膜下滴灌旱種對寒地水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

呂艷東+孫立明+周健+姜玉偉+潘世駒+蔡永盛+姜紅芳+陳建新+花子瑤+鄭桂萍

摘要：以94份寒地早粳稻為材料，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究膜下滴灌旱種對寒地水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：膜下滴灌旱種對水稻產(chǎn)量構(gòu)成各因素、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、理論產(chǎn)量的影響具有雙向性，且均偏向負(fù)向影響；膜下滴灌旱種降低了水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素（結(jié)實(shí)率除外）、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、理論產(chǎn)量的變異度；穗數(shù)、生物產(chǎn)量、理論產(chǎn)量對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較敏感，結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較遲鈍；穗粒數(shù)較多、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高的水稻種質(zhì)具有相對較強(qiáng)的旱種適應(yīng)性；產(chǎn)量構(gòu)成因素、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)對膜下滴灌旱種反應(yīng)較敏感的材料，一般其理論產(chǎn)量對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較敏感；生物產(chǎn)量、理論產(chǎn)量、千粒質(zhì)量對膜下滴灌旱種反應(yīng)敏感的材料，其千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量、生物產(chǎn)量較高。

關(guān)鍵詞：膜下滴灌旱種；寒地水稻；生物產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)系數(shù)

中圖分類號： S511.01

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0145-04

中國水稻種植面積約占糧食播種面積的30%，稻谷總產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的40%，是中國種植范圍最大、涉及“三農(nóng)”面最廣的主糧作物，也是農(nóng)民增產(chǎn)增收的重要產(chǎn)業(yè)之一[1]。中國人均水資源較少，由于缺水每年造成國民經(jīng)濟(jì)直接損失巨大，在中國各地均有因缺水而導(dǎo)致水稻種植受到影響的情況發(fā)生[2-4]。水稻生產(chǎn)受到日益嚴(yán)重的干旱缺水等自然條件影響，因此，對于中國這樣一個缺水的國家來說，發(fā)展節(jié)水型水稻育種、生產(chǎn)迫在眉睫。滴灌是當(dāng)前世界最先進(jìn)的微灌技術(shù)之一，把工藝節(jié)水和農(nóng)藝措施進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，是缺水地區(qū)一種有效利用水資源的灌水方式[5]。中國已在滴灌棉花、加工番茄、辣椒、黃瓜、洋蔥、馬鈴薯等經(jīng)濟(jì)作物及小麥、玉米等糧食作物滴灌栽培技術(shù)上取得關(guān)鍵突破[6-16]，在中國各地推廣應(yīng)用滴灌作物的種類達(dá)30余種，作物節(jié)水灌溉推廣面積與日俱增。近年來，有關(guān)水稻高效節(jié)水灌溉方面的研究很多[17-19]。關(guān)于水稻膜下滴灌旱種效果僅在新疆維吾爾自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū)初見成效[20-21]，但是有關(guān)水稻特別是寒地水稻的膜下滴灌旱種方面研究很少。本研究以水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素和理論產(chǎn)量為對象，對水稻膜下滴灌旱種適應(yīng)性進(jìn)行系統(tǒng)研究，以期為適合水稻膜下滴灌旱種品種篩選提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

選取黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院水稻研究室收集的94個寒地早粳稻品種（系）供試。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年在大慶市王家圍子水田基地進(jìn)行。5月4日整地、施底肥。5月6日浸種。5月10日區(qū)劃。5月12日人工播種：膜寬90 cm，膜上種4行；小區(qū)內(nèi)行距15 cm-30 cm-15 cm，穴距13 cm，小區(qū)間橫向間距40 cm，小區(qū)間縱向間距20 cm；旱直播芽谷，單穴點(diǎn)播，5～7粒，超過7株間苗；每品種4行，每行10穴；按品種熟期分類，每類隨機(jī)排列，隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)。5月13日覆膜，5月22日出苗，6月6日施分蘗肥。試驗(yàn)處理：對照（CK）：旱種覆膜，3葉1心期后撤膜，常規(guī)生產(chǎn)水分管理；膜下滴灌處理（M）：旱種覆膜，3葉1心期后，當(dāng)田面以下15 cm體積含水量低于對照70%時(shí)灌水，全生育期重復(fù)進(jìn)行（其間降雨則馬上排水）。使用MPM-160B型水分儀測定土壤水分，測定深度為田面下15 cm，5點(diǎn)測定。供試草甸土土壤養(yǎng)分含量狀況為：堿解氮含量175.01 mg/kg，有效磷含量 26.45 mg/kg，速效鉀含量90.62 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量3.05%，pH值8.38。

1.3 考種方法

水稻收獲前每個品種選取有代表性的植株2穴，帶回實(shí)驗(yàn)室考察農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因素各指標(biāo)，測定指標(biāo)有穴穗數(shù)、穗質(zhì)量、草質(zhì)量、實(shí)粒數(shù)、空秕粒數(shù)，并稱取粒質(zhì)量，計(jì)算生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量。膜下滴灌旱種適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)（adaptation of upland rice under drip irrigation with plastic film mulching response index，ARI）=處理區(qū)膜下滴灌旱種性狀表型值/對照區(qū)性狀表型值×100%。ARI值大小表明各品種對膜下滴灌旱種反應(yīng)的敏感程度，ARI值大表明遲鈍，否則相反。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel、DPS 統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 膜下滴灌旱種對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種穗數(shù)發(fā)生了變化（圖1），其中穗數(shù)減少，ARI在60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有6、9、24、20份；穗數(shù)增加，ARI>100%的材料有35份。上述結(jié)果說明，膜下滴灌旱種對穗數(shù)的影響具有雙向性，但偏向負(fù)向影響。與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的穗粒數(shù)發(fā)生了變化（圖2），其中穗粒數(shù)減少，ARI在60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有1、9、25、31份；穗粒數(shù)增加，ARI>100%的材料有28份。由此可知，膜下滴灌旱種對穗粒數(shù)的影響具有雙向性，但偏向負(fù)向影響。

與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的結(jié)實(shí)率發(fā)生了變化（圖3），其中結(jié)實(shí)率降低且ARI在80%～90%、90%～100%之間的材料分別有6、67份；結(jié)實(shí)率增加且ARI>100%的材料有21份。上述結(jié)果說明，膜下滴灌旱種對結(jié)實(shí)率的影響具有雙向性，且以ARI在90%～100%之間的材料分布最多，占參試材料總數(shù)的71%。與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的千粒質(zhì)量發(fā)生了變化（圖4），其中千粒質(zhì)量減小且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有2、2、55份；千粒質(zhì)量增加且ARI>100%的材料有35份。上述結(jié)果說明，膜下滴灌旱種對千粒質(zhì)量的影響具有雙向性，且以ARI在90%～100%之間的材料分布最多，占參試材料總數(shù)的58.5%。

2.2 膜下滴灌旱種對水稻生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響

與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的生物產(chǎn)量發(fā)生了變化（圖5），其中生物產(chǎn)量降低且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有36、17、19份；ARI>100%的材料有22份。上述結(jié)果說明，膜下滴灌旱種對生物產(chǎn)量的影響具有雙向性，且以ARI在<80%的材料分布最多，占參試材料總數(shù)的38.3%。與自然條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的經(jīng)濟(jì)系數(shù)發(fā)生了變化（圖6），其中經(jīng)濟(jì)系數(shù)減小且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之間的材料分別有5、13、29份；經(jīng)濟(jì)系數(shù)增加且ARI>100%的材料有45份。上述結(jié)果說明，膜下滴灌旱種對經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響具有雙向性。

2.3 膜下滴灌旱種對水稻產(chǎn)量的影響

與自然正常條件相比，膜下滴灌旱種下各品種的理論產(chǎn)量發(fā)生了變化（圖7），膜下滴灌旱種下供試材料的理論產(chǎn)量降低且ARI<60%、60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%的材料分別有9、15、12、17、17份；理論產(chǎn)量增加且ARI>100%的材料有24份。上述結(jié)果說明，膜下滴灌旱種對理論產(chǎn)量的影響具有雙向性，但偏向負(fù)向影響。

由表2可知，膜下滴灌旱種下水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、理論產(chǎn)量的變異系數(shù)均小于自然條件下的，說明膜下滴灌旱種減小了水稻上述性狀的變異度；膜下滴灌旱種下水稻結(jié)實(shí)率的變異系數(shù)大于自然條件下的，說明膜下滴灌旱種增加了水稻結(jié)實(shí)率的變異度。水稻穗數(shù)、生物產(chǎn)量、理論產(chǎn)量的膜下滴灌旱種適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)變異系數(shù)分別為20.9%、24.5%、25.4%，其變異系數(shù)較大，對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較敏感；結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量的膜下滴灌旱種適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)變異系數(shù)分別為4.6%、6.8%，其變異系數(shù)較小，對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較遲鈍；穗粒數(shù)、經(jīng)濟(jì)系數(shù)的膜下滴灌旱種適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)變異系數(shù)居中。

2.4 水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量之間的關(guān)系

由膜下滴灌各性狀間相關(guān)關(guān)系可見，膜下滴灌旱種下水稻理論產(chǎn)量與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，穗數(shù)與穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，穗粒數(shù)與結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果表明，穗粒數(shù)較多的水稻種質(zhì)具有相對較強(qiáng)的旱種適應(yīng)性。由膜下滴灌旱種反應(yīng)指數(shù)間相關(guān)關(guān)系可見，水稻理論產(chǎn)量的ARI與穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量的ARI呈顯著或極顯著正相關(guān)。以上結(jié)果表明，穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量對膜下滴灌旱種反應(yīng)較敏感的材料，一般其理論產(chǎn)量對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較敏感（表3）。

從膜下滴灌旱種下各性狀與膜下滴灌旱種反應(yīng)指數(shù)間相關(guān)關(guān)系可見，除穗數(shù)外，其他產(chǎn)量構(gòu)成因素的ARI與其自身的表型值均呈極顯著正相關(guān)，說明產(chǎn)量構(gòu)成因素對膜下滴灌旱種的反應(yīng)程度與其自身性狀的表型值大小聯(lián)系密切。理論產(chǎn)量的ARI與千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，千粒質(zhì)量的ARI與理論產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)，說明理論產(chǎn)量、千粒質(zhì)量對膜下滴灌旱種反應(yīng)敏感的材料，其千粒質(zhì)量較高、理論產(chǎn)量較高（表4）。

2.5 生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系

理論產(chǎn)量與生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.88**、0.23**。以上結(jié)果表明，生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高的水稻種質(zhì)具有相對較強(qiáng)的旱種適應(yīng)性。理論產(chǎn)量的ARI與生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)的ARI均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.84**、0.349**，以上結(jié)果表明，生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)對膜下滴灌旱種反應(yīng)較敏感的材料，一般其理論產(chǎn)量對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較敏感。理論產(chǎn)量的ARI與生物產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.43**。生物產(chǎn)量的ARI與理論產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.56**，說明理論產(chǎn)量和生物產(chǎn)量對膜下滴灌旱種反敏感度材料，其生物產(chǎn)量、理論產(chǎn)量較高。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，膜下滴灌旱種對寒地水稻產(chǎn)量構(gòu)成各因素、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、理論產(chǎn)量的影響具有雙向性，且均偏向負(fù)向影響。膜下滴灌旱種降低了寒地水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素（結(jié)實(shí)率除外）、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、理論產(chǎn)量的變異度。穗數(shù)、生物產(chǎn)量、理論產(chǎn)量的變異系數(shù)較大，對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較敏感；結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量的變異系數(shù)較小，對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較遲鈍；穗粒數(shù)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)的變異系數(shù)居中。穗粒數(shù)較多、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高的水稻種質(zhì)具有相對較強(qiáng)的旱種適應(yīng)性；產(chǎn)量構(gòu)成各因素、生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)對膜下滴灌旱種反應(yīng)較敏感的材料，一般其理論產(chǎn)量對膜下滴灌旱種的反應(yīng)較敏感；生物產(chǎn)量、理論產(chǎn)量、千粒質(zhì)量對膜下滴灌旱種反應(yīng)敏感的材料，其千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量、生物產(chǎn)量較高。

參考文獻(xiàn)：

[1]程式華，李 建. 現(xiàn)代中國水稻[M]. 北京：金盾出版社，2007.

[2]曹 萍，邵國軍，呂文彥，等. 節(jié)水栽培對稻米品質(zhì)影響初步研究[J]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，35（3）：177-179.

[3]張正斌，徐 萍. 中國水資源和糧食安全問題探討[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，16（5）：1305-1310.

[4]蘇征耀. 我國水資源形勢及其應(yīng)對策略[J]. 水資源研究，2007，28（1）：11-13，28.

[5]郭慶人，陳 林. 水稻膜下滴灌栽培技術(shù)在我國發(fā)展的優(yōu)勢及前景分析[J]. 中國稻米，2012，18（4）：36-39.

[6]買文選，田長彥. 膜下滴灌棉花早衰發(fā)生的可能機(jī)制研究——從生長與養(yǎng)分的角度[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2012，18（1）：132-138.

[7]鄧 忠，翟國亮，宰松梅，等. 不同栽培條件對膜下滴灌棉花葉面積指數(shù)及品質(zhì)和產(chǎn)量的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2010，29（1）：83-85.

[8]李銀才，馬德仁，宋 奎. 加工番茄膜下滴灌技術(shù)研究與示范[J]. 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2011，32（4）：28-30.

[9]張西平，趙勝利，劉宏權(quán)，等. 日光溫室黃瓜膜下滴灌灌溉制度的試驗(yàn)研究[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2010，29（1）：53-55.

[10]鄭國保，孔德杰，張?jiān)磁?，? 灌水量對日光溫室辣椒膜下滴灌耗水規(guī)律的影響[J]. 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2010，31（4）：50-52.

[11]鄭建華，黃冠華，黃權(quán)中，等. 干旱區(qū)膜下滴灌條件下洋蔥水分生產(chǎn)函數(shù)與優(yōu)化灌溉制度[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（8）：25-30.

[12]王玉明. 達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗馬鈴薯膜下滴灌效益分析[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2010（3）：42-43，64.

[13]張 磊，曾勝和，高志建，等. 不同氮磷配比對滴灌小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分利用效率的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21（5）：79-83.

[14]刁萬英，李少昆，王克如，等. 基于高光譜的膜下滴灌小麥氮素營養(yǎng)評價(jià)研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2012，32（5）：1362-1366.

[15]劉戰(zhàn)東，肖俊夫，劉祖貴，等. 膜下滴灌不同灌水處理對玉米形態(tài)、耗水量及產(chǎn)量的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30（3）：60-64.

[16]魏永華，陳麗君. 膜下滴灌條件下不同灌溉制度對玉米生長狀況的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，42（1）：55-60.

[17]呂艷東，鄭桂萍，錢永德，等. 土壤水分對水、陸稻品質(zhì)的影響[J]. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，17（1）：22-26.

[18]郭曉紅，呂艷東，鄭桂萍，等. 土壤水分對稻米品質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J]. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，17（2）：33-36.

[19]呂艷東，鄭桂萍，郭曉紅，等. 土壤水勢下限對寒地水稻品質(zhì)的影響[J]. 中國水稻科學(xué)，2011，25（5）：515-522.

[20]李 東. 新疆旱作水稻膜下滴灌技術(shù)與栽培技術(shù)探析[J]. 中國農(nóng)業(yè)信息，2013（11）：57.

[21]銀永安，陳 林，王永強(qiáng)，等. 膜下滴灌水稻技術(shù)優(yōu)勢及在寧夏推廣前景分析[J]. 北方水稻，2013，43（5）：34-36.董永義，韓寧寧. 種衣劑對玉米出苗和幼苗生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（4）：149-151.