０　引　言

水资源缺乏是当今世界不可忽视的问题，农业用水不足成为制约农业乃至国民经济可持续发展的重要因素。在未来相当长的时期内，我国的缺水问题要通过节水来解决。由于我国水稻的播种面积和总产量均居粮食作物的首位，用水量占了整个农业用水的６０％。所以水稻灌区的节水问题是农业节水的关键。因此，研究寒区水分胁迫下水稻需水规律及生长发育的影响，对提高作物经济产量、发展节水农业有着十分重要的意义。

１　材料与方法

试验于２０１１年在黑龙江水稻灌溉试验中心（庆安）进行，地理坐标为东经１２７°３９′、北纬４６°５８′，典型寒地黑土分布区。试验区土壤有机质含量较高，田间持水率５０％，多年平均气温１．６９℃，平均降雨量５７７ｍｍ，无霜期１２８ｄ，日照时数２　５９９ｈ，属寒温带大陆性季风气候。供试品种为龙庆稻１号。试验采用坑测法，测坑规格为２ｍ×２ｍ，有底，测坑内回填试验地原状土。测坑区上部设有活动遮雨棚，以隔绝雨水进入受旱阶段的测坑，方便排除降雨对土壤含水率的下限进行控制。水分处理以田间水层和根层土壤水分为控制指标，确定灌水时间和灌水定额。当受旱处理土壤水分到达控制下限即灌至设计上限，正常灌溉（Ｓ４）处理按当地水稻种植习惯管理，除分孽后期排水晒田以外，其余各生育阶段田间尽量保留浅薄水层（一般３ｃｍ），黄熟期自然落干。试验设了４种水分处理（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３和Ｓ４）和３种肥料处理（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）共１２种处理。通过分别对Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３稻株生长发育的观察分析，可以得出施用Ｆ３的植株长势较好，且最后获得的产量较之施用Ｆ１、Ｆ２的植株高。所以该实验主要研究分析稻株在同一施肥标准（Ｓ１Ｆ３、Ｓ２Ｆ３、Ｓ３Ｆ３、Ｓ４Ｆ３）水稻需水规律和生长发育状况。水稻分蘖期水分管理如表１所示。当土壤水分达到下限时，即灌水至上限，水层厚度通过钢尺读数。无水层时利用土壤水分测定仪测定土壤水分。灌水时水量用水表读数，在各生育阶段观察并记录水稻生长发育动态，收获时测定各项产量结构指标。５月２２日插秧，９月１１日收割，本田生育期１１３ｄ。

２　结果与分析

２．１　充分灌溉下水稻的需水规律

充分灌溉需水量见表２。　充分灌溉条件下，在水稻的生长前期植株较小，荫蔽度低，处于营养生长阶段；叶面积小，稻田对太阳辐射能力反射率大，吸收率小，腾发强度较小，此时其本身的需水要求不高，故需水强度较低，主要表现为棵间蒸发。随着植株的生长发育，叶片面积和植株体不断扩大，进入营养生长和生殖生长并进的旺盛生长期，植株体需要大量的水分和养分。而与此同时气温也持续上升，使得植株蒸腾也逐渐增大，所以水稻在到达拔节孕穗期的需水量和需水强度都很大。抽穗以后，随着下部叶片的逐渐枯萎，绿色功能叶片减少以及外界蒸发能力的不断下降，作物本身对水分的需求也在逐步减小，需水量和需水强度又呈下降的变化趋势。

２．２　分蘖期水分胁迫水稻的需水规律

分蘖期需水量见表３。从表３中可以看出，水稻在未进入受旱阶段时，各处理都保持在饱和含水率以上，返青期的日需水量保持一致。而进入受旱阶段后，受旱程度越重，需水量越小。由于在水分亏缺下，水稻的蒸腾作用受到抑制，其需水量也随之减小：轻旱处理比正常灌溉略低，中旱处理比轻旱处理低，而重旱处理最低。通过比较，分蘖期的轻旱处理，其需水量比正常灌溉减少幅度不大，而中旱减少幅度比较大；重旱时，由于过分抑制了稻株的分蘖，从群体上限制了叶面积指数，其需水量减少的最多。作物在经历一定的水分亏缺条件后，给予改善所呈现出的生产量快速恢复的现象称为补偿效应，在受旱处理结束后水稻的需水量往往会出现“反弹”现象，这就是水稻需水量补偿效应的体现。从表３中可以看出，受旱程度越大，水稻的“反弹”现象越明显。水稻在水分胁迫复水后，一方面由于前期受旱提高了根系活力，使根系吸水吸肥能力增强；另一方面，水分胁迫可以改变水稻光合产物的分配方向，由于氮肥和其他养分在植株体内重新分配，使同一时期的水稻叶面积生长速率比正常灌溉快出许多。因此，在水分胁迫结束后一定时间，水稻需水量往往比正常灌溉还要高。

２．３　分蘖期不同水分处理对水稻株高的影响

水分胁迫对水稻株高的影响贯穿于整个生育期。分蘖期进行水分胁迫对水稻株高的生长有一定的影响，植株生长的较为缓慢，总体上不如正常灌溉的植株长势良好，水分胁迫程度越大对植株的生长影响越大（图１）。从图１中可以看出，与正常灌溉比水分胁迫对水稻最终株高的影响程度：Ｓ３＞Ｓ２＞Ｓ１。因此，适度的水分亏缺，对水稻株高影响不大（如Ｓ１），但要控制在一定的范围之内，如Ｓ３对株高的影响较大。

２．４　分蘖期不同水分处理对水稻分蘖特性的影响

水分调节可以控制和促进水稻对水分和养分的吸收，是影响水稻营养生长的重要因素，不同水分处理水稻茎蘖消长动态基本一致，都是茎蘖数达到最大值后，逐渐下降，到抽穗开花期基本稳定（图２）。从图２中可以看出分蘖期不同水分处理对水稻分蘖数的影响较大，且分蘖数的最高值出现日期比充分灌溉处理要晚一些，而且水分胁迫程度越严重，其分蘖数的最高值出现日期越晚，这说明作物分蘖期受旱对分蘖数具有最明显的影响，且有随着土壤含水率降低而下降的趋势。从图２中可以看出最终分蘖：Ｓ１＞Ｓ４＞Ｓ２＞Ｓ３，因此适度的水分亏缺，有利于水稻的分蘖，但要控制在一定的范围之内。

２．５　不同水分处理对水稻产量的影响

水分胁迫对水稻生长产生的各种影响最终会通过水稻产量体现出来，水稻的产量是水分胁迫条件下水稻生理机制的特殊反映。通过表４，可以得出分蘖期缺水，植株的平均穗长、每穗粒数和结实率都比正常灌溉多有所降低，但千粒重总体来说都有所增加，只有Ｓ３由于水分亏缺比较严重而有所降低。有效穗数总体比Ｓ４低，但幅度不大，只有Ｓ１的有效穗数比Ｓ４高，而且增长幅度较大。理论产量方面，分蘖期轻旱比正常灌溉提高了１０．７５％，中旱提高了１．５４％，重旱降低了１．９１％。由此可见，分蘖期轻旱由于改善了土壤通气状况，并起到了促下控上的作用，使植株根系发达，促进了稻株分枝生长，还有效抑制了无效分蘖，使单位面积内的有效分蘖增多，所以非但没有使水稻最终产量下降，反而有了明显提高；中旱处理也提高了水稻产量，但由于水分亏缺较多效果不明显；重旱处理的过度缺水影响了植株的总分蘖数，进而影响到有效穗数，并且由于其成穗数不足而导致水稻产量下降。

３　结　语

水分胁迫对水稻的生理机能和产量指标均产生影响，影响的程度随水分胁迫发生的阶段、程度及持续时间而异。本实验对水稻分蘖期进行水分胁迫，结果表明：受旱程度越重，需水量越小。轻旱比正常灌溉需水量减少６．３５％，重旱减少１４．１６％，重旱减少１９．９６％。不同程度受旱对水稻生长发育及产量的影响各不相同。水分胁迫对水稻株高的影响贯穿于整个生育期。水分胁迫程度越大，对植株的生长影响越大，但对分蘖的影响较大。适度的水分亏缺，有利于水稻的分蘖，甚至在株高、结实率、千粒重等指标上要高出对照处理。但过度的亏缺，会抑制稻株的分蘖，使分蘖数减少，从而影响有效穗数，最终导致产量的降低。因此，分蘖期轻旱，可以改善土壤通气状况，起到促下控上的作用，使植株根系发达、茎杆壮、群体结构合理、水肥利用适当，有利于获得高产。由于试验条件的限制，该试验仅做了水稻生分蘖期水分胁迫的试验研究，得出了其相关规律，以后将继续进行水稻其他生育期水分胁迫的研究，并系统得出整个水稻生育期需水特性及需水规律与水稻受旱程度的相关资料，提出黑龙江省主要积温带水稻水分生产函数。

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