3/亩，6月1日—6月5日)灌水2次，灌水定额20m3/亩。

生长分蘖初期：6月6日—6月11日灌水1次，灌水定额40m3/亩；6月12日—6月15日灌水2次，灌水定额20m3/亩。

生长分蘖盛期：6月16日—6月22日灌水1次，灌水定额40m3/亩；6月25日—6月28日灌水2次，灌水定额20m3/亩。

生长分蘖末期：7月8日—7月10日灌水1次，灌水定额20m3/亩。

拔节孕穗期：7月11日—7月15日灌水1次，灌水定额20m3/亩；7月25日—7月27日灌水2次，灌水定额10m3/亩；8月1日—8月5日灌水3次，灌水定额20m3/亩。

抽穗开花期：8月8日—8月13日灌水1次，灌水定额20m3/亩；8月19日—8月20日灌水2次，灌水定额20m3/亩。

乳熟黄熟期：8月21日—8月23日灌水1次，灌水定额10m3/亩；9月3日—9月7日灌水2次，灌水定额20m3/亩。

2 试验设计

该地区稻田的生长期一般为5月5日至9月10日，共分为7个生长期，生长期为140天左右，根据水稻生长的时间，分蘖期设置10、20、30和35天的4个断水阶段。拔节孕穗期设置4个断水阶段：5、10、15、20天。抽穗和开花期分别断水5、10和15天。在乳汁成熟期设置5、10、15和20天的4个断水阶段。乳熟黄熟期对水分不敏感，因为田地要求干湿交替，期间对水分不敏感，断水产量不多，甚至不会减少产量，所以它不是为了切断水处理而设计的。此外，还采用了防旱处理作为对照，每个处理步骤重复3次，自然降水被遮阳篷隔离。

本试验在北三家村测量坑内进行。坑面长度为3.0m，宽度为2.0m，土深1m。根据设计控制干旱持续时间，并在干旱结束时使用土壤钻测法测量土壤水分，以计算干旱期间的需水量以及与对照相比计算的缺水量。根据气象站观测的日照、降雨量、风速、风向、温度和蒸散量等相关气象数据。在水稻收割前5天通过取样，观察籽粒高、每孔穗数、每穗粒数、粒重及结实率。田间产量是根据收获时的单株产量计算出来的，并换算成最终产量。

3 断水天数法试验

断水天数法更适合评价水稻生育期的干旱缺水情况，分析了不同断水天数对不同生育期水稻产量的影响。

3.1 分蘖期断水减产分析

分蘖期是指水稻从返穗到拔节时期，该阶段的营养缺乏会导致营养生长不足、根数减少和播种前生长不足，从而导致茎数不足和产量降低。处理间隔为10天，考虑到干旱对水稻植株生长期的影响，根据分蘖期水稻植株的生长期，分别在10、20、30和35天进行断水处理。不同干旱期的减产量和减产率见表2。

表2 分蘖期减产统计

由表2可知，由于分蘖期在6月，温度相对较低，水稻生长缓慢，成苗量少(3～4mm/天)，对水分相对不敏感，产量损失小于其他生育期。表2可知，干旱期和断水期(X)与分蘖期产量减产率(y)之间的相关关系曲线为y=2.2849e0.0679x，R2=0.9613。根据相关公式，分蘖期水稻减产率为10%时，断水时间可达20天；而当减产率分别为20%和30%时，断水时间分别为32和38天。

3.2 拔节孕穗期断水减产分析

从分蘖期结束到抽穗期开始的时期为拔节孕穗期，其生育期约为20天。这是水稻一生中各生长发育与外界冲突的时期，为提高稻株的结实率和粒重打下良好的基础，是水稻生育期中对干旱最敏感的阶段。断水会导致穗粒大小和每穗粒数减少。是最耐旱和水稻生长的关键时期。该地区水稻拔节和抽穗的时间通常是高温干旱时期，也是水稻生产最活跃和最丰产的时期，为分蘖期的1.5～2倍，大致在6～7mm/天左右。因此，缺水情况比同样干旱的分蘖期较为严重。由于分蘖期的生育过程约为20天，因此干旱试验只进行了4个干旱处理阶段(5、10、15和20天)，见表3。

表3 拔节孕穗期减产情况统计

由表3可知，干旱期和断水期X与拔节孕穗产量减产率y之间的相关关系曲线为y=0.4684x1.2803，R2=0.9956。根据相关公式，拔节孕穗期水稻减产率为10%时，断水时间为6天；当减产率为20%，断水时间为9天；当减产率为30%，断水时间为13天。

3.3 抽穗开花期断水减产分析

抽穗开花期期间，根据之前的观察水稻生长，其生长周期通常约13天。这一时期是水稻植株生长和开花的重要时期。也是水稻生长最快，需要最多水的时期。水稻缺水会导致青枯病，严重影响水稻的结实率，并在一定程度上影响水稻的粒重。缺水和干旱会延迟生育期，缩短生育周期。因此，试验设置了5、10和15天的断水和干旱处理。见表4。

表4 抽穗开花期减产统计

根据表4可知，干旱期和断水期(X)与拔节孕穗产量减产率(y)之间的相关关系曲线为y=22.116ln(X)-38.366，R2=0.9968。根据相关公式，抽穗开花水稻减产率为10%时，断水时间为4天；当减产率为20%，断水时间为8天；当减产率为30%，断水时间为12天。

3.4 乳熟期断水减产分析

乳熟期是指从稻谷灌浆到谷粒成熟的约20天时间。该阶段是水稻产量形成的关键时期。一方面，将导致过早的叶子衰老和泛黄，另一方面，对碳水化合物造成影响。降低种子产量；另一方面，缺水和干旱也会影响灌浆物质在叶片中的运输，导致灌浆不充分，明显减产。试验中分别采用了5、10、15和20天的干旱处理，其产量和减产率见表5。

表5 乳熟期减产情况统计

根据表5可知，干旱期和断水期(X)与拔节孕穗产量减产率(y)之间的相关关系曲线为y=0.3713X1.1819，R2=0.9998。根据相关公式，乳熟期水稻减产率为10%时，断水时间为6天；当减产率为20%，断水时间为14天；当减产率为30%，断水时间为20天。

4 断水天数对水稻各生育影响

将抽穗开花期断水在10天状况下，设基数为1，与其他生育期的减产率进行比较，得到：抽穗期和开花期断水10天的产量减少率相当于分蘖期36天、拔节孕穗期13天、抽乳期19天。在干旱减少程度相同的情况下，分蘖期、拔节孕穗期、抽穗期和开花期的乳熟期比例为3.6∶1.3∶1∶1.9。经对断水试验分析，夏季6—8月水稻对水分敏感不同。在断水天数相同的条件下，抽穗和开花期产量降幅最大，分蘖期产量降幅最小。见表6。

表6 断水天数对水稻各生育影响

5 结语

通过对北三家村水稻的断水天数进行试验研究，探讨断水对水稻产量的影响，分别对水稻在不同阶段断水处理5～20天，通过监测水稻生长状况，了解不同断水天数对水稻生长的影响。结果显示，随着断水日数的增加，水稻的生长状况逐渐恶化，如叶片萎蔫、根系发育不良、株高和茎粗度减小水稻产量降低等。因此，在灌溉管理中，应根据水稻生长阶段和水源充足程度，合理确定断水天数，以最大程度地保证水稻的生长和产量。对水稻的灌溉管理提供了科学依据，有助于优化水稻产量和水资源利用效率。