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采用负压式土壤湿度计严格监测土壤水势,用两个生育期相同品质不同的品种在防雨棚内进行盆栽控水试验。于分蘖期、长穗期、抽穗后1-10d、抽穗后11-20d、抽穗后21-30d和抽穗后1-30d分别进行土壤水势为-30～-35kPa和-60～-65kPa的控水处理,较系统地研究了土壤水分对寒地水稻生长发育、产量和品质的影响及机制。主要研究结果如下:1.分蘖期控水使穗数显著降低,穗粒数减少;长穗期控水使穗长明显变短,穗节数和穗颈节枝梗数显著降低,穗粒数、成粒率和千粒重均显著降低;抽穗后1-10d控水使穗粒数较少,千粒重较小;控水对二次枝梗数、二次枝梗总粒数及成粒率、千粒重的影响均大于一次枝梗。两品种相同水分胁迫条件下的减产幅度以长穗期>分蘖期>抽穗后1-10d处理>其他处理,抗旱系数表现相同的规律;对产量构成因素的影响以穗粒数>成粒率>每穴穗数>千粒重。2.分蘖期处理,两个品种的株高在当时被显著抑制,但最终株高影响不大;使两个品种的茎数显著减少。长穗期处理两个品种的株高显著降低,主要是极显著地降低了第二至第四节间的长度,使两个品种的茎数极显著地高于CK。抽穗前土壤水势为-30～-35kPa时两个品种的剑叶面积明显减小。分蘖期控水使两个品种倒二叶叶面积均显著降低,倒三叶叶面积也明显减小。3.当土壤水势为-60～-65kPa时,大部分处理其平均灌浆速率和Gmax均有不同程度的降低。两个品种的R0均为优势粒>中位粒>劣势粒, Tmax·G在优、中、劣势粒中均表现劣势粒>中位粒>优势粒,控水处理后绝大多数处理的I值降低,而活跃生长期D延长。4.抽穗前多数处理不同程度地降低了糙米率和精米率;抽穗后两品种多数处理不同程度地提高了稻谷的碾米品质。控水处理对各指标的影响为整精米率>精米率>糙米率。土壤水势为-30～-35kPa时两品种都以抽穗前,尤其是长穗期整粒率显著降低,未熟粒率则显著升高,各粒位都以抽穗前控水的胴割率低,而多以生育后期和抽穗后持续控水的胴割率高。长穗期是影响粒形的主要水分敏感期,两品种优势粒的多数处理不同程度地提高了粒厚,土壤水分对两品种籽粒长/宽的影响很小。水分胁迫使上育397分蘖期外的所有处理其垩白率和垩白度不同程度的降低,但使绥粳3号多数处理的垩白率和垩白度升高。5.长穗期土壤水势为-30～-35kPa时,显著提高了两品种籽粒的蛋白质和脂肪酸含量,也提高了直链淀粉含量。两个品种不同粒位的食味值均以处理3-4最低,与CK的差异均达到了极显著水平,食味品质的“抗旱系数”也以处理3-4最低,从抗旱系数看控水处理对产量的影响大于对品质的影响。蛋白质、直链淀粉和脂肪酸含量与食味的通径系数,上育397为p1>p2>p3 ,绥粳3号则为p1>p3>p2 ,蛋白质含量对两品种的食味影响最大。变异系数脂肪酸含量>蛋白质含量>直链淀粉含量,脂肪酸含量最易受控水的影响,直链淀粉含量受控水的影响最小。6.土壤水势为-60～-65kPa时,抽穗前控水使籽粒白蛋白含量增加,而抽穗10d以后和抽穗后持续控水则使白蛋白含量降低。除处理2外,各处理球蛋白和谷蛋白含量均升高,甚至达显著水平,食味品质明显降低,控水处理对醇溶蛋白含量的影响不大。相关分析和通径分析表明,球蛋白对蛋白质总量和食味影响最大。在四种蛋白中所占的比率谷蛋白最大,醇溶蛋白所占最小,白蛋白、球蛋白比较接近。从蛋白组分与食味的二次曲线关系看,在一定范围内提高白蛋白和球蛋白含量,食味值仍可保持较高水平。7.土壤水势为-30～-35kPa时,使上育397各处理叶片的SOD活性低于CK或与CK相近,绥粳3号则都较CK升高。两个品种中POD活性各处理基本都低于CK,叶片中POD较SOD对水分胁迫的反应更敏感。两个品种各处理叶片的MDA含量均升高。控水使叶片内肽酶活性增强,最终使籽粒蛋白质总量增加,使叶片中可溶性糖含量升高。可溶性糖含量越高,Q酶合成支链淀粉的能力越强,这在优势粒中体现得最为明显。