潘廣良
(方正縣河湖運(yùn)行保障中心,黑龍江 方正 150800)
本試驗在黑龍江省雙鴨山市寶清縣進(jìn)行。寶清縣位于黑龍江省東部,完達(dá)山北麓。東、南以七星河、完達(dá)山脊與饒河縣、虎林縣、密山市和七臺河市分界,西與勃利縣、樺南縣和雙鴨山市接壤,北以七星河與友誼縣、富錦市毗鄰。地理位置為E131°12′-133°30′,N45°45′-46°55′,距雙鴨山市東南100km處。地勢由西南向東北逐漸傾斜,東西南三面環(huán)山,北部為平原區(qū),地勢平坦。該地區(qū)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候,土壤為白漿土,pH值一般為5-6,平均氣溫3.2℃/a,平均氣溫3.2℃/a,平均降水量574mm ,蒸發(fā)量843.8mm/a,≥10℃有效積溫2532.2℃,日照時數(shù)2735h/a。在水稻品種、育秧、移栽、密度、植保、用肥等技術(shù)措施以及基礎(chǔ)地力相同的條件下,分別對淺濕灌溉、濕潤灌溉、和常規(guī)灌溉三種灌溉技術(shù)進(jìn)行試驗研究,并分別將淺濕灌溉、濕潤灌溉、常規(guī)灌溉分3個水平,共9個處理,3次重復(fù),共27個小區(qū)[1]。
不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育進(jìn)程,見表1。在濕潤灌溉技術(shù)中,濕潤Ⅰ與濕潤Ⅱ抽穗期天數(shù)不同,全生育天數(shù)相同,在全生育天數(shù)濕潤Ⅲ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ少1d。在淺濕灌溉技術(shù)中,淺濕Ⅲ全生育天數(shù)最少,比淺濕Ⅰ和淺濕Ⅱ少1d;在常規(guī)灌溉技術(shù)中,常規(guī)Ⅱ和常規(guī)Ⅲ抽穗期天數(shù)相同,常規(guī)Ⅰ全生育天數(shù)最多,為114d。在不同灌溉技術(shù)中,濕潤Ⅰ全生育期最長天數(shù)比常規(guī)Ⅲ全生育期最短天數(shù)差距達(dá)8d。由此可見,不同的灌溉技術(shù)其水稻生育期長短有差異。不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育期天數(shù)比較,見圖1。從圖1中可以看出,全生育期天數(shù)的差異主要是由插穗歷期天數(shù)的差異造成的,后期從抽穗到成熟的天數(shù)基本一致為47-49d。隨著田間灌水分的減少,水稻的生育期會相應(yīng)的延長,原因是生育期內(nèi)水分供給不足,會影響稻株的生長發(fā)育,使?fàn)I養(yǎng)生長階段的時間延長,而導(dǎo)致全生育期天數(shù)的延長[2]。對不同灌溉技術(shù)的全生育期天數(shù)進(jìn)行方差分析,水稻全生育期天數(shù)Duncan's新復(fù)極差測驗的多重比較結(jié)果,見表2。
表1 不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育進(jìn)程
圖1 不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育期天數(shù)比較
表2 水稻全生育期天數(shù)Duncan's新復(fù)極差測驗的多重比較結(jié)果
續(xù)表2 水稻全生育期天數(shù)Duncan's新復(fù)極差測驗的多重比較結(jié)果
濕潤灌溉技術(shù)下株高變化趨勢,見圖2。
圖2 濕潤灌溉技術(shù)下株高變化趨勢
由圖2可見,在濕潤灌溉技術(shù)中,濕潤Ⅲ分別在各生育期內(nèi)株高均比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高,在返青期高0.2cm、0.2cm,在分蘗期高0.3cm、0.5cm;在孕穗期高0.4cm、0.7cm;在抽穗期,濕潤Ⅲ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高0.5cm、0.4cm;在乳熟期,高0.3cm、0.4cm,從返青期到孕穗期濕潤Ⅲ與濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高差逐漸變大,在孕穗期高差達(dá)到最大值,此時濕潤Ⅲ株高與濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ的株高差值為0.4cm、0.7cm,從抽穗期到乳熟期,濕潤Ⅲ與濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高差逐漸減緩,濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ株高變化不大。
淺濕灌溉技術(shù)下株高變化趨勢,見圖3。
圖3 淺濕灌溉技術(shù)下株高變化趨勢
由圖3可見,在淺濕潤灌溉技術(shù)中,淺濕Ⅲ在各生育期內(nèi)株高比淺濕Ⅰ和淺濕Ⅱ高,也是從返青期高差逐漸變大,在孕穗期達(dá)到最大值,之后減緩,到不變。
常規(guī)灌溉技術(shù)下株高變化趨勢,見圖4。
圖4 常規(guī)灌溉技術(shù)下株高變化趨勢
同理,由圖4可見,在常規(guī)灌溉技術(shù)中,常規(guī)Ⅲ株高最高,高差在孕穗期達(dá)到最大值。
不同灌溉技術(shù)下株高變化趨勢,見圖5。
圖5 不同灌溉技術(shù)下株高變化趨勢
由圖5可見,在不同灌溉技術(shù)中,以濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ和常規(guī)Ⅲ為例,水稻整個生育進(jìn)程中,從返青期到孕穗期株高差距逐漸加大,抽穗期到乳熟期株高差距減緩,孕穗期株高差距達(dá)到最大值,在孕穗期間,濕潤Ⅲ和淺濕Ⅲ均比低6.9 cm、13.8 cm,各處理從抽穗期到乳熟期株高基本變化不大。常規(guī)Ⅲ稻株株高均高于其他處理的株高,常規(guī)Ⅲ、淺濕Ⅲ株高在整個生育期內(nèi)大于濕潤Ⅲ,原因是在返青至孕穗期間,濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ水層較淺有利水稻根系生長,株高生長緩慢,常規(guī)Ⅲ水層較深有利于水稻向上生長,在分蘗期與孕穗期期間,由于對濕潤Ⅲ實(shí)施土壤水分調(diào)控后,水稻的株高生長會受到抑制,在抽穗期到乳熟期期間,稻株已從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)變成生殖生長,株高不再增加,從而導(dǎo)致濕潤Ⅲ的株高低于常規(guī)Ⅲ,同時不同灌溉技術(shù)株高的與干物質(zhì)量積累有關(guān)。
分蘗是稻株在莖基部的腋芽發(fā)育而成的分枝,其生長狀況是個體健壯程度的重要指標(biāo)。通過對水稻分蘗動態(tài)的研究,掌握水稻群體在不同灌溉技術(shù)條件下分蘗動態(tài)變化,以便促使水稻群體向著最佳的分蘗動態(tài)發(fā)展,提高分蘗穗在群體中的比重,提高有效分孽數(shù),保障水稻穩(wěn)產(chǎn)[3]。
濕潤灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢,見圖6。
圖6 濕潤灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢
由圖6所示,在濕潤灌溉技術(shù)中,濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ水稻分蘗數(shù)在整個生育期間變化趨勢是相似的,變化過程都為單峰型曲線,濕潤Ⅲ的單峰曲線均高于濕潤Ⅰ和濕潤Ⅱ。
淺濕灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢,見圖7。
圖7 淺濕灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢
由圖7所示,在淺濕灌溉技術(shù)中,淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ和淺濕Ⅲ分蘗消長動態(tài)均為單峰型曲線,淺濕Ⅲ的單峰曲線均高于淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ,淺濕灌溉技術(shù)單株分蘗數(shù)在7月16日達(dá)到最高峰,淺濕Ⅲ的最高分蘗數(shù)分別比淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ高2個/穴、1個/穴。
常規(guī)灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢,見圖8。
圖8 常規(guī)灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢
由圖8所示,在常規(guī)灌溉技術(shù)中,常規(guī)Ⅲ水稻分蘗數(shù)在各個生育期內(nèi)均比常規(guī)Ⅰ和常規(guī)Ⅱ分蘗數(shù)高。由此可以得到,同種灌溉技術(shù)下不同的灌溉水平影響單株分蘗消長動態(tài),灌溉水平高有利于促進(jìn)分蘗。
不同灌溉技術(shù)下分蘗動態(tài)變化,見圖9。
圖9 不同灌溉技術(shù)下分蘗動態(tài)變化
由于濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ、常規(guī)Ⅲ分別在各灌溉技術(shù)中分蘗數(shù)最高,有代表性,將其各自作為相應(yīng)灌溉技術(shù)進(jìn)行分析。在不同灌溉技術(shù)中,由圖9所示,濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ、常規(guī)Ⅲ水稻移栽8d后開始分蘗,隨著生育期的推進(jìn)迅速增長,達(dá)到高峰后逐漸下降,變化過程為單峰型曲線。常規(guī)Ⅲ的最高苗峰出現(xiàn)時期比濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ最高苗峰提前約5d,分蘗數(shù)為25個/穴, 濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ分別比常規(guī)Ⅲ低6個/穴、4個/穴。濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ從插秧后46d分蘗數(shù)均低于常規(guī)Ⅲ,濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ約在7月6日分蘗增長速度遲緩。原因是濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ在分蘗期間對土壤水分進(jìn)行調(diào)控,使分蘗能力受到影響,從而為水稻提供良好的生長環(huán)境,促使水稻分蘗早生快發(fā),產(chǎn)生較多的有效分蘗,發(fā)根好,獨(dú)立營養(yǎng)性強(qiáng),同時由于土壤水分調(diào)控對水稻分蘗數(shù)增長具有后效性,分蘗末期的水分控制對拔節(jié)孕穗前期仍有影響,在拔節(jié)孕穗期土壤水分相對分蘗后期有所緩解 。同時,正由于濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ在分蘗后期,拔節(jié)孕穗期分蘗數(shù)相對較少,從而保證了減少無效分蘗,為提高產(chǎn)量作保證[4]。
葉片是稻株進(jìn)行光合作用,制造有機(jī)物的重要器官,其光合量占全株總光合量的90%以上。葉面積指數(shù)是水稻群體的總綠色葉面積與水稻群體所占據(jù)的稻田面積的比值。在正常情況下,水稻的葉面積都是由零逐漸增大,到營養(yǎng)生長末期時達(dá)到最大值。水稻的葉面積指數(shù)是在拔節(jié)孕穗期上升得最快,這也是這一期耗水量上升最快的原因(葉宏玉等,2008)。
水稻葉面積指數(shù)大小影響光合速率的高低,即決定產(chǎn)量的高低,水稻葉面積指數(shù)也是衡量水稻群體生產(chǎn)規(guī)模或群體大小的主要標(biāo)準(zhǔn),高產(chǎn)群體必須有一個適宜的最大葉面積指數(shù)。適宜葉面積指數(shù)要通過合理葉面積指數(shù)發(fā)展動態(tài)來實(shí)現(xiàn)。水稻生育前期葉面積指數(shù)增長得快,中后期葉面積指數(shù)下降得也快。高產(chǎn)要有適宜的葉面積指數(shù),但適宜葉面積指數(shù)不一定能高產(chǎn),還決定適宜的葉面積指數(shù)組成。因為葉面積大則光合產(chǎn)物多,但是并不是葉面積越大,光合產(chǎn)物就越大,因為葉片過多,葉面積指數(shù)過大,群體過大,會造成葉片間互相遮蔭,光照不足,反而減少了光合面積,直接影響到光合生產(chǎn),對產(chǎn)量形成不利;相反葉面積指數(shù)過小,群體過小,光合生產(chǎn)量又會不足,水稻又難以形成較高的子粒產(chǎn)量。因此,水稻高產(chǎn)必須要有一個適宜的最大葉面積指數(shù),只有群體最大葉面積指數(shù)適宜時,才能維持較高的光合效率,最終獲得高產(chǎn)。
不同灌溉技術(shù)下水稻葉面積指數(shù)(LAI),見表2。
表2 不同灌溉技術(shù)下水稻葉面積指數(shù)(LAI)
由表2可以得出,在濕潤灌溉技術(shù)中,濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ在各生育期內(nèi)葉面積指數(shù)存在差異,濕潤Ⅱ葉面積指數(shù)均比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅲ的葉面積指數(shù)高,在返青期,濕潤Ⅱ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅲ高0.007、0.012 ,在分蘗期高0.058、0.091,在孕穗期,濕潤Ⅱ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅲ高0.287、0.13;在抽穗期高0.138、0.344,在乳熟期高0.111、0.178;濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ葉面積指數(shù)變化過程均為單峰曲線,差異不顯著。在淺濕潤灌溉技術(shù)中,從返青期到孕穗期淺濕Ⅰ與淺濕Ⅱ、淺濕Ⅲ葉面積指數(shù)差值逐漸變大,在孕穗期高差達(dá)到最大值,此時淺濕Ⅰ葉面積指數(shù)與淺濕Ⅱ、淺濕Ⅲ葉面積指數(shù)差值分別為0.15、0.21,從抽穗期到乳熟期淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ和淺濕Ⅲ葉面積指數(shù)差值逐漸減小。在常規(guī)灌溉技術(shù)中,常規(guī)Ⅰ在各生育期內(nèi)葉面積指數(shù)比常規(guī)Ⅱ和常規(guī)Ⅲ高,也是從返青期高差逐漸變大,在孕穗期達(dá)到最大值,之后減緩,到不變。由此看出,在相同灌溉技術(shù)下,灌溉水平相對低的處理葉面積指數(shù)高,有利于稻株葉生長,不同灌溉水平影響稻株葉生長發(fā)育。
不同灌溉技術(shù)小區(qū)各生育期葉面積指數(shù),見圖10。
圖10 不同灌溉技術(shù)小區(qū)各生育期葉面積指數(shù)
在濕潤灌溉、淺濕灌溉、常規(guī)灌溉技術(shù)中,葉面積指數(shù)最高的分別為濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ、常規(guī)Ⅰ,對于濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ、常規(guī)Ⅰ的葉面積指數(shù)進(jìn)行分析。如圖10所示,從圖中可以看出小區(qū)各個灌溉技術(shù)之間水稻葉面積指數(shù)上的差異,差異在分蘗期較小,在抽穗開花期前后達(dá)到最大。從分蘗期到抽穗期,濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ增長速度比常規(guī)灌溉慢;從抽穗期到乳熟期,葉片逐漸消亡,葉面積下降的趨勢平行,淺濕Ⅰ的相對死亡率比常規(guī)Ⅰ高。經(jīng)方差分析,濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ的最大葉面積指數(shù)與常規(guī)Ⅰ有顯著差異。主要是由于受水分的影響,葉片的生長受限制,主要表現(xiàn)在葉片寬窄上。葉長與葉寬的差異導(dǎo)致葉面積的差異。隨生育進(jìn)程,不同灌溉技術(shù)的葉面積指數(shù)(LAI)逐漸增大,抽穗開花期最大。分蘗期、孕穗期不同灌溉技術(shù)方式葉面積指數(shù)為濕潤Ⅱ>淺濕Ⅰ>常規(guī)Ⅰ。在抽穗開花期,不同灌溉技術(shù)的葉面積指數(shù)均以濕潤Ⅱ最高,淺濕Ⅰ、常規(guī)Ⅰ分別比濕潤Ⅱ低13.78%、21.00%,淺濕Ⅰ次之,常規(guī)Ⅰ最低。由此可見,全生育期內(nèi),常規(guī)灌溉嚴(yán)重影響到葉面積指數(shù)的變化,這是由于重淹嚴(yán)重制約了水稻正常生長,細(xì)胞生長能力遭到嚴(yán)重的削弱,葉面積、葉面積指數(shù)也就變化得較快。而濕潤灌溉輕旱條件下葉面積指數(shù)增長速度較快,葉面積指數(shù)較同期其他水位管理條件下葉面積指數(shù)最大,表明輕旱反而促進(jìn)水稻葉面積指數(shù)的增長,也有利于水稻的生長發(fā)育。
不同灌溉技術(shù)對水稻的生育期有顯著影響。隨著田間灌水量的減少,不同灌溉技術(shù)水稻的生育期會相應(yīng)的延長。生育期內(nèi)水分供給不足,會影響稻株的生長發(fā)育,使?fàn)I養(yǎng)生長階段的時間延長,導(dǎo)致全生育期天數(shù)的延長。在不同灌溉技術(shù)中,株高大小為常規(guī)灌溉>淺濕灌溉>濕潤灌溉。由于濕潤灌溉技術(shù)實(shí)施土壤水分調(diào)控后,水稻的株高生長會受到抑制,在抽穗期到乳熟期期間,稻株已從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)變成生殖生長,株高不再增加,從而導(dǎo)致濕潤灌溉技術(shù)的株高低于常規(guī)灌溉技術(shù)。潤Ⅲ、淺濕Ⅲ、常規(guī)Ⅲ水稻移栽8天后開始分蘗,隨著生育期的推進(jìn)迅速增長,達(dá)到高峰后逐漸下降,變化過程為單峰型曲線。濕潤灌溉技術(shù)對土壤水分進(jìn)行調(diào)控,保證了減少無效分蘗,為提高產(chǎn)量作保證。