孫冬　張耀元　郭威　竇志　徐強　高輝

摘要：半深水灌溉是稻漁共作區(qū)別于水稻單作的主要環(huán)境特征，且半深水灌溉持續(xù)時間因具體模式而異。迄今為止，水稻生產(chǎn)力對半深水灌溉的響應(yīng)還并不清楚。以揚粳805為試驗材料，通過設(shè)置3種水分管理模式：（1）“淺、擱、濕、露、曬”灌溉模式，即水稻常規(guī)高產(chǎn)灌溉模式（CI）；（2）拔節(jié)期—抽穗后10 d維持半深水30～35 cm 40 d（SDI40d）；（3）拔節(jié)期—抽穗后35 d維持半深水30～35 cm 65 d（SDI65d），初步研究了半深水灌溉處理對水稻產(chǎn)量、稻米品質(zhì)和抗倒性的影響。結(jié)果表明，與CI處理相比，SDI40d處理實際產(chǎn)量降低了9.50%，SDI65d處理減產(chǎn)了13.20%，穗粒數(shù)和結(jié)實率降低是產(chǎn)量下降的主要原因。半深水灌溉處理下，揚粳805的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)變劣；食味值降低，直鏈淀粉含量和各蛋白組分含量升高；RVA特征譜值熱漿黏度、最終黏度升高，崩解值降低，且隨著半深水灌溉持續(xù)時間變長，稻米品質(zhì)持續(xù)變劣。半深水灌溉處理下，揚粳805株高整體呈上升趨勢，莖粗、壁厚和抗折力呈下降趨勢。相較于CI處理，半深水灌溉處理下倒伏指數(shù)升高，揚粳805的易倒伏風(fēng)險增加，且2個不同半深水灌溉持續(xù)時間處理下?lián)P粳805的倒伏指數(shù)接近。

關(guān)鍵詞：半深水灌溉；持續(xù)時間；水稻；產(chǎn)量；品質(zhì)；抗倒性

中圖分類號：S511.07 文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）09-0058-07

稻漁綜合種養(yǎng)是指在稻田一并開展水稻種植和水產(chǎn)動物養(yǎng)殖的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，具有良好的經(jīng)濟效益和社會價值［1-2］。與水稻單作相比，稻漁綜合種養(yǎng)在灌溉方式上具有明顯差別?，F(xiàn)已明確，水稻高產(chǎn)灌溉以淺濕灌溉為主［3］，灌溉水層一般在5 cm以上，而稻漁綜合種養(yǎng)為了充分滿足水產(chǎn)動物生長活動的需要，往往要進行20～50 cm 1個月以上的半深水灌溉，不同稻漁綜合種養(yǎng)模式、同一模式不同養(yǎng)殖目標(biāo)的半深水灌溉持續(xù)時間不一致。掌握半深水灌溉對水稻綜合生產(chǎn)力的影響是進一步研究稻漁綜合種養(yǎng)下適應(yīng)性栽培策略的基礎(chǔ)。稻漁綜合種養(yǎng)會引起田間水環(huán)境的明顯變化，這種變化在一定程度上會影響水稻的產(chǎn)量、稻米品質(zhì)以及莖稈抗倒伏能力。因此，開展半深水灌溉持續(xù)時間對稻米品質(zhì)和抗倒伏能力的影響研究，對實現(xiàn)稻漁綜合種養(yǎng)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)具有重要意義。

稻米品質(zhì)是水稻生長環(huán)境條件和自身遺傳特性互作的結(jié)果，環(huán)境條件包括水稻生長階段的溫度、光照、水分、肥力條件等。在影響稻米品質(zhì)的諸多環(huán)境因素中，水分管理對稻米品質(zhì)影響尤為顯著。任禎的研究表明，淹澇脅迫下，水稻的加工品質(zhì)顯著降低，堊白粒率和堊白度增加，食味品質(zhì)下降［4］。趙啟輝的研究表明，淹澇脅迫下，RVA特征譜值中最高黏度、熱漿黏度和崩解值下降［5］。前人的研究表明了淹澇脅迫在一定程度上對稻米品質(zhì)產(chǎn)生負面影響，但半深水灌溉持續(xù)時間對稻米品質(zhì)的影響還缺乏相關(guān)研究?；诖?，本試驗研究2個半深水灌溉持續(xù)時間及對照（CI）對稻米品質(zhì)的影響差異。半深水灌溉除了會降低稻米品質(zhì)，還會降低水稻莖稈抗倒伏能力。倒伏是植物莖稈由自然豎直狀態(tài)到永久錯位的現(xiàn)象。水稻倒伏不僅會造成水稻產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣，還會增加機械收獲難度和成本［6］。水稻倒伏一般分為根倒和莖倒，前者一般發(fā)生在直播和拋秧等水稻扎根較淺的種植方式下。稻漁綜合種養(yǎng)多采用移栽方式，主要發(fā)生莖倒。倒伏指數(shù)法可將莖稈的折斷彎矩、抗折力矩等物理參數(shù)與株高、莖粗、壁厚等形態(tài)指標(biāo)關(guān)聯(lián)起來，契合莖倒伏發(fā)生的物理學(xué)原理，在水稻抗倒伏能力評價中得到了較廣泛的應(yīng)用［7］。寧金花等的研究表明，抽穗揚花期一般發(fā)生莖倒伏，同一淹水深度下，淹澇時間越長，植株莖倒伏率越高［8］。吳海兵等的研究表明，淹水灌溉比干濕交替灌溉條件下水稻植株的抗折力下降，倒伏指數(shù)上升［9］。但是，迄今為止水稻抗倒伏能力在半深水灌溉下的表現(xiàn)還鮮有報道。根據(jù)稻漁綜合種養(yǎng)具體模式的要求以及農(nóng)戶對稻漁共作時間理解的差異，本研究設(shè)置了2個半深水灌溉持續(xù)時間的處理，分別為拔節(jié)期后半深水灌溉持續(xù)40 d（SDI40d）和65 d（SDI65d），以模擬稻漁共作生產(chǎn)的不同場景，并以水稻單作常規(guī)淺濕灌溉方式為對照（CI），探究水稻產(chǎn)量、稻米品質(zhì)和抗倒伏特性對半深水灌溉的響應(yīng)，旨在為闡明稻漁綜合種養(yǎng)模式下水稻生產(chǎn)力變化提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2022年在安徽省滁州市天長市國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園科技試驗示范基地（118°97′06″E，32°69′75″N）進行。該基地地處高郵湖西岸，毗鄰洪澤湖，屬于季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，光照充足，雨水充沛。土壤類型為黏土，pH值為6.0，土壤有機質(zhì)含量為27.5 g/kg，全氮含量為1.83 g/kg，有效磷含量為17.8 mg/kg，速效鉀含量為123 mg/kg。供試水稻品種為揚粳805，于5月15日采用塑料軟盤育秧，6月12日人工移栽，水稻行株距為30 cm×13 cm，每穴栽3株苗。水稻移栽至成熟期間的日均溫、風(fēng)速和降水量見圖1。

1.2 試驗設(shè)計與田間管理

本試驗在專門為稻漁綜合種養(yǎng)試驗建設(shè)的水泥池小區(qū)里進行。每個水泥池長10 m、寬5 m、深50 cm，可實現(xiàn)本試驗設(shè)計的不同水分管理模式。

試驗設(shè)置3種不同水分管理模式：（1）“淺、擱、濕、露、曬”灌溉模式，即水稻常規(guī)淺濕灌溉模式，作為對照（CI）；（2）拔節(jié)期—抽穗后10 d維持半深水30～35 cm 40 d（SDI40d）；（3）拔節(jié)期—抽穗后35 d維持半深水30～35 cm 65 d（SDI65d）。每個處理田間重復(fù)4次。詳見表1。

各處理養(yǎng)分管理方案一致。施氮量均為 270 kg/hm2，其中40%（108 kg/hm2）作為基肥，30%（81 kg/hm2）作為分蘗肥，30%（81 kg/hm2）作為穗肥，所用氮肥均為尿素。此外，施用過磷酸鈣（135 kg/hm2）和氯化鉀（216 kg/hm2）作為基肥。水稻病蟲害防控參照當(dāng)?shù)氐疚r共作常規(guī)方法進行，采用人工方式除草。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

每個小區(qū)連續(xù)調(diào)查30穴植株，對有效穗數(shù)進行統(tǒng)計；按照有效穗數(shù)，每個小區(qū)選取4穴進行考種，用于測定穗粒數(shù)、結(jié)實率。取3個重復(fù)的1 000粒實粒，烘干后稱量測得千粒重。成熟期每個小區(qū)去除邊行后連續(xù)收割30穴，測定水分含量，按照14.5%的標(biāo)準(zhǔn)含水率折算實產(chǎn)［10］。

1.3.2 稻米品質(zhì)測定

1.3.2.1 加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)

各小區(qū)水稻成熟后進行收割并使用脫粒機脫粒，自然晾曬至含水率為14.5%左右。每個處理稱取150 g左右的樣品，采用NP-4350型風(fēng)選機進行風(fēng)選，根據(jù)GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)，對稻米的糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率和堊白度等指標(biāo)進行測定。

1.3.2.2 蛋白組分含量和直鏈淀粉含量的測定

稱取0.1 g米粉于15 mL離心管中，加入5 mL Tris-HCl溶液，每10 min 用振蕩儀振蕩1次，提取時間為30 min，然后4 000 g離心10 min。吸取 1 mL 提取液加入考馬斯亮藍G-250溶液，用分光光度計于595 nm波長處比色。在提取過清蛋白的米粉沉淀中加入5 mL Tris-NaCl溶液以提取球蛋白，提取方法及測定方法與上述相同。在提取過球蛋白的米粉中加入5 mL Tris-正丙醇溶液，將其在50 ℃水浴條件下振蕩提取30 min，測定過程與上述相同。在提取過醇溶蛋白的米粉沉淀中加入5 mL雙縮脲溶液，將其在50 ℃水浴條件下振蕩提取 30 min，此提取液直接在分光光度計580 nm波長處比色。

直鏈淀粉含量的測定：將待測米粉過60目篩網(wǎng)后，稱取0.1 g，將其放入干燥潔凈的50 mL試管中，使用碘比色法，在調(diào)至620 nm波長的分光光度計上，記錄樣品的吸光度。根據(jù)同樣方法對已知4種不同直鏈淀粉含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品進行測定，繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算樣品的直鏈淀粉含量。

1.3.2.3 食味值

采用佐竹公司的STA/A米飯食味計進行食味指標(biāo)測定。具體方法為：先取30.00 g精米放入不銹鋼罐中，加入適量水淘洗，靜置30 min后，米水按質(zhì)量比1.0 ∶1.3加水，濾紙覆蓋后用橡皮筋牢固密封。隨后將鋼罐放入鍋中蒸煮30 min，關(guān)火后鋼罐繼續(xù)放在鍋中保溫10 min。將米飯輕輕攪動，然后放入食味計的風(fēng)冷裝置中降溫20 min，取出后放在室溫條件下90 min。在此基礎(chǔ)上，在每罐中部取8 g米飯制作測試樣品，采用日本粳稻作為對照，直接記錄外觀、硬度、黏度、平衡度和食味值等指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1.3.2.4 稻米RVA特征譜

使用Super3型快速黏度分析儀（rapid viscosity analyzer，RVA，澳大利亞Newport Scientific儀器公司）進行黏度測定，配合TCW（Thermal Cycle for Windows）軟件進行分析，參照美國谷物化學(xué)家協(xié)會（AACC規(guī)程）進行檢測。首先稱取3 g米粉樣品和25 g蒸餾水，然后將攪拌器在初始10 s內(nèi)轉(zhuǎn)速設(shè)為960 r/min，其后保持在160 r/min，測定峰值黏度、熱漿黏度以及最終黏度等特征值。通過以上指標(biāo)的計算得出崩解值、消減值和回復(fù)值。

1.3.3 莖稈抗倒伏特性

1.3.3.1 莖稈形態(tài)學(xué)指標(biāo)

水稻抽穗后30 d每個處理選取20根生長狀態(tài)基本相同的主莖進行測定。（1）主莖高度（cm）：以主莖基部為起點，測量至頂端高度；（2）單穗質(zhì)量（g）：主莖上單獨穗的質(zhì)量；（3）重心高度（cm）：將從田間現(xiàn)取出的主莖放置在削好的鉛筆尖上，前后緩慢移動以保持主莖在鉛筆尖上平衡，并用鉛筆標(biāo)記出平衡點，測量主莖基部至平衡點的高度；（4）莖稈各節(jié)間長度（cm）：在每個節(jié)間點用鉛筆標(biāo)記，用刻度尺測量主莖每個節(jié)間的長度；（5）壁厚和莖粗（mm）：用剪刀在第2節(jié)間斷裂處剪斷，剝?nèi)デ?，用游?biāo)卡尺測量長軸外徑（b1）、長軸內(nèi)徑（b2）、短軸外徑（a1）、短軸內(nèi)徑（a2），計算莖粗和壁厚。

1.3.3.2 莖稈力學(xué)指標(biāo)

水稻抽穗后30 d在每個處理中選取20根生長狀態(tài)基本相同的主莖，使用鉛筆標(biāo)記各個節(jié)間點，將主莖放置在2點間隔為8 cm的支架上，前后移動保證主莖第2節(jié)間在支架正中間，使用推拉力計（RZ-5，AIKON，Japan）在第2節(jié)間中間垂直緩慢地向下施加壓力直至莖稈斷裂，讀取推拉力計數(shù)值，記錄為第2節(jié)間的抗折力（N）［11］。利用以下方法計算莖稈力學(xué)指標(biāo)，計算公式參照Zheng等的研究。（1）全株加在基部節(jié)間的彎曲力矩（WP，g/cm）：WP=SL×FW（FW為基部節(jié)間折斷部位到主莖頂端的鮮重，SL為基部節(jié)間折斷部位到主莖頂端的距離）；（2）折斷彎矩（M，g/cm）：M=F×L/4（F為基部被測節(jié)間折斷時所施加的力，L為2點間的距離）；（3）倒伏指數(shù)（LI，%）：LI=WP/M×100%［12］。

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2016錄入數(shù)據(jù)，使用SPSS 23.0進行統(tǒng)計分析，將結(jié)果通過OriginPro 2021進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表2可知，不同處理下理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量均表現(xiàn)為CI>SDI40d>SDI65d。與CI處理相比，SDI40d處理實際產(chǎn)量下降了9.50%，SDI65d處理減產(chǎn)了13.20%。與SDI40d處理相比，SDI65d處理水稻實際產(chǎn)量下降了4.09%。方差分析結(jié)果表明，實際產(chǎn)量CI處理與SDI40d、SDI65d處理之間差異均顯著，SDI40d與SDI65d處理之間差異不顯著。與CI處理相比，SDI40d處理的穗粒數(shù)下降了12.80%，結(jié)實率下降了6.55百分點；SDI65d處理穗粒數(shù)下降了12.90%，結(jié)實率下降了10.38百分點。與SDI40d處理相比，SDI65d處理結(jié)實率下降了3.83百分點。

2.2 不同半深水灌溉持續(xù)時間對稻米品質(zhì)的影響

2.2.1 不同半深水灌溉持續(xù)時間對稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)的影響

由表3可知，稻米的糙米率、精米率和整精米率均在CI處理下最高，SDI65d處理下最低，其中精米率和整精米率在各處理間差異顯著。SDI65d處理下的堊白粒率和堊白度最高，CI處理下最低，堊白粒率和堊白度在不同處理間的差異均達到顯著水平。與CI處理相比，SDI40d處理下稻米精米率和整精米率分別下降了1.46、1.30百分點；SDI65d處理下稻米精米率和整精米率分別下降了2.70、3.47百分點。與SDI40d處理相比，SDI65d處理下稻米精米率和整精米率分別下降了1.24、2.17百分點。

2.2.2 不同半深水灌溉持續(xù)時間對蛋白組分含量和直鏈淀粉含量的影響

由表4可知，在蛋白及其組分含量方面，清蛋白含量在CI處理與SDI40d、SDI65d處理間差異顯著，而球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和總蛋白含量在各處理之間差異均不顯著。稻米的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和總蛋白含量從低到高依次是CI、SDI40d、SDI65d。與CI處理相比，SDI40d處理谷蛋白和總蛋白含量分別增加了2.28%和3.38%，SDI65d處理谷蛋白和總蛋白含量分別增加了13.87%和13.98%。與SDI40d處理相比，SDI65d處理下谷蛋白和總蛋白含量分別增加了11.32%和10.26%。不同處理下稻米的直鏈淀粉含量由18.15%升至20.47%，大小順序表現(xiàn)為CI

2.2.3 不同半深水灌溉持續(xù)時間對稻米食味值的影響

由表5可知，CI處理的外觀、硬度、黏度、平衡度和食味值均與SDI40d、SDI65d處理差異顯著，而SDI40d與SDI65d處理差異不顯著。與CI處理相比，SDI40d處理的外觀、平衡度和食味值分別下降了32.80%、34.68%和19.66%，SDI65d處理的外觀、平衡度和食味值分別下降了36.80%、37.90%和21.88%。與CI處理相比，稻米的外觀、平衡度和食味值在SDI40d處理下表現(xiàn)出不同程度的下降趨勢，且在SDI65d處理下下降幅度更大。與SDI40d處理相比，SDI65d處理的外觀、平衡度和食味值分別下降了5.95%、4.94%和2.77%。

2.2.4 不同半深水灌溉持續(xù)時間對稻米RVA譜特征值的影響

由表6可知，CI處理的峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和糊化溫度與SDI40d、SDI65d處理之間差異顯著，而崩解值、回復(fù)值在各處理間差異不顯著。消減值CI處理與SDI65d處理差異顯著，SDI40d處理下與CI、SDI65d處理差異不顯著。與CI處理相比，SDI40d處理的熱漿黏度、消減值、糊化溫度分別增加6.18%、6.00%%和2.46%，崩解值降低6.00%，SDI65d處理分別增加7.01%、8.76%和3.05%，崩解值降低12.52%。與SDI40d處理相比，SDI65d處理的熱漿黏度、消減值、糊化溫度分別增加0.78%、2.60%和0.58%。

2.3 水稻莖稈抗倒性

2.3.1 水稻莖稈形態(tài)學(xué)特征

由表7可知，CI處理的單穗重、莖粗、壁厚與SDI40d、SDI65d處理間差異不顯著。CI處理的株高、重心高度與SDI65d處理間差異顯著，SDI40d處理的株高、重心高度與CI、SDI65d處理間差異均不顯著。SDI40d、SDI65d處理的水稻株高分別為100.07、101.20 cm，比CI處理分別上升了3.99%和5.16%。SDI40d、SDI65d處理的水稻重心高度分別為46.47、48.90 cm，比CI處理分別上升了7.32%、12.93%。與SDI40d處理相比，SDI65d處理下株高和重心高度分別上升了1.13%和5.23%。株高隨半深水灌溉持續(xù)時間變長而增加；莖粗和壁厚隨半深水灌溉持續(xù)時間變長而降低，但未到達顯著水平。SDI40d、SDI65d處理株高、重心高度相較于CI處理均有所上升，但SDI40d處理株高和重心高度小于SDI65d處理；SDI40d處理的莖粗和壁厚比SDI65d處理大。

由圖2可知，CI處理下長軸外徑與SDI40d、SDI65d處理均差異顯著，而短軸外徑、長軸內(nèi)徑和短軸內(nèi)徑在不同處理間差異均不顯著。隨著半深水灌溉持續(xù)時間變長，長軸外徑、短軸外徑、長軸內(nèi)徑和短軸內(nèi)徑均增加。SDI40d處理下的長軸外徑、短軸外徑、長軸內(nèi)徑和短軸內(nèi)徑均小于SDI65d處理。對于節(jié)間長度，CI處理下第3節(jié)間與SDI65d處理之間差異顯著，第3節(jié)間SDI40d處理與CI、SDI65d處理差異均不顯著；CI處理與SDI40d、SDI65d處理在其他節(jié)間均無顯著差異（圖3）。

2.3.2 水稻莖稈力學(xué)特征

由表8可知，倒伏指數(shù)隨半深水灌溉持續(xù)時間變長而升高，但各處理間差異并未達到顯著水平。SDI40d、SDI65d處理下折斷彎矩較CI處理分別降低了19.20%和25.48%，且均與CI處理達到顯著差異水平。與SDI40d處理相比，SDI65d處理下折斷彎矩降低了7.77%。SDI40d和SDI65d處理下彎曲力矩較CI處理分別降低了15.20%和21.05%。與SDI40d處理相比，SDI65d處理下彎曲力矩降低了6.90%。SDI40d、SDI65d處理下抗折力分別為11.63、10.72 N，與CI處理相比分別降低了19.18%和25.50%。與SDI40d處理相比，SDI65d處理下抗折力降低了7.82%。CI處理的抗折力與SDI40d、SDI65d處理間達到顯著差異水平。

3 討論

稻漁綜合種養(yǎng)方式是近年來發(fā)展迅速的一種稻作方式，其經(jīng)濟效益相對較好且具有生態(tài)環(huán)境友好特點。為了同時滿足魚、蝦、蟹、鱉等動物的養(yǎng)殖需求，這種方式需要在水稻的生長發(fā)育過程中營造出一定時期的半深水環(huán)境［13］。一般研究認為，稻漁共生種養(yǎng)下水稻稻米品質(zhì)較傳統(tǒng)水稻單作有所下降；相較傳統(tǒng)水稻常規(guī)淺濕灌溉模式，稻漁共生種養(yǎng)下水稻需要長期維持半深水狀態(tài)，倒伏指數(shù)更高，但不同半深水灌溉持續(xù)時間對水稻稻米品質(zhì)及抗倒性的影響并未明晰。因此，本試驗對比了稻漁綜合種養(yǎng)維持半深水灌溉40 d和65 d以及水稻常規(guī)淺濕灌溉方式“淺、擱、濕、露、曬”下的水稻稻米品質(zhì)和抗倒伏性狀的表現(xiàn)。李陽生等的研究表明，與營養(yǎng)生長相比，淹澇脅迫對水稻的生殖生長影響更大［14］。武孟祥的研究表明，在抽穗開花期如果遭遇到淹澇脅迫會導(dǎo)致水稻植株的葉片數(shù)減少，從而使其光合作用受到削弱，穗部同化物積累也會降低，同時還會導(dǎo)致一些主莖和大分蘗的穗發(fā)生腐爛，從而導(dǎo)致穗數(shù)、結(jié)實率、千粒重下降，最終造成減產(chǎn)［15］。本試驗的半深水灌溉持續(xù)時間造成水稻的穗粒數(shù)、結(jié)實率明顯下降，千粒重略微下降，最終造成理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量出現(xiàn)明顯下降。本研究結(jié)果表明，與CI相比，半深水灌溉處理下水稻實際產(chǎn)量下降9.50%～13.20%，SDI65d處理的實際產(chǎn)量下降幅度大于SDI40d處理。

水分管理對稻米品質(zhì)的影響已被廣泛報道。胡明明等的研究表明，在水稻孕穗期遭受淹澇脅迫會導(dǎo)致稻米的加工品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)下降［16］。姬靜華等的研究表明，造成水稻加工品質(zhì)下降的原因可能是淹澇脅迫破壞了水稻劍葉的葉綠體，減弱了其光合能力，阻礙光合產(chǎn)物向穗部運輸，導(dǎo)致灌漿充實不良，堊白粒率和堊白度增加［17］。陳旭的研究表明，淹水可能阻礙植物進行呼吸作用積累過多的CO2，抑制水稻對土壤中氮素的吸收，從而導(dǎo)致加工品質(zhì)下降［18］。呂艷梅的研究表明，淹水條件下，水稻中下部無法吸收到光照，出現(xiàn)籽粒灌漿期光照不足的情況，同時還會出現(xiàn)水稻葉片光合能力不足的情況，因此會造成水稻加速衰老的現(xiàn)象，同時還會加快水稻籽粒灌漿進程，導(dǎo)致籽粒灌漿不良，進而引起食味品質(zhì)的下降［19］。本研究中半深水灌溉持續(xù)時間會降低水稻的稻米品質(zhì)，與呂艷梅在淹水條件下稻米品質(zhì)變劣的研究情況［19］基本一致。SDI40d處理的加工品質(zhì)、食味值相比CI處理均有所下降，但下降幅度小于SDI65d處理。與CI相比，SDI40d處理下堊白粒率、各蛋白組分含量、直鏈淀粉含量明顯升高，但上升幅度小于SDI65d處理。SDI40d處理熱漿黏度、最終黏度、消減值和糊化溫度小于SDI65d處理；崩解值大于SDI65d處理。這可能是SDI40d處理半深水灌溉持續(xù)時間短于SDI65d處理，受水分脅迫影響相對較小，SDI40d處理下的葉片光合能力強于SDI65d處理，光合產(chǎn)物的合成和轉(zhuǎn)運完成度較高，導(dǎo)致SDI40d處理的堊白粒率和堊白度比CI增加，但小于SDI65d處理。此外，DI40d處理光照比SDI65d處理充足，籽粒發(fā)育比SDI65d處理更充分，致使SDI40d處理食味值較SDI65d高。

半深水灌溉對水稻莖稈抗倒性的研究鮮有報道。倒伏指數(shù)評價方法將莖稈的株高、莖粗、壁厚等形態(tài)學(xué)指標(biāo)和折斷彎矩、彎曲力矩等物理參數(shù)緊密結(jié)合，更加符合大田生產(chǎn)中莖倒伏的原理，因此該方法具有較廣泛的應(yīng)用價值［20］。郭相平等的研究表明，相比于常規(guī)灌溉，10～16 cm灌溉深度下水稻的莖粗和壁厚均呈現(xiàn)下降趨勢，第2節(jié)間長度增長明顯［21］。半深水灌溉處理模式下，折斷部位至穗頂?shù)孽r重和距離均呈現(xiàn)下降趨勢，這就導(dǎo)致彎曲力矩也隨之降低。當(dāng)水稻主莖受到外力時，它會彎曲變形并發(fā)生折斷，而抗折力則是維持彎曲變形的動力來源，因此折斷彎矩的大小主要取決于水稻主莖基部第2節(jié)間的抗折力，半深水灌溉處理模式下，與CI處理相比，SDI40d、SDI65d處理的第2節(jié)間的抗折力顯著下降，且降幅大于彎曲力矩的降幅，導(dǎo)致水稻倒伏指數(shù)升高。SDI40d處理單穗重、折斷部位至穗頂?shù)孽r重比SDI65d處理大，SDI40d處理與SDI65d處理折斷部位至穗頂?shù)木嚯x相近，因此SDI40d處理彎曲力矩大于SDI65d處理。此外SDI40d處理折斷彎矩大于SDI65d處理，最終導(dǎo)致SDI40d處理莖稈抗倒伏能力強于SDI65d處理。SDI40d處理彎曲力矩和折斷彎矩均大于SDI65d處理，且彎曲力矩下降幅度與折斷彎矩接近，因此SDI40d處理和SDI65d處理倒伏指數(shù)差異較小。

此外，本研究表明由于長期處在半深水灌溉模式下，水稻易形成高位分蘗，一方面消耗植株中的養(yǎng)分，減少葉片光合產(chǎn)物向穗部運輸，導(dǎo)致籽粒灌漿不良；另一方面降低主莖的節(jié)間充實度，造成水稻抗倒性變差。已有研究表明，在深水灌溉下由于長期處在缺氧條件下，水稻的中下部節(jié)間會產(chǎn)生大量的乙烯，導(dǎo)致中下部節(jié)間中赤霉素含量升高，引起中下部節(jié)間長度增加［22-24］。本試驗中發(fā)現(xiàn)在半深水灌溉模式下，水稻的株高整體呈現(xiàn)上升趨勢，進一步分析發(fā)現(xiàn)，主要原因是半深水灌溉處理提高了水稻的前5節(jié)間總長度。不同半深水灌溉處理下株高表現(xiàn)為CI

4 結(jié)論

半深水灌溉下穗粒數(shù)和結(jié)實率明顯下降，千粒重略微下降，導(dǎo)致?lián)P粳805產(chǎn)量降低，且下降幅度隨半深水灌溉持續(xù)時間增加而增大。與CI處理相比，半深水灌溉下?lián)P粳805的糙米率、精米率、整精米率下降，堊白粒率、堊白度增加，導(dǎo)致外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)變劣；食味值降低，直鏈淀粉含量和各蛋白組分含量升高，RVA特征譜值熱漿黏度、最終黏度升高，崩解值降低。這最終導(dǎo)致半深水灌溉下?lián)P粳805的稻米品質(zhì)變劣，且隨著半深水灌溉持續(xù)時間變長，揚粳805的稻米品質(zhì)會持續(xù)變劣。另外，半深水灌溉下，揚粳805的株高、重心高度整體呈上升趨勢，節(jié)間的莖粗、壁厚、莖稈的抗折力呈下降趨勢，導(dǎo)致倒伏指數(shù)上升；2個不同半深水灌溉持續(xù)時間處理下，揚粳805的倒伏指數(shù)接近。綜上，半深水灌溉處理會降低揚粳805的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗倒伏能力，且隨著半深水灌溉持續(xù)時間變長，揚粳805的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗倒伏能力會持續(xù)下降。因此，未來的研究需進一步探究半深水灌溉持續(xù)時間影響水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和抗倒伏能力下降的機制，注重篩選適宜稻漁綜合種養(yǎng)下半深水灌溉的水稻品種，闡明稻、漁協(xié)同豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的半深水灌溉起止時間。

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收稿日期：2023-06-18

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（編號：2018YFD0300804）；江蘇省重點研發(fā)計劃（編號：BE2018355）。

作者簡介：孫 冬（1999—），男，江蘇淮安人，碩士研究生，主要從事稻漁綜合種養(yǎng)研究。E-mail：SUNDONG0816@126.com。

通信作者：高 輝，博士，教授，主要從事稻漁綜合種養(yǎng)研究。E-mail：gaohui@yzu.edu.cn。