劉博懿，才 碩，靳偉榮，謝亨旺，孔祥仟，王 通

（1.江西省灌溉試驗(yàn)中心站，江西 南昌 330201；2.惠州市華禹水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣東 惠州 516000；3.深圳市廣匯源環(huán)境水務(wù)有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

江西省水稻種植歷史悠久，分布廣泛，種植方式也大多采用育苗移栽，但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人口老齡化程度不斷加重，勞動(dòng)力日益短缺及成本不斷上漲等問題越來越突出，已嚴(yán)重影響到水稻的生產(chǎn)發(fā)展。由于水稻直播種植具有便于機(jī)械化操作及精量控制等諸多優(yōu)勢(shì)[1]，目前越來越多地區(qū)的水稻種植傾向于采用機(jī)械穴直播方式。關(guān)于水稻育苗移栽種植方式下受旱對(duì)生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響已有相當(dāng)充分的研究[2]，但對(duì)于機(jī)械直播條件下水稻的需水規(guī)律及受旱對(duì)耗水和產(chǎn)量的影響，目前研究的還很少。水稻直播與移栽方式相比，其水分管理具有明顯的差異，因此對(duì)于機(jī)械直播條件下水稻的耗水規(guī)律和受旱影響，極有必要開展研究[3]。本研究即基于這樣的需求，開展直播稻不同生育階段受旱對(duì)耗水特性和產(chǎn)量的影響研究，以期為機(jī)械直播水稻的發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2018年6～9月在江西省灌溉試驗(yàn)中心站試驗(yàn)研究基地水稻試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)經(jīng)度為 116°00'，緯度為 28°26'，平均海拔高度為 22.00m（黃海高程），屬典型的亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，多年平均氣溫18.1℃，年平均降雨量1 634.3mm。試驗(yàn)用水稻品種為黃華占。

試驗(yàn)在防雨棚下，采用盆栽方式進(jìn)行，盆的規(guī)格為長(zhǎng)0.9m，寬0.6m，高0.9m，有底，測(cè)盆內(nèi)按原狀分層回填試驗(yàn)區(qū)域原土，并在整個(gè)生育期內(nèi)都放置于地面之下，保持測(cè)盆內(nèi)土面與周邊土地表面齊平。試驗(yàn)區(qū)上面有活動(dòng)遮雨棚，可以避免雨水對(duì)試驗(yàn)的影響。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采取單一生育期受旱的方法，各處理受旱下限均為飽和含水率的80%，發(fā)芽出苗及苗期不進(jìn)行受旱處理。試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，分別為：處理（1），分蘗期受旱；處理（2），拔節(jié)孕穗期受旱；處理（3），抽穗開花期受旱；處理（4），灌漿結(jié)實(shí)期（乳熟期和黃熟期）受旱；處理（5），正常淹水灌溉，作為對(duì)照使用，不同處理各生育期水分狀況控制見表1。每個(gè)處理都重復(fù)3次，共安排15個(gè)試驗(yàn)盆栽小區(qū)，在田間隨機(jī)擺放，各處理的用種量、施肥、農(nóng)藥、植保等技術(shù)措施保持一致。

表1 不同處理各生育期水分狀況控制表

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

（1）灌溉量：每日早上8時(shí)定時(shí)進(jìn)行一次水位觀測(cè)，試驗(yàn)盆有水層時(shí)，在每個(gè)試驗(yàn)盆固定位置上，用電測(cè)針，按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)；在試驗(yàn)盆無水層時(shí)，用補(bǔ)水法確定，采用量水表量水，將其換算成水深，與之前后水位差作為其耗水量；

（2）水稻生理生態(tài)指標(biāo)的測(cè)定：在分蘗期開始后每隔7天定點(diǎn)觀察水稻分蘗開始發(fā)生的時(shí)間、分蘗量、分蘗消長(zhǎng)過程；

（3）水稻發(fā)育進(jìn)度觀察：觀測(cè)水稻發(fā)芽出苗及苗期、分蘗期、拔節(jié)孕穗期、抽穗開花期、灌漿結(jié)實(shí)期（乳熟期和黃熟期）的具體開始和結(jié)束日期；

（4）產(chǎn)量測(cè)定：各試驗(yàn)盆栽小區(qū)單收、單打、單曬驗(yàn)產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量；

（5）產(chǎn)量結(jié)構(gòu)測(cè)定：在每個(gè)處理收割前取3株考種樣，晾干后進(jìn)行室內(nèi)考種，統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù)、總粒數(shù)、空粒數(shù)、千粒重等數(shù)據(jù)；

（6）氣象數(shù)據(jù)：試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)有自動(dòng)氣象站，可自動(dòng)收集日降雨量、日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相對(duì)濕度、日平均風(fēng)速、日平均大氣壓力、太陽輻射強(qiáng)度等氣象要素值。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 各生育階段需水或耗水特性

本次試驗(yàn)于6月9日播種，9月18日收割，水稻全生育期共歷時(shí)101d。表2為正常淹水灌溉處理各生育期的耗水特性，可以看出，水稻在正常淹水灌溉條件下，全生育期耗水量共計(jì)507.5mm，日平均耗水強(qiáng)度為5.2mm/d，其耗水量和日均耗水強(qiáng)度最大的生育期均為拔節(jié)孕穗期，分別為145.9mm、6.3mm/d；耗水量和日均耗水強(qiáng)度最小的生育期均為發(fā)芽出苗及苗期，分別為41.1mm，3.4mm/d。

水稻的耗水量及日均耗水強(qiáng)度呈現(xiàn)出的變化規(guī)律基本一致，即水稻在發(fā)芽出苗及苗期時(shí)，植株矮小，蔭蔽程度低，此時(shí)處于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，耗水量和日均耗水量都較小，主要耗水為株間蒸發(fā)；隨著水稻植株體及葉面積的不斷擴(kuò)大，植株間的空隙完全被遮蔽，水稻進(jìn)入生殖生長(zhǎng)旺盛階段，此時(shí)水稻耗水量和日均耗水強(qiáng)度都在增大，在拔節(jié)孕穗期時(shí)達(dá)到最大，主要耗水為植株騰發(fā)和棵間蒸發(fā)；在水稻抽穗之后，隨著水稻葉片萎縮，葉片發(fā)黃，其植株騰發(fā)能力變?nèi)?，進(jìn)而耗水量和日均耗水強(qiáng)度隨著降低，在黃熟期時(shí)降到最小。正常淹水灌溉時(shí)，耗水量最大的生育期為分蘗期，為169.2mm，日均耗水強(qiáng)度最大的生育期則是拔節(jié)孕穗期，為6.3mm。

表2 正常淹水灌溉處理各生育期耗水特性

表3 不同時(shí)期受旱處理各生育期耗水量統(tǒng)計(jì) mm

2.2 不同時(shí)期受旱對(duì)水稻耗水特性的影響

將各不同時(shí)期受旱處理的每日耗水量按生育期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)累加，得到不同時(shí)期受旱處理各生育期耗水量，結(jié)果列于表3中。從表3可以看到，5種受旱處理中，分蘗期耗水量最大值出現(xiàn)在處理（4），最小值在處理（1），兩者具有顯著差異，而處理（2）、處理（3）、處理（4）與處理（5）的水分管理方式一樣，所以幾個(gè)處理間差異并不顯著；在拔節(jié)孕穗期，處理（2）處于受旱時(shí)期，所以耗水量顯著小于處理（4）、處理（5），而其他處理水分管理一樣，差異性不顯著；在抽穗開花期，處理（3）處于受旱時(shí)期，耗水量最小，但由于整個(gè)生育期耗水量較小，所以與其他處理之間差異不顯著；在灌漿結(jié)實(shí)期，處理（4）處于受旱時(shí)期，與其他4種處理差異顯著；全生育期耗水量最大值出現(xiàn)在處理（5），最小值在處理（2），兩者具有顯著差異，其他3種處理之間差異不顯著。

表4為不同時(shí)期受旱處理與正常淹水灌溉處理全生育期耗水量的比較，從表中可以看出，水稻在任意一生育期受旱后，均會(huì)導(dǎo)致水稻全生育期耗水量下降；從各時(shí)期的影響看，不同時(shí)期受旱對(duì)水稻耗水量的影響，主要體現(xiàn)在受旱生育期上及在隨后一個(gè)生育期上，而相隔一個(gè)生育期后，以及該處理之前的生育期的耗水量受到的影響則不大。從全生育期看，處理（2）耗水量下降最明顯，較正常淹水灌溉處理（CK）降低7.5%；處理（1）次之，為 5.1%；處理（4）下降幅度最小，僅為1.7%。

2.3 不同時(shí)期受旱對(duì)水稻分蘗的影響

圖3為不同時(shí)期受旱處理分蘗數(shù)量動(dòng)態(tài)對(duì)比情況，可以看出，水稻在單一生育期受旱時(shí)，并沒有改變其分蘗動(dòng)態(tài)的基本規(guī)律，即莖蘗動(dòng)態(tài)隨生育進(jìn)程的發(fā)展呈現(xiàn)出在分蘗期時(shí)迅速增加，在拔節(jié)孕穗期達(dá)到最大，隨后保持一段時(shí)間，在抽穗期之后下降，全生育期分蘗動(dòng)態(tài)呈拋物線趨勢(shì)。

圖3 不同時(shí)期受旱處理分蘗動(dòng)態(tài)對(duì)比圖

表5為不同時(shí)期受旱處理水稻分蘗動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)。從表中可知，在分蘗期，處理（1）的分蘗數(shù)要顯著小于其他4種處理，而在孕穗期，處理（2）的分蘗數(shù)則是最小，與處理（3）具有顯著差異；在水稻進(jìn)入抽穗期、乳熟期以及黃熟期后，不同時(shí)期受旱處理水稻的分蘗數(shù)則沒有顯著差異，這說明水稻在分蘗期、孕穗期受旱時(shí)會(huì)導(dǎo)致莖蘗數(shù)較正常淹水灌溉低，在抽穗期以及之后的生育期受旱則對(duì)水稻分蘗數(shù)影響不大。水稻在分蘗及孕穗期受旱后，及時(shí)恢復(fù)正常灌溉并不會(huì)造成水稻最終的有效分蘗數(shù)明顯的降低。

2.4 不同時(shí)期受旱對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

不同的水分管理對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育、生理活動(dòng)等都會(huì)產(chǎn)生影響，而水稻產(chǎn)量則是這種影響的最終體現(xiàn)[4]。表6為不同時(shí)期受旱處理下的水稻產(chǎn)量結(jié)果，從表中可以看出，與正常淹水灌溉處理（CK）相比，處理（2）與處理（3）減產(chǎn)率最大，分別為7.9%和6.3%，達(dá)到顯著水平；處理（1）與處理（4）產(chǎn)量較CK處理的產(chǎn)量也降低了一些，但是尚未達(dá)到顯著水平，這說明水稻在拔節(jié)孕穗期及抽穗開花期受旱時(shí)會(huì)使水稻存在較大減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，而在分蘗期及灌漿結(jié)實(shí)期受旱對(duì)水稻產(chǎn)量的影響則較小。水稻在不同時(shí)期受旱會(huì)造成有效穗、單穗總粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率等產(chǎn)量構(gòu)成因素具有一定程度上的差異，但均未達(dá)到顯著水平。

表5 不同時(shí)期受旱處理水稻分蘗動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)表

表6 不同時(shí)期受旱處理下水稻產(chǎn)量結(jié)果

3 結(jié)語

本文利用盆栽模擬機(jī)械穴直播中稻，進(jìn)行了機(jī)械穴直播條件下不同生育階段受旱對(duì)水稻耗水特性和產(chǎn)量形成影響的研究，得出以下主要結(jié)論：

（1）不同處理下，水稻的耗水量和日均耗水強(qiáng)度在整個(gè)生育期上的變化規(guī)律基本一致，即在生長(zhǎng)初期較小，隨著水稻生長(zhǎng)發(fā)育到達(dá)峰值，在水稻成熟收割時(shí)又下降到最低點(diǎn)。水稻耗水量最多的生育期是分蘗期，為169.2mm，日均耗水強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在拔節(jié)孕穗期，為6.3mm/d。

（2）不同時(shí)期受旱處理均會(huì)使水稻耗水量較正常淹水灌溉低，在拔節(jié)孕穗期受旱時(shí)影響最為明顯，生育期總耗水量下降幅度達(dá)到7.5%；在灌漿結(jié)實(shí)期受旱時(shí)影響最小，總耗水量?jī)H降低1.7%。

（3）受旱處理對(duì)水稻分蘗數(shù)的影響主要表現(xiàn)在分蘗期和孕穗期，這兩個(gè)生育時(shí)期受旱會(huì)造成所在生育期分蘗數(shù)較正常淹水灌溉低，其他生育時(shí)期受旱，其分蘗數(shù)所受的影響均較小。

（4）不同時(shí)期受旱對(duì)水稻產(chǎn)量的影響不盡相同，在控制受旱程度為飽和含水率80%的情況下，拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期受旱，存在明顯的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，而在分蘗期和灌漿結(jié)實(shí)期受旱對(duì)產(chǎn)量的影響比較低。這一結(jié)果提示，在機(jī)械穴直播水稻種植模式下，應(yīng)盡量保證拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期的水分供給，以免造成嚴(yán)重減產(chǎn)；但在水資源短缺時(shí)，可以適當(dāng)在分蘗期及灌漿結(jié)實(shí)期使水稻經(jīng)受一定程度的干旱，但總體上田間含水量不應(yīng)低于田間飽和含水率的80%。