半深水灌溉持續(xù)時間對水稻產量、品質及抗倒性的影響

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，水稻生產力對半深水灌溉的響應還并不清楚。以揚粳805為試驗材料，通過設置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量、稻米品質和抗倒性的影響。結果表明，與CI處理相比，SDI40d處理實際產量降低了9.50%，SDI65d處理減產了13.20%，穗粒數(shù)和結實率降低是產量下降的主要原因。半深水灌溉處理下，揚粳805的加工品質和外觀品質變劣；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。

關鍵詞：半深水灌溉；持續(xù)時間；水稻；產量；品質；抗倒性

中圖分類號：S511.07 文獻標志碼：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動物養(yǎng)殖的農業(yè)生產模式，具有良好的經濟效益和社會價值［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力的影響是進一步研究稻漁綜合種養(yǎng)下適應性栽培策略的基礎。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量、稻米品質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)產優(yōu)質具有重要意義。

稻米品質是水稻生長環(huán)境條件和自身遺傳特性互作的結果，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。在影響稻米品質的諸多環(huán)境因素中，水分管理對稻米品質影響尤為顯著。任禎的研究表明，淹澇脅迫下，水稻的加工品質顯著降低，堊白粒率和堊白度增加，食味品質下降［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產生負面影響，但半深水灌溉持續(xù)時間對稻米品質的影響還缺乏相關研究?；诖?，本試驗研究2個半深水灌溉持續(xù)時間及對照（CI）對稻米品質的影響差異。半深水灌溉除了會降低稻米品質，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量下降、品質變劣，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)指標關聯(lián)起來，契合莖倒伏發(fā)生的物理學原理，在水稻抗倒伏能力評價中得到了較廣泛的應用［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戶對稻漁共作時間理解的差異，本研究設置了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），探究水稻產量、稻米品質和抗倒伏特性對半深水灌溉的響應，旨在為闡明稻漁綜合種養(yǎng)模式下水稻生產力變化提供參考。

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)代農業(yè)產業(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、風速和降水量見圖1。

1.2 試驗設計與田間管理

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

試驗設置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?shù)氐疚r共作常規(guī)方法進行，采用人工方式除草。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 產量及其構成因素

每個小區(qū)連續(xù)調查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)、結實率。取3個重復的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%的標準含水率折算實產［10］。

1.3.2 稻米品質測定

1.3.2.1 加工品質和外觀品質

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型風選機進行風選，根據(jù)GB/T 17891—2017《優(yōu)質稻谷》標準，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準樣品進行測定，繪制出標準曲線，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冷裝置中降溫20 min，取出后放在室溫條件下90 min。在此基礎上，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內轉速設為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。通過以上指標的計算得出崩解值、消減值和回復值。

1.3.3 莖稈抗倒伏特性

1.3.3.1 莖稈形態(tài)學指標

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）單穗質量（g）：主莖上單獨穗的質量；（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，剝去鞘，用游標卡尺測量長軸外徑（b1）、長軸內徑（b2）、短軸外徑（a1）、短軸內徑（a2），計算莖粗和壁厚。

1.3.3.2 莖稈力學指標

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指標，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，將結果通過OriginPro 2021進行作圖。

2 結果與分析

2.1 產量及其構成因素

由表2可知，不同處理下理論產量和實際產量均表現(xiàn)為CI>SDI40d>SDI65d。與CI處理相比，SDI40d處理實際產量下降了9.50%，SDI65d處理減產了13.20%。與SDI40d處理相比，SDI65d處理水稻實際產量下降了4.09%。方差分析結果表明，實際產量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%，結實率下降了6.55百分點；SDI65d處理穗粒數(shù)下降了12.90%，結實率下降了10.38百分點。與SDI40d處理相比，SDI65d處理結實率下降了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和外觀品質的影響

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、長軸內徑和短軸內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、長軸內徑和短軸內徑均增加。SDI40d處理下的長軸外徑、短軸外徑、長軸內徑和短軸內徑均小于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，同時還會導致一些主莖和大分蘗的穗發(fā)生腐爛，從而導致穗數(shù)、結實率、千粒重下降，最終造成減產［15］。本試驗的半深水灌溉持續(xù)時間造成水稻的穗粒數(shù)、結實率明顯下降，千粒重略微下降，最終造成理論產量和實際產量出現(xiàn)明顯下降。本研究結果表明，與CI相比，半深水灌溉處理下水稻實際產量下降9.50%～13.20%，SDI65d處理的實際產量下降幅度大于SDI40d處理。

水分管理對稻米品質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致稻米的加工品質、蒸煮食味品質下降［16］。姬靜華等的研究表明，造成水稻加工品質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，阻礙光合產物向穗部運輸，導致灌漿充實不良，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，從而導致加工品質下降［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，導致籽粒灌漿不良，進而引起食味品質的下降［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，與呂艷梅在淹水條件下稻米品質變劣的研究情況［19］基本一致。SDI40d處理的加工品質、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，光合產物的合成和轉運完成度較高，導致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)學指標和折斷彎矩、彎曲力矩等物理參數(shù)緊密結合，更加符合大田生產中莖倒伏的原理，因此該方法具有較廣泛的應用價值［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，這就導致彎曲力矩也隨之降低。當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，減少葉片光合產物向穗部運輸，導致籽粒灌漿不良；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)間會產生大量的乙烯，導致中下部節(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 結論

半深水灌溉下穗粒數(shù)和結實率明顯下降，千粒重略微下降，導致?lián)P粳805產量降低，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，導致外觀品質和加工品質變劣；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。這最終導致半深水灌溉下?lián)P粳805的稻米品質變劣，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的產量、品質和抗倒伏能力，且隨著半深水灌溉持續(xù)時間變長，揚粳805的產量、品質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)時間影響水稻產量、品質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)同豐產優(yōu)質的半深水灌溉起止時間。

參考文獻：

［1］唐建軍，李 巍，呂修濤，等. 中國稻漁綜合種養(yǎng)產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與若干思考［J］. 中國稻米，2020，26（5）：1-10.

［2］Xu Q，Liu T，Guo H L，et al. Conversion from rice-wheat rotation to rice-crayfish coculture increases net ecosystem service values in Hung-tse Lake area，east China［J］. Journal of Cleaner Production，2021，319：128883.

［3］楊建昌，王志琴，朱慶森.不同土壤水分狀況下氮素營養(yǎng)對水稻產量的影響及其生理機制的研究［J］. 中國農業(yè)科學，1996，29（4）：59-67.

［4］任 楨. 不同生育時期淹澇脅迫對水稻生長、產量與品質的影響及其生理機理研究［D］. 揚州：揚州大學，2022：68-80.

［5］趙啟輝. 分蘗期淹澇脅迫對水稻農藝和品質性狀及生理特性的影響［D］. 南昌：江西農業(yè)大學，2013：30-33.

［6］吳曉然. 超級雜交秈稻抗倒能力比較及其對氮素的響應［D］. 南京：南京農業(yè)大學，2015：1-5.

［7］張巫軍. 氮素對粳稻抗倒伏性的影響及其生理機制［D］. 南京：南京農業(yè)大學，2015：1-4.

［8］寧金花，霍治國，陸魁東，等. 不同生育期淹澇脅迫對雜交稻形態(tài)特征和產量的影響［J］. 中國農業(yè)氣象，2013，34（6）：678-684.[HJ2mm]

［9］吳海兵，劉道紅，鐘 鳴，等. 水分管理和鉀肥施用對水稻產量和抗倒伏性的影響［J］. 作物雜志，2019（1）：127-133.

［10］龍瑞平，張朝鐘，戈芹英，等. 施氮量對高海拔機插粳稻產量及群體生長特性的影響［J］. 中國土壤與肥料，2018（2）：89-95.

［11］姜潔鋒，楊 歐，江 冰，等. 利用水稻莖稈充實突變體創(chuàng)建新材料的抗倒伏評價［J］. 農業(yè)與技術，2021，41（17）：24-27.

［12］Zhang W J，Li G H，Yang Y M，et al. Effects of nitrogen application rate and ratio on lodging resistance of super rice with different genotypes［J］. Journal of Integrative Agriculture，2014，13（1）：63-72.

［13］陳林榮. 半深水灌溉對雜交秈稻莖稈抗倒性的影響及其生理機制研究［D］. 揚州：揚州大學，2022：1-3.

［14］李陽生，李紹清，李達模，等. 雜交稻與常規(guī)稻對澇漬環(huán)境適應能力的比較研究［J］. 中國水稻科學，2002，16（1）：45-51.

［15］武孟祥. 漬澇脅迫對水稻生長發(fā)育及產量結構的影響［D］. 長沙：湖南農業(yè)大學，2015：10-19.

［16］胡明明，龔 靜，蘭 艷，等. 不同生育時期水分脅迫對水稻產量及品質的影響［J］. 江西農業(yè)大學學報，2021，43（5）：971-982.

［17］姬靜華，霍治國，唐力生，等. 早稻灌漿期淹水對劍葉理化特性及產量和品質的影響［J］. 中國水稻科學，2016，30（2）：181-192.

［18］陳 旭. CO2濃度、施氮量和密度對雜交稻稻米品質的影響：FACE研究［D］. 揚州：揚州大學，2016：19-25.

［19］呂艷梅. 兩個優(yōu)質水稻品種孕穗至灌漿期高溫干旱對品質和產量性狀的影響［D］. 長沙：湖南農業(yè)大學，2015：56-58.

［20］ Zhang J，Li G H，Song Y P，et al. Lodging resistance characteristics of high-yielding rice populations ［J］ . Field Crops Research，2014，161：64-74.

［21］郭相平，黃雙雙，王振昌，等. 不同灌溉模式對水稻抗倒伏能力影響的試驗研究［J］. 灌溉排水學報，2017，36（5）：1-5.

［22］Sauter M，Kende H. Gibberellin-induced growth and regulation of the cell division cycle in deepwater rice［J］. Planta，1992，188（3）：362-368.

［23］Hattori Y，Nagai K，F(xiàn)urukawa S，et al. The ethylene response factors SNORKEL1 and SNORKEL2 allow rice to adapt to deep water［J］. Nature，2009，460：1026-1030.

［24］Singh S，MacKill D J，Ismail A M. Responses of SUB1 rice introgression lines to submergence in the field：yield and grain quality［J］. Field Crops Research，2009，113（1）：12-23.

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。