王圣毅，銀永安，李麗，朱江艷，趙雙玲

(新疆天業(yè)(集團)有限公司，新疆 石河子 832011)

水稻是世界三大主要糧食作物之一，世界上大約有50%以上的人口以大米為主食，中國是世界水稻生產(chǎn)和消費大國[1]。水稻生態(tài)適應性較強，水分生態(tài)幅度較寬，只要保證一定的水分供應，水稻就可以進行旱作，并表現(xiàn)出旱作作物的一般生理特性，有較大的節(jié)水潛力[2]。衰老是植物正常生長發(fā)育所必需的，水稻等禾谷類作物抽穗到結實期間，由于葉片早衰，葉綠素含量下降，從而降低了光合作用和干物質積累，影響籽粒發(fā)育并最終限制作物產(chǎn)量和品質的提高[3-5]。旱作水稻在生長發(fā)育后期，往往較容易出現(xiàn)早衰現(xiàn)象，葉片的光合速率和葉綠素含量也明顯下降[6-7]。因此，探索一種能延緩水稻葉片衰老的方法對提高旱作水稻產(chǎn)量顯得尤為重要。本實驗在前期試驗的基礎上，選用3種抗旱性物質按不同比例混配噴施在水稻葉片上，嘗試找出一種合適的配比以提高膜下滴灌水稻后期的光合性能，從而提高產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 材料

供試水稻品種為“T-43”，供試藥劑分別為CaCl2、FeCl2、5-磺基水楊酸。

試驗于2019年在新疆石河子天業(yè)農(nóng)業(yè)研究所進行。試驗土壤質地為壤土，耕作層有機質含量30.9 g·kg-1，速效氮93.69 mg·kg-1，速效磷30.88 mg·kg-1，速效鉀316 mg·kg-1，pH為7.6，總鹽1.23 g·kg-1。

1.2 處理設計

試驗設3種混配藥劑，A：CaCl2-FeCl2；B：CaCl2-5-磺基水楊酸；C：FeCl2-5-磺基水楊酸。3種混配藥劑分別設3種配比水平，分別為1(質量比1∶1)、2(質量比1∶2)、3(質量比2∶1)。實驗共有9個處理，即A-1、A-2、A-3，B-1、B-2、B-3，C-1、C-2、C-3。以清水為對照(CK)。小區(qū)面積為5.6 m×5.0 m，3次重復，不同處理間設有保護行。

于2019年4月20日播種，采取膜下滴灌灌溉方式，一膜兩管四行。膜寬1.15 m，播幅1.4 m，行距配置20 cm+40 cm+20 cm+60 cm，株距10 cm。人工破膜點播，每穴播種8～12粒，每667 m2穴數(shù)1.9萬。全生育期各處理施肥量相同，全生育期每667 m2施肥量為純氮20.5 kg、P2O513.5 kg、K2O 3.0 kg。水分管理等相關栽培措施按照高產(chǎn)栽培要求實施，全生育期嚴格控制病蟲草害。

水稻始穗期噴施藥劑，藥劑濃度為3 g·L-1，每小區(qū)噴3 L。對照小區(qū)噴同體積的水。第1次噴藥時間為7月30日下午，第2次于5 d后噴施。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 SPAD值和綠色葉面積指數(shù)(LAI)的測定

水稻抽穗后用SPAD-502葉綠素儀，每10 d測定1次葉片SPAD值。每小區(qū)選取連續(xù)10株，每次測定選取頂葉的中部進行測定，取平均值作為該葉片SPAD值。用英國Delta公司生產(chǎn)的SunScan冠層分析儀測定水稻葉面積指數(shù)。

1.3.2 葉片丙二醛含量的測定

水稻抽穗后每隔10 d用硫代巴比妥酸法測定水稻葉片丙二醛含量[8]。

1.3.3 水稻干重、千粒重與灌漿速率的測定

水稻抽穗后每隔10 d取10穴長勢一致的水稻植株，用烘干法測定干重。

每隔5 d取樣測定千粒重(遇雨天提前或延后1 d)，收獲前測定最后1次，共測定7次。

在各試驗小區(qū)順次隨機取50穗，先105 ℃烘籽粒15 min殺青，80 ℃烘8 h左右至質量恒定，測定籽粒干重，計算灌漿速率。

1.3.4 測產(chǎn)與考種

于收獲前每小區(qū)選取連續(xù)10穴有代表性、長勢一致的水稻植株，測定株高、穗長、穗粒數(shù)與千粒重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003進行原始數(shù)據(jù)整理，采用Excel 2003和SPSS Statistics 17.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對膜下滴灌水稻SPAD值和葉面積指數(shù)的影響

由表1可以看出，始穗后水稻SPAD值和葉面積指數(shù)都表現(xiàn)出下降趨勢。始穗期噴施不同復合型抗旱性物質，各處理組SPAD值和葉面積指數(shù)比對照均有不同程度的提高。噴藥后10、20、30 d功能葉SPAD值顯著高于對照，噴藥后30 d，A-3和C-1功能葉SPAD值最大，其次是A-1，但A-1與A-2、B-1、B-2差異不顯著，對照組的SPAD值最低。A-3處理水稻SPAD值最大，從噴藥后第10天就表現(xiàn)出最高，此后一直維持在最大值；C-1處理在噴藥10 d和20 d后SPAD值較高，在30 d后升至最高，說明C-1處理提高水稻葉綠素含量的作用比A-3起效慢。

表1 不同處理膜下滴灌水稻功能葉SPAD值和葉面積指數(shù)

噴藥后40 d，A-1、B-3處理水稻葉面積指數(shù)表現(xiàn)出最高，但與A-3、C-1處理差異不顯著。說明用這4種藥劑處理的膜下滴灌水稻在抽穗后維持了較穩(wěn)定的功能葉面積，同時葉綠素含量較高，水稻葉片的光合潛力大，功能期維持時間長，使水稻后期維持較高的同化能力，利于灌漿和有機物的積累。

2.2 不同處理對膜下滴灌水稻葉片丙二醛含量的影響

丙二醛存在于衰老的植物組織中，越衰老的組織其含量越高，丙二醛含量是判定植物衰老的指標之一。由表2可以看出，噴藥后不同處理膜下滴灌水稻葉片丙二醛含量都呈升高趨勢。膜下滴灌水稻噴藥40 d后，B-3、C-1處理的水稻葉片丙二醛含量最低，與A-1、A-2、C-2處理差異不顯著；與對照組相比，B-3、C-1、A-1、A-2、C-2處理的丙二醛含量分別降低了30.8%、32.8%、21.3%、17.5%、17.6%。噴藥后10、20、30 d這些處理水稻葉片丙二醛含量均低于其他處理，說明B-3、C-1、A-1、A-2、C-2處理可以有效降低葉片丙二醛含量，延緩膜下滴灌水稻葉片衰老，使水稻后期維持較高的同化能力。

2.3 不同處理對膜下滴灌水稻千粒重和灌漿速率的影響

從表3可以看出，各處理在8月16日前均保持較高的灌漿速率，千粒重隨監(jiān)測天數(shù)的延長呈現(xiàn)增加趨勢；8月16日后灌漿速率急劇下降，千粒重緩慢增加，直至成熟。8月10—16日，各處理的灌漿速率均較高，千粒重快速增加。由此可見，可把8月10日前視為籽粒灌漿漸增期，8月10—16日為籽粒灌漿快增期，8月16日以后為籽粒灌漿緩增期，同時也表明水稻粒重的增加呈現(xiàn)的是慢—快—慢的s型曲線變化趨勢。

表2 不同處理膜下滴灌水稻葉片丙二醛含量 單位：μmol·g-1

灌漿前期(8月10日前)，處理A-1、A-3、B-3、C-2灌漿速率高于對照。灌漿中期(8月10—16日)8月10日，各處理灌漿速率都低于對照，8月16日除了C-2外，其余處理灌漿速率均高于對照。灌漿后期(8月16日后)各處理灌漿速率均大幅下降。8月21日，A-1、A-2、A-3和B-3處理灌漿速率高于對照，A-2、A-3處理仍維持較高的灌漿速率。8月26日，C-1、C-2和C-3處理的灌漿速率高于對照，其他處理低于對照；8月31日，各處理灌漿速率均低于對照。8月10日前，各處理水稻千粒重與對照差異不大；8月10日，C-1、C-2、CK處理千粒重增加速率較快；8月16日除了C-2處理外，其余處理千粒重增加幅度均高于對照；8月21日，A-3、B-2和B-3處理的千粒重較大，在8月26日和31日，這3個處理的千粒重仍大于其他處理；8月31日，B-2、B-3和CK的千粒重最大，A-1處理的千粒重最小。

表3 不同處理膜下滴灌水稻千粒重和灌漿速率

2.4 不同處理對膜下滴灌水稻植株干重的影響

從表4可以看出，不同處理的水稻植株干重在始穗后都呈增長趨勢，這主要是因為水稻始穗后，光合能力達到最大，有機物積累加快，千粒重不斷增加。噴藥后10 d、20 d和30 d，B-3和C-1處理的水稻植株干重均較大。噴藥后20 d和30 d，A-3處理的水稻植株干重最低。這說明始穗期噴施B-3和C-1這2種混配型抗旱劑可以增加膜下滴灌水稻植株的干重。

2.5 不同處理對膜下滴灌水稻產(chǎn)量及其構成因素的影響

不同處理對膜下滴灌水稻的株高影響不明顯，而對其他產(chǎn)量構成因素影響較大(表5)。各處理的有效穗和結實率均比對照高，且差異顯著。B-3和C-1處理的有效穗最多，但與C-2處理差異不顯著，對照組的有效穗最少，B-3、C-1、C-2處理與對照組相比增加了45.7%、44.6%、34.4%。B-2處理結實率最高，C-3和CK結實率最低。對照組的穗長最大，但與A-1、A-3、C-1和C-3處理差異不顯著，A-2、C-2處理的穗長最小，說明不同處理對增加膜下滴灌水稻穗長效果不顯著。A-1處理的穗實粒數(shù)最多，其次是C-1處理，C-3處理的穗實粒數(shù)最少，說明除了A-1、A-2和C-1處理，其他處理會降低膜下滴灌水稻的穗實粒數(shù)。B-3和對照組的千粒重最大，其他處理會降低水稻千粒重。C-1處理產(chǎn)量最高，其次是B-3處理，A-3、C-3和對照組產(chǎn)量最低，C-1和B-3處理的產(chǎn)量分別比對照增加了51.2%、35.9%。

表4 不同處理膜下滴灌水稻植株干重 單位：g·m-2

表5 不同處理膜下滴灌水稻產(chǎn)量及其構成因素

2.6 不同處理對膜下滴灌水稻產(chǎn)量與生理指標的相關性分析

相關性分析結果(表6)表明，產(chǎn)量與丙二醛含量成極顯著負相關，即丙二醛含量越低，產(chǎn)量越高。產(chǎn)量與干重成極顯著正相關，即干重越大，產(chǎn)量越高。丙二醛含量與干重也成極顯著負相關。說明始穗期噴施不同混配型抗旱性物質使水稻增產(chǎn)的主要原因是降低了丙二醛含量，從而增加了干重。

表6 不同處理對膜下滴灌水稻產(chǎn)量與生理指標的相關性分析

3 小結與討論

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，水稻成熟后稻穗中60%～90%的碳由抽穗后葉片光合作用供給，因此，葉片過早衰老將嚴重影響作物的產(chǎn)量和品質[9]。早期研究結果表明，若在水稻成熟期設法延長水稻功能葉壽命1 d，理論上可以增產(chǎn)2%左右，實際能增產(chǎn)1%左右[3,10]。在膜下滴灌水稻始穗期噴施不同混配型抗旱性物質，能不同程度地提高膜下滴灌水稻后期葉綠素含量，增加功能葉面積指數(shù)，A-3、C-1處理在提高葉綠素含量的同時，也能改善功能葉面積指數(shù)和水稻后期光合性能，提高光合效率。葉片衰老時，丙二醛含量增加[4]，B-3、C-1、A-1、A-2、C-2處理可以有效降低葉片丙二醛含量，延緩膜下滴灌水稻葉片衰老。各處理水稻千粒重的增加呈現(xiàn)慢—快—慢的s型曲線變化趨勢，最終B-3和對照組的千粒重最高，B-2處理次之，A-1處理最低；始穗期噴施B-3和C-1這2種混配型抗旱劑可以增加膜下滴灌水稻單位干重，增加干物質積累，促進灌漿，增加產(chǎn)量；各處理的有效穗和結實率均比對照高，但有些處理能提高或者降低水稻穗長、穗實粒數(shù)、千粒重，表現(xiàn)不一；各處理產(chǎn)量較對照均有不同程度增產(chǎn)，其中C-1和B-3處理較對照增產(chǎn)幅度最大。

始穗期噴施不同混配型抗旱性物質使膜下滴灌水稻增產(chǎn)的主要原因是延緩了水稻后期葉片衰老，抑制了丙二醛含量的增高，保持較高的功能葉面積指數(shù)和葉綠素含量，增加光合產(chǎn)物的積累，提高了結實率和有效穗， C-1和B-3處理增產(chǎn)效果最好，即FeCl2-5-磺基水楊酸以質量比1∶1混配、CaCl2-5-磺基水楊酸以質量比2∶1混配增產(chǎn)效果最好。