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摘 要：该文以沙壤土为试验区，龙庆稻2号和龙庆稻3号为主要种植品种，采用R327L型圆形喷灌机喷灌、旱直播的播种条件，探讨了不同灌溉条件下品种间的生育期、生长态势及产量的差异。结果表明，间歇灌溉相对于淹灌处理，可以更好地促进水稻根系的发育和对水分、养分的吸收，促使叶片早生快发，从而为高产奠定基础。
关键词：水稻；圆形喷灌机；旱直播；灌溉制度
中图分类号 S511 文獻标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）22-0024-03
水稻是我国主要粮食作物之一，全国水稻总的种植面积约3 000万hm2，占全国谷物种植面积的30%，世界水稻种植面积的20%[1]。随着人们消费水平的日益提高和生产技术的逐步现代化，对水稻品质提出了更高的要求[2-3]。近年来，随着黑龙江省水稻面积的扩大，用水量增加明显，水稻在农业用水中所占比例达65%左右[4-6]。据统计，在我国农作物的各种自然灾害中，旱灾占60%以上，所造成的经济损失是巨大的，因此必须大力开展节水栽培的研究[7-9]。
本研究利用美国Lindsay公司R327L型圆形喷灌机，用于水稻旱直播灌水技术，开展与水稻移栽常规灌水技术对比试验，在喷灌、高产田生产条件下，对比分析不同品种水稻的生育期、生长态势及产量，从而优选出适宜第二积温带的喷灌旱直播高产水稻品种。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 试验设备 （1）R327L型圆形喷灌机。设备一端固定在地块中央，装有电机和轮胎的机身互相连接，绕着中心点旋转。水流从中心点经过机身上均匀分布的喷头对地面进行灌溉，坚固耐用、管理简单、灌溉均匀、节省大量能源和劳动力。（2）JKY/watch dog2004土壤水分测定仪。监测温度、监测太阳辐射、紫外辐射、光量子等。监测叶面湿度、监测大气压力、支持远距离无线传输数据、没有内置传感器，可接四个外接传感器。
1.1.2 水稻品种 选用10～12片叶的早熟品种作为主栽品种，本试验选用的两个品种为龙庆稻2号、龙庆稻3号，粳稻品种，主茎均为10片叶，在适应区出苗至成熟生育日数123d左右，需≥10℃活动积温2 150℃左右。
1.2 试验地概况 试验于2012—2014年在大庆市让胡路区红骥牧场二连土金现代农机专业合作社区域内进行。试验区位于东经124°19′～125°12′，北纬45°46′～46°55′。属于典型的中温带大陆性季风气候，多年平均降水量420mm，无霜期168d，年平均气温4.9℃，年活动积温2 700～2 800℃，日照时数2 658h。试验区土质为沙壤土，100cm土层内的土壤平均容量1.39g/m3。试验区总灌溉面积15.8hm2。
1.3 试验方法 试验区设3个处理（2个品种、3种密度），2次重复，1个对照（CK：3种密度），每个小区的形状特征基本一致，试验区旁有气象站一处。田间管理：用50%福美双可湿性粉剂0.25%的剂量拌种包衣后，阴干2d；流动清水浸种6h，无流动清水的要每隔4～6h左右换水一次；催芽，控制温度在35～38℃，经20h左右，谷种即可露白破胸，露白后，沥干水分，装袋通风阴干，防止高温烧苗。用中农机美诺6288多功能覆土直播机播种（3个密度：105kg/hm2，125kg/hm2，150kg/hm2），5月5日前播种结束。基肥：以有机肥为主，如果有机肥不足，也可以化学氮肥为主。基肥中氮肥占总氮量的1/2，磷肥全作基肥，钾肥占总钾用量的70%。一般施有机肥1.5万kg/hm2左右，碳酸氢铵375～450kg/hm2或尿素150kg/hm2，过磷酸钙375～450kg/hm2，氯化钾90～105kg/hm2。
1.4 统计分析 采用旱直播R327L型圆形喷灌机喷灌控制水分方法，试验区安装2台美国JKY/watch dog2004土壤水分测定仪来实时监测和记录植物周围的温度、土壤水势、太阳辐射、光量子、紫外辐射、叶面湿度、降雨量、大气压力等参数。每7d的14：00读一次数据，使相关技术人员通过对数据的分析来判断植物的生长情况，从而采取必要的措施使植物良好地生长。试验区用地温计检测土壤温度，每日5：00、14：00两次读表。3个处理，根据观测数据来判断稻苗的需水量来计算灌水量，一个对照区（CK）按照水稻水田栽培模式实行灌溉。
2 结果与分析
2.1 不同灌溉条件下品种间产量比较 从表1可以看出，无论是龙庆稻2号还是龙庆稻3号，喷灌产量均低于正常灌溉处理的品种产量。龙庆稻2号正常灌溉（淹灌）下3年平均产量为4 660kg/hm2，喷灌条件下3年平均产量为4 256kg/hm2，龙庆稻3号正常灌溉下3年平均产量为
4 789kg/hm2，喷灌条件下3年平均产量为4 323kg/hm2；无论龙庆稻2号还是龙庆稻3号，喷灌灌溉条件下的穗数低于正常灌溉的穗数，2个品种间穗粒数在总数和实粒数上均无明显差距。龙庆稻3号实粒千粒重高于龙庆稻2号水稻品种，正常灌溉（淹灌）的水稻实粒千粒重均高于喷灌种植方式。在非充分灌溉条件下，龙庆稻3号的平均产量高于正常灌溉的水稻产量，龙庆稻2号则低于正常灌溉的水稻产量。可见，品种因素对于水稻的产量有很大影响。
2.2 不同灌溉条件下品种间叶面积指数比较 在正常灌溉条件下，水稻的叶面积指数在营养生长末期最大，但在非充分灌溉条件下，植物体内的水分胁迫抑制了细胞的分化和扩张，叶片生长缓慢，叶面积指数减小的程度与水稻受到水分胁迫程度，所发生的时间和历时有关。首先，水稻在同一时期受到的水分胁迫越重，叶面积指数减小的幅度越大；其次，水分胁迫在非充分灌溉条件下，水稻生长发育及生理机制研究发生时间越早，叶面积指数减小的相对幅度越大，但在恢复灌溉后，叶片生长迅速，再次，对叶面生长影响最大的是水分胁迫的历时，两个阶段以上的连续轻旱处理，叶面积指数甚至比重早处理还要小的多，长时间的抑制细胞扩大，使细胞分裂产生了反馈效应，从而限制了叶面的潜在大小。因此，使水稻截取阳光并进行光合作用的能力降低。由图1可知，对照区密度三在分蘖期、幼穗分化期、抽穗扬花期和成熟期叶面积指数均高于其他处理，而控制灌溉密度一叶面积指数最小。方差分析表明，在分蘖期和幼穗分化期，对照区叶面积指数比控制灌溉区显著提高。其中控制灌溉区分蘖期分别提高了13.63%和18.50%，幼穗分化期分别提高了9.11%和10.50%；而对照区密度一叶面积指数显著下降，在成熟期，较对照区分别下降了5.61%和7.94%。控制灌溉区密度三和对照区密度三在成熟期叶面积指数较高，各处理间差异显著。从抽穗扬花期到成熟期，不同灌溉处理植株叶面积指数降低幅度最大，从7.68下降至1.62。由此可见，控制灌溉对增加群体叶面积有益，生育后期间歇半干旱栽培有利于保持较高的叶面积指数，干旱栽培使叶面积指数下降速度加快。 2.3 不同灌溉方式品种间耗水情况比较 不同灌溉技术不仅使水稻耗水量发生很大变化，而且也改变了水稻的耗水规律。从图2可以看出，在水稻生长前期，淹水灌溉处理耗水量过程线有一个很大的高峰，全生育期起伏較大；而喷灌的水稻耗水量过程线变化则较为平缓，前期略高，后期较低，在各生育阶段均低于淹水处理，削去了乳熟期以前的耗水高峰期。控制土壤水分后，对蒸发蒸腾和田间渗透均起着限制作用。在蒸腾蒸发较大的分蘖、拔节孕穗和抽穗开花3个阶段，喷灌使得水稻蒸腾蒸发耗水明显降低。
3 讨论
在一定的种植密度下，调节稻田水分状况，对水稻叶面积指数的变化起着至关重要的作用。在水稻分蘖期和幼穗分化期，间歇灌溉处理使水稻蹲苗稳长，促进根系的良好发育和对水分、养分的吸收，促使叶片早生快发，叶面积指数增长快于淹灌处理，为水稻生长提供了更大的光合面积，为水稻高产奠定了基础。
传统灌溉是以作物全生育期均需给予根层土壤充分的水分，且充分满足作物需水为前提的，认为在农作物生育期内，如果不能够给予作物根层土壤充足的水分，就必将导致农作物的减产。R327L型中心支轴式喷灌机灌溉技术试验研究结果显示，农作物仅仅在关键需水期才必需充足或较为充足的供应水分。在非关键需水期，就不必要充分供水，按照农作物各个生育期对水分的敏感程度，调节土壤水分合理供应，能有效地减少作物无效蒸腾量、棵间蒸发量和天田间耗水量均明显降低。蒸腾蒸发量的减少，不仅没有减产，而且有益于增产。因此，在降低淡水利用率，将有利于我国节水灌溉事业的健康发展。因此，在我国将降低水分利用率作为农业的灌溉重要指标之一，是走可持续发展农业的主要方式，发展高效节水灌溉迫在眉睫。
参考文献
[1]吴崇友.我国水稻生产机械化技术路线与区域技术方向[C]//水稻生产机械化技术交流会.2006.
[2]陈叶平，周扬，胡启松，等.不同时期播种对免耕直播中浙优1号的产量及米质的影响[J].中国稻米，2008（1）：40-41.
[3]景延秋，李河，魏喜军.稻种香味物质研究进展[J].中国稻米，2008（2）：13-15.
[4]徐正进，范淑秀，潘国君，等.黑龙江水稻食味和其他品质性状的变化及其相互关系[J].中国稻米，2010，16（4）：15-18.
[5]王有芬.水稻节水栽培技术研究与应用[J].中国稻米，2010，16（3）：30-33.
[6]闵捷，朱智伟，许立，等.我国20世纪80年代以来育成粳稻品种的米质及达标率分析[J].中国稻米，2008（5）：1-4.
[7]卢铁钢，孙国才，王俊茹，等.氮肥对北方超级稻产量及品质的影响[J].中国稻米，2010，16（6）：35-38.
[8]蒋小军，周佳民，黄敏，等.基于主成分和聚类分析的湖南省水稻新品种稻米品质评价[J].中国稻米，2009（2）：33-35.
[9]黄涛，吴良欢，贾惠娟，等.应用酵素菌肥的有机和传统栽培稻米品质比较研究[J].中国稻米，2008（1）：19-21.
[10]肖佳雷，王俊河，冯延江，等.黑龙江省不同积温带水稻产量构成因素主成分分析[J].中国稻米，2010 16（2）：19-21.
（责编：张宏民）
关键词：水稻；圆形喷灌机；旱直播；灌溉制度
中图分类号 S511 文獻标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）22-0024-03
水稻是我国主要粮食作物之一，全国水稻总的种植面积约3 000万hm2，占全国谷物种植面积的30%，世界水稻种植面积的20%[1]。随着人们消费水平的日益提高和生产技术的逐步现代化，对水稻品质提出了更高的要求[2-3]。近年来，随着黑龙江省水稻面积的扩大，用水量增加明显，水稻在农业用水中所占比例达65%左右[4-6]。据统计，在我国农作物的各种自然灾害中，旱灾占60%以上，所造成的经济损失是巨大的，因此必须大力开展节水栽培的研究[7-9]。
本研究利用美国Lindsay公司R327L型圆形喷灌机，用于水稻旱直播灌水技术，开展与水稻移栽常规灌水技术对比试验，在喷灌、高产田生产条件下，对比分析不同品种水稻的生育期、生长态势及产量，从而优选出适宜第二积温带的喷灌旱直播高产水稻品种。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 试验设备 （1）R327L型圆形喷灌机。设备一端固定在地块中央，装有电机和轮胎的机身互相连接，绕着中心点旋转。水流从中心点经过机身上均匀分布的喷头对地面进行灌溉，坚固耐用、管理简单、灌溉均匀、节省大量能源和劳动力。（2）JKY/watch dog2004土壤水分测定仪。监测温度、监测太阳辐射、紫外辐射、光量子等。监测叶面湿度、监测大气压力、支持远距离无线传输数据、没有内置传感器，可接四个外接传感器。
1.1.2 水稻品种 选用10～12片叶的早熟品种作为主栽品种，本试验选用的两个品种为龙庆稻2号、龙庆稻3号，粳稻品种，主茎均为10片叶，在适应区出苗至成熟生育日数123d左右，需≥10℃活动积温2 150℃左右。
1.2 试验地概况 试验于2012—2014年在大庆市让胡路区红骥牧场二连土金现代农机专业合作社区域内进行。试验区位于东经124°19′～125°12′，北纬45°46′～46°55′。属于典型的中温带大陆性季风气候，多年平均降水量420mm，无霜期168d，年平均气温4.9℃，年活动积温2 700～2 800℃，日照时数2 658h。试验区土质为沙壤土，100cm土层内的土壤平均容量1.39g/m3。试验区总灌溉面积15.8hm2。
1.3 试验方法 试验区设3个处理（2个品种、3种密度），2次重复，1个对照（CK：3种密度），每个小区的形状特征基本一致，试验区旁有气象站一处。田间管理：用50%福美双可湿性粉剂0.25%的剂量拌种包衣后，阴干2d；流动清水浸种6h，无流动清水的要每隔4～6h左右换水一次；催芽，控制温度在35～38℃，经20h左右，谷种即可露白破胸，露白后，沥干水分，装袋通风阴干，防止高温烧苗。用中农机美诺6288多功能覆土直播机播种（3个密度：105kg/hm2，125kg/hm2，150kg/hm2），5月5日前播种结束。基肥：以有机肥为主，如果有机肥不足，也可以化学氮肥为主。基肥中氮肥占总氮量的1/2，磷肥全作基肥，钾肥占总钾用量的70%。一般施有机肥1.5万kg/hm2左右，碳酸氢铵375～450kg/hm2或尿素150kg/hm2，过磷酸钙375～450kg/hm2，氯化钾90～105kg/hm2。
1.4 统计分析 采用旱直播R327L型圆形喷灌机喷灌控制水分方法，试验区安装2台美国JKY/watch dog2004土壤水分测定仪来实时监测和记录植物周围的温度、土壤水势、太阳辐射、光量子、紫外辐射、叶面湿度、降雨量、大气压力等参数。每7d的14：00读一次数据，使相关技术人员通过对数据的分析来判断植物的生长情况，从而采取必要的措施使植物良好地生长。试验区用地温计检测土壤温度，每日5：00、14：00两次读表。3个处理，根据观测数据来判断稻苗的需水量来计算灌水量，一个对照区（CK）按照水稻水田栽培模式实行灌溉。
2 结果与分析
2.1 不同灌溉条件下品种间产量比较 从表1可以看出，无论是龙庆稻2号还是龙庆稻3号，喷灌产量均低于正常灌溉处理的品种产量。龙庆稻2号正常灌溉（淹灌）下3年平均产量为4 660kg/hm2，喷灌条件下3年平均产量为4 256kg/hm2，龙庆稻3号正常灌溉下3年平均产量为
4 789kg/hm2，喷灌条件下3年平均产量为4 323kg/hm2；无论龙庆稻2号还是龙庆稻3号，喷灌灌溉条件下的穗数低于正常灌溉的穗数，2个品种间穗粒数在总数和实粒数上均无明显差距。龙庆稻3号实粒千粒重高于龙庆稻2号水稻品种，正常灌溉（淹灌）的水稻实粒千粒重均高于喷灌种植方式。在非充分灌溉条件下，龙庆稻3号的平均产量高于正常灌溉的水稻产量，龙庆稻2号则低于正常灌溉的水稻产量。可见，品种因素对于水稻的产量有很大影响。
2.2 不同灌溉条件下品种间叶面积指数比较 在正常灌溉条件下，水稻的叶面积指数在营养生长末期最大，但在非充分灌溉条件下，植物体内的水分胁迫抑制了细胞的分化和扩张，叶片生长缓慢，叶面积指数减小的程度与水稻受到水分胁迫程度，所发生的时间和历时有关。首先，水稻在同一时期受到的水分胁迫越重，叶面积指数减小的幅度越大；其次，水分胁迫在非充分灌溉条件下，水稻生长发育及生理机制研究发生时间越早，叶面积指数减小的相对幅度越大，但在恢复灌溉后，叶片生长迅速，再次，对叶面生长影响最大的是水分胁迫的历时，两个阶段以上的连续轻旱处理，叶面积指数甚至比重早处理还要小的多，长时间的抑制细胞扩大，使细胞分裂产生了反馈效应，从而限制了叶面的潜在大小。因此，使水稻截取阳光并进行光合作用的能力降低。由图1可知，对照区密度三在分蘖期、幼穗分化期、抽穗扬花期和成熟期叶面积指数均高于其他处理，而控制灌溉密度一叶面积指数最小。方差分析表明，在分蘖期和幼穗分化期，对照区叶面积指数比控制灌溉区显著提高。其中控制灌溉区分蘖期分别提高了13.63%和18.50%，幼穗分化期分别提高了9.11%和10.50%；而对照区密度一叶面积指数显著下降，在成熟期，较对照区分别下降了5.61%和7.94%。控制灌溉区密度三和对照区密度三在成熟期叶面积指数较高，各处理间差异显著。从抽穗扬花期到成熟期，不同灌溉处理植株叶面积指数降低幅度最大，从7.68下降至1.62。由此可见，控制灌溉对增加群体叶面积有益，生育后期间歇半干旱栽培有利于保持较高的叶面积指数，干旱栽培使叶面积指数下降速度加快。 2.3 不同灌溉方式品种间耗水情况比较 不同灌溉技术不仅使水稻耗水量发生很大变化，而且也改变了水稻的耗水规律。从图2可以看出，在水稻生长前期，淹水灌溉处理耗水量过程线有一个很大的高峰，全生育期起伏較大；而喷灌的水稻耗水量过程线变化则较为平缓，前期略高，后期较低，在各生育阶段均低于淹水处理，削去了乳熟期以前的耗水高峰期。控制土壤水分后，对蒸发蒸腾和田间渗透均起着限制作用。在蒸腾蒸发较大的分蘖、拔节孕穗和抽穗开花3个阶段，喷灌使得水稻蒸腾蒸发耗水明显降低。
3 讨论
在一定的种植密度下，调节稻田水分状况，对水稻叶面积指数的变化起着至关重要的作用。在水稻分蘖期和幼穗分化期，间歇灌溉处理使水稻蹲苗稳长，促进根系的良好发育和对水分、养分的吸收，促使叶片早生快发，叶面积指数增长快于淹灌处理，为水稻生长提供了更大的光合面积，为水稻高产奠定了基础。
传统灌溉是以作物全生育期均需给予根层土壤充分的水分，且充分满足作物需水为前提的，认为在农作物生育期内，如果不能够给予作物根层土壤充足的水分，就必将导致农作物的减产。R327L型中心支轴式喷灌机灌溉技术试验研究结果显示，农作物仅仅在关键需水期才必需充足或较为充足的供应水分。在非关键需水期，就不必要充分供水，按照农作物各个生育期对水分的敏感程度，调节土壤水分合理供应，能有效地减少作物无效蒸腾量、棵间蒸发量和天田间耗水量均明显降低。蒸腾蒸发量的减少，不仅没有减产，而且有益于增产。因此，在降低淡水利用率，将有利于我国节水灌溉事业的健康发展。因此，在我国将降低水分利用率作为农业的灌溉重要指标之一，是走可持续发展农业的主要方式，发展高效节水灌溉迫在眉睫。
参考文献
[1]吴崇友.我国水稻生产机械化技术路线与区域技术方向[C]//水稻生产机械化技术交流会.2006.
[2]陈叶平，周扬，胡启松，等.不同时期播种对免耕直播中浙优1号的产量及米质的影响[J].中国稻米，2008（1）：40-41.
[3]景延秋，李河，魏喜军.稻种香味物质研究进展[J].中国稻米，2008（2）：13-15.
[4]徐正进，范淑秀，潘国君，等.黑龙江水稻食味和其他品质性状的变化及其相互关系[J].中国稻米，2010，16（4）：15-18.
[5]王有芬.水稻节水栽培技术研究与应用[J].中国稻米，2010，16（3）：30-33.
[6]闵捷，朱智伟，许立，等.我国20世纪80年代以来育成粳稻品种的米质及达标率分析[J].中国稻米，2008（5）：1-4.
[7]卢铁钢，孙国才，王俊茹，等.氮肥对北方超级稻产量及品质的影响[J].中国稻米，2010，16（6）：35-38.
[8]蒋小军，周佳民，黄敏，等.基于主成分和聚类分析的湖南省水稻新品种稻米品质评价[J].中国稻米，2009（2）：33-35.
[9]黄涛，吴良欢，贾惠娟，等.应用酵素菌肥的有机和传统栽培稻米品质比较研究[J].中国稻米，2008（1）：19-21.
[10]肖佳雷，王俊河，冯延江，等.黑龙江省不同积温带水稻产量构成因素主成分分析[J].中国稻米，2010 16（2）：19-21.
（责编：张宏民）