膜下滴灌旱种对寒地水稻产量构成因素及产量的影响

时间：2024-05-22

吕艳东+孙立明+周健+姜玉伟+潘世驹+蔡永盛+姜红芳+陈建新+花子瑶+郑桂萍

摘要：以94份寒地早粳稻为材料，采用随机区组试验设计，研究膜下滴灌旱种对寒地水稻产量构成因素及产量的影响。结果表明：膜下滴灌旱种对水稻产量构成各因素、生物产量、经济系数、理论产量的影响具有双向性，且均偏向负向影响；膜下滴灌旱种降低了水稻产量构成因素（结实率除外）、生物产量、经济系数、理论产量的变异度；穗数、生物产量、理论产量对膜下滴灌旱种的反应较敏感，结实率、千粒质量对膜下滴灌旱种的反应较迟钝；穗粒数较多、生物产量、经济系数较高的水稻种质具有相对较强的旱种适应性；产量构成因素、生物产量、经济系数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其理论产量对膜下滴灌旱种的反应较敏感；生物产量、理论产量、千粒质量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其千粒质量、理论产量、生物产量较高。

关键词：膜下滴灌旱种；寒地水稻；生物产量；经济系数

中图分类号： S511.01

文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）04-0145-04

中国水稻种植面积约占粮食播种面积的30%，稻谷总产量约占粮食总产量的40%，是中国种植范围最大、涉及“三农”面最广的主粮作物，也是农民增产增收的重要产业之一[1]。中国人均水资源较少，由于缺水每年造成国民经济直接损失巨大，在中国各地均有因缺水而导致水稻种植受到影响的情况发生[2-4]。水稻生产受到日益严重的干旱缺水等自然条件影响，因此，对于中国这样一个缺水的国家来说，发展节水型水稻育种、生产迫在眉睫。滴灌是当前世界最先进的微灌技术之一，把工艺节水和农艺措施进行有机结合，是缺水地区一种有效利用水资源的灌水方式[5]。中国已在滴灌棉花、加工番茄、辣椒、黄瓜、洋葱、马铃薯等经济作物及小麦、玉米等粮食作物滴灌栽培技术上取得关键突破[6-16]，在中国各地推广应用滴灌作物的种类达30余种，作物节水灌溉推广面积与日俱增。近年来，有关水稻高效节水灌溉方面的研究很多[17-19]。关于水稻膜下滴灌旱种效果仅在新疆维吾尔自治区、宁夏回族自治区初见成效[20-21]，但是有关水稻特别是寒地水稻的膜下滴灌旱种方面研究很少。本研究以水稻产量构成因素和理论产量为对象，对水稻膜下滴灌旱种适应性进行系统研究，以期为适合水稻膜下滴灌旱种品种筛选提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

选取黑龙江八一农垦大学农学院水稻研究室收集的94个寒地早粳稻品种（系）供试。

1.2 试验设计

试验于2012年在大庆市王家围子水田基地进行。5月4日整地、施底肥。5月6日浸种。5月10日区划。5月12日人工播种：膜宽90 cm，膜上种4行；小区内行距15 cm-30 cm-15 cm，穴距13 cm，小区间横向间距40 cm，小区间纵向间距20 cm；旱直播芽谷，单穴点播，5～7粒，超过7株间苗；每品种4行，每行10穴；按品种熟期分类，每类随机排列，随机区组，3次重复。5月13日覆膜，5月22日出苗，6月6日施分蘖肥。试验处理：对照（CK）：旱种覆膜，3叶1心期后撤膜，常规生产水分管理；膜下滴灌处理（M）：旱种覆膜，3叶1心期后，当田面以下15 cm体积含水量低于对照70%时灌水，全生育期重复进行（其间降雨则马上排水）。使用MPM-160B型水分仪测定土壤水分，测定深度为田面下15 cm，5点测定。供试草甸土土壤养分含量状况为：碱解氮含量175.01 mg/kg，有效磷含量 26.45 mg/kg，速效钾含量90.62 mg/kg，有机质含量3.05%，pH值8.38。

1.3 考种方法

水稻收获前每个品种选取有代表性的植株2穴，带回实验室考察农艺性状、产量构成因素各指标，测定指标有穴穗数、穗质量、草质量、实粒数、空秕粒数，并称取粒质量，计算生物产量、经济系数、结实率、千粒质量。膜下滴灌旱种适应性反应指数（adaptation of upland rice under drip irrigation with plastic film mulching response index，ARI）=处理区膜下滴灌旱种性状表型值/对照区性状表型值×100%。ARI值大小表明各品种对膜下滴灌旱种反应的敏感程度，ARI值大表明迟钝，否则相反。

1.4 数据分析

利用Excel、DPS 统计软件分析数据。

2 结果与分析

2.1 膜下滴灌旱种对水稻产量构成因素的影响

与自然条件相比，膜下滴灌旱种下各品种穗数发生了变化（图1），其中穗数减少，ARI在60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%之间的材料分别有6、9、24、20份；穗数增加，ARI>100%的材料有35份。上述结果说明，膜下滴灌旱种对穗数的影响具有双向性，但偏向负向影响。与自然条件相比，膜下滴灌旱种下各品种的穗粒数发生了变化（图2），其中穗粒数减少，ARI在60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%之间的材料分别有1、9、25、31份；穗粒数增加，ARI>100%的材料有28份。由此可知，膜下滴灌旱种对穗粒数的影响具有双向性，但偏向负向影响。

与自然条件相比，膜下滴灌旱种下各品种的结实率发生了变化（图3），其中结实率降低且ARI在80%～90%、90%～100%之间的材料分别有6、67份；结实率增加且ARI>100%的材料有21份。上述结果说明，膜下滴灌旱种对结实率的影响具有双向性，且以ARI在90%～100%之间的材料分布最多，占参试材料总数的71%。与自然条件相比，膜下滴灌旱种下各品种的千粒质量发生了变化（图4），其中千粒质量减小且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之间的材料分别有2、2、55份；千粒质量增加且ARI>100%的材料有35份。上述结果说明，膜下滴灌旱种对千粒质量的影响具有双向性，且以ARI在90%～100%之间的材料分布最多，占参试材料总数的58.5%。

2.2 膜下滴灌旱种对水稻生物产量、经济系数的影响

与自然条件相比，膜下滴灌旱种下各品种的生物产量发生了变化（图5），其中生物产量降低且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之间的材料分别有36、17、19份；ARI>100%的材料有22份。上述结果说明，膜下滴灌旱种对生物产量的影响具有双向性，且以ARI在<80%的材料分布最多，占参试材料总数的38.3%。与自然条件相比，膜下滴灌旱种下各品种的经济系数发生了变化（图6），其中经济系数减小且ARI在<80%、80%～90%、90%～100%之间的材料分别有5、13、29份；经济系数增加且ARI>100%的材料有45份。上述结果说明，膜下滴灌旱种对经济系数的影响具有双向性。

2.3 膜下滴灌旱种对水稻产量的影响

与自然正常条件相比，膜下滴灌旱种下各品种的理论产量发生了变化（图7），膜下滴灌旱种下供试材料的理论产量降低且ARI<60%、60%～70%、70%～80%、80%～90%、90%～100%的材料分别有9、15、12、17、17份；理论产量增加且ARI>100%的材料有24份。上述结果说明，膜下滴灌旱种对理论产量的影响具有双向性，但偏向负向影响。

由表2可知，膜下滴灌旱种下水稻穗数、穗粒数、千粒质量、生物产量、经济系数、理论产量的变异系数均小于自然条件下的，说明膜下滴灌旱种减小了水稻上述性状的变异度；膜下滴灌旱种下水稻结实率的变异系数大于自然条件下的，说明膜下滴灌旱种增加了水稻结实率的变异度。水稻穗数、生物产量、理论产量的膜下滴灌旱种适应性反应指数变异系数分别为20.9%、24.5%、25.4%，其变异系数较大，对膜下滴灌旱种的反应较敏感；结实率、千粒质量的膜下滴灌旱种适应性反应指数变异系数分别为4.6%、6.8%，其变异系数较小，对膜下滴灌旱种的反应较迟钝；穗粒数、经济系数的膜下滴灌旱种适应性反应指数变异系数居中。

2.4 水稻产量构成因素与产量之间的关系

由膜下滴灌各性状间相关关系可见，膜下滴灌旱种下水稻理论产量与穗粒数呈极显著正相关，穗数与穗粒数呈极显著负相关，穗粒数与结实率、千粒质量呈极显著负相关。以上结果表明，穗粒数较多的水稻种质具有相对较强的旱种适应性。由膜下滴灌旱种反应指数间相关关系可见，水稻理论产量的ARI与穗数、穗粒数、结实率、千粒质量的ARI呈显著或极显著正相关。以上结果表明，穗数、穗粒数、结实率、千粒质量对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其理论产量对膜下滴灌旱种的反应较敏感（表3）。

从膜下滴灌旱种下各性状与膜下滴灌旱种反应指数间相关关系可见，除穗数外，其他产量构成因素的ARI与其自身的表型值均呈极显著正相关，说明产量构成因素对膜下滴灌旱种的反应程度与其自身性状的表型值大小联系密切。理论产量的ARI与千粒质量呈极显著正相关，千粒质量的ARI与理论产量均呈极显著正相关，说明理论产量、千粒质量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其千粒质量较高、理论产量较高（表4）。

2.5 生物产量和经济系数与产量的关系

理论产量与生物产量、经济系数均呈极显著正相关，相关系数分别为0.88**、0.23**。以上结果表明，生物产量和经济系数较高的水稻种质具有相对较强的旱种适应性。理论产量的ARI与生物产量、经济系数的ARI均呈极显著正相关，相关系数分别为0.84**、0.349**，以上结果表明，生物产量和经济系数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其理论产量对膜下滴灌旱种的反应较敏感。理论产量的ARI与生物产量呈极显著正相关，相关系数分别为0.43**。生物产量的ARI与理论产量呈极显著正相关，相关系数分别为0.56**，说明理论产量和生物产量对膜下滴灌旱种反敏感度材料，其生物产量、理论产量较高。

3 结论

本研究结果表明，膜下滴灌旱种对寒地水稻产量构成各因素、生物产量、经济系数、理论产量的影响具有双向性，且均偏向负向影响。膜下滴灌旱种降低了寒地水稻产量构成因素（结实率除外）、生物产量、经济系数、理论产量的变异度。穗数、生物产量、理论产量的变异系数较大，对膜下滴灌旱种的反应较敏感；结实率和千粒质量的变异系数较小，对膜下滴灌旱种的反应较迟钝；穗粒数和经济系数的变异系数居中。穗粒数较多、生物产量、经济系数较高的水稻种质具有相对较强的旱种适应性；产量构成各因素、生物产量和经济系数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其理论产量对膜下滴灌旱种的反应较敏感；生物产量、理论产量、千粒质量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其千粒质量、理论产量、生物产量较高。

参考文献：

[1]程式华，李建. 现代中国水稻[M]. 北京：金盾出版社，2007.

[2]曹萍，邵国军，吕文彦，等. 节水栽培对稻米品质影响初步研究[J]. 沈阳农业大学学报，2004，35（3）：177-179.

[3]张正斌，徐萍. 中国水资源和粮食安全问题探讨[J]. 中国生态农业学报，2008，16（5）：1305-1310.

[4]苏征耀. 我国水资源形势及其应对策略[J]. 水资源研究，2007，28（1）：11-13，28.

[5]郭庆人，陈林. 水稻膜下滴灌栽培技术在我国发展的优势及前景分析[J]. 中国稻米，2012，18（4）：36-39.

[6]买文选，田长彦. 膜下滴灌棉花早衰发生的可能机制研究——从生长与养分的角度[J]. 植物营养与肥料学报，2012，18（1）：132-138.

[7]邓忠，翟国亮，宰松梅，等. 不同栽培条件对膜下滴灌棉花叶面积指数及品质和产量的影响[J]. 灌溉排水学报，2010，29（1）：83-85.

[8]李银才，马德仁，宋奎. 加工番茄膜下滴灌技术研究与示范[J]. 农业科学研究，2011，32（4）：28-30.

[9]张西平，赵胜利，刘宏权，等. 日光温室黄瓜膜下滴灌灌溉制度的试验研究[J]. 灌溉排水学报，2010，29（1）：53-55.

[10]郑国保，孔德杰，张源沛，等. 灌水量对日光温室辣椒膜下滴灌耗水规律的影响[J]. 农业科学研究，2010，31（4）：50-52.

[11]郑建华，黄冠华，黄权中，等. 干旱区膜下滴灌条件下洋葱水分生产函数与优化灌溉制度[J]. 农业工程学报，2011，27（8）：25-30.