田间渗漏强度对水稻生长及产量的影响

摘要 为了揭示淹水条件下控制排水对水稻生长及产量的影响，开展了不同田间渗漏强度的盆栽试验，分析不同渗漏强度下水稻茎蘖、株高、根系体积及茎叶干物质量、产量的变化规律。结果表明，渗漏强度能够影响水稻的分蘖、株高及根系生长。渗漏强度为1 mm/d处理的水稻分蘖数最大，而渗漏强度为2 mm/d处理的水稻虽然分蘖数最小，但株高及根系体积最大。水稻茎干重、叶干重随着渗漏强度的升高而呈现降低的趋势。渗漏强度3 mm/d处理水稻产量及收获指数最大，其产量较渗漏强度1 mm/d处理提高了47.9%。因此，适宜的田间渗漏强度能够较好地缓解淹水条件所带来的生长胁迫，对南方稻作区高效灌排实践具有指导意义。

关键词 渗漏强度;生长指标;产量;水稻;控制排水

中图分类号 S27文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）21-0216-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.065

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Influences of Field Seepage Rate on the Growth and Yield of Paddy Rice

SONG Jing

（Kunshan Financial Investment Evaluation Center， Kunshan， Jiangsu 215300）

Abstract In order to reveal the influences of controlled drainage on the growth and yield of paddy rice under flooded conditions， the number of tillers， plant height， root volume， dry matter of stem and leaf， and yield of paddy rice with different filed seepage rate were analyzed by pot experiment. The results showed that the number of tillers， plant height and root volume of paddy rice were affected by seepage rate. The number of tillers was the maximum in S1 treatment（seepage rate of 1 mm/d ） . The number of tillers in S2 treatment（seepage rate of 2 mm/d） was the minimum，but its plant height and root volume were the maximum. The dry matter weight of stem and leaf reduced with the enhancement of seepage rate. The yield and harvest index of paddy rice were the maximum in S3 treatment （seepage rate of 3 mm/d） ， and the rice yield in S3 treatment was improved by 47.9% than that of S1 treatment. Therefore， suitable field seepage rate can effectively relieve the adverse effects of flood， which is of guiding significance for the efficient controlled irrigation and drainage in the southern rice region.

Key words Seepage rate;Growth index;Yield;Rice;Controlled drainage

作者简介 宋静（1981—），女，江苏盐城人，高级工程师，硕士，从事农田水利、绿化与轨道交通工程的预决算评审工作。

收稿日期 2019-08-24

水稻是我国主要粮食作物之一，年产量约占我国全年粮食总产量的33.7%，在粮食生产和消费中占据举足轻重的地位[1]。在南方稻作区，水稻生长期与汛期同季，控制排水技术通过调控农田排水强度和农田排水量[2]，提高雨洪资源的利用效率[3];通过减少农田排水中氮、磷养分的输出，降低农业面源污染程度[4-5]。控制排水技术因其良好的节水减排效果已在南方地区得到广泛应用。

在控制排水管理过程中，稻田长期处于淹灌状态，常因缺少氧气而产生氧化亚铁等有害物质，从而影响作物的正常生长[6-7]，因此需要合理调节稻田的渗漏强度，提高稻田水分滞蓄能力[8]。已有研究表明，在稻田淹水的情况下，当渗漏强度为18～22 mm/d時，水中硫化物含量最小，可避免黑色根系的产生[9-10];陈惠哲等[11]研究表明稻田渗漏强度为10 mm/d时，有利于水稻早起根系生长，提高根总量和深层根比例;当渗漏强度超过20 mm/d时，不利于产量的提高及后期水稻根系和植株地上部的生长，千粒重有下降趋势。目前大部分研究仍集中在淹水条件下渗漏强度对田间氮[4，12]、磷[13-14]等面源污染防治方面，而对水稻本身生长的影响研究不多[8]。笔者以渗漏强度为控制排水调控技术指标，基于现场观测试验数据，分析水稻生长期渗漏强度对水稻茎蘖数、株高、根系及产量指标的影响，以期为制定水稻节水、高产控制排水模式提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年5—10月在江苏省昆山市排灌试验基地内（120°57′43″E，31°15′15″N）进行，境内属于亚热带湿润性气候，年平均气温15.5 ℃，降雨量时间分布不均，年内变化和年际变化较大，多年平均降雨量1 097.1 mm，年蒸发量1 365.9 mm，日照时数2 356 h。试验地土壤为潴育型黄泥土，耕层土壤为粘土，盆栽试验土体密度为1.30 g/cm3，pH为7.41，有机质含量为22.1 g/kg，全氮含量为1.08 g/kg，全磷含量为1.37 g/kg。

1.2 试验设计

供试水稻品种为两优9918。2016年5月15日泡种，5月17日育秧，6月26日移栽，10月7日收割。水稻生长期共施肥2次，基肥为复合肥（N∶P∶K = 15∶15∶15），施肥时间为6月25日，施肥量为900 kg/hm2。分蘖肥为尿素，含氮质量分数为46.4%，施肥时间为7月10日，施肥量为130 kg/hm2。

在水稻全生育期中，设置3种渗漏强度处理（记为S1、S2及S3），平均渗漏强度分别为1、2和3 mm/d。每个处理分别布置在1个圆柱形试验测桶（直径25 cm，高60 cm）中，测桶下方布有排水阀及水位计。每个处理设置3次重复。除渗漏强度不同外，各处理的植保、灌溉、施肥等农技措施保持一致。

1.3 测定指标与方法

试验观测期为分蘖期至乳熟期，选取每个生长期内的一次灌水或降雨后开始观测，一次观测周期为7 d，2次观测周期间的过渡期仍需进行各项指标的测量，只是观测频率有差异，可在生育期内设置多个观测周期。

1.3.1 灌水量。在试验期内，若需要灌水时，每个测桶单独灌溉，在达到土壤表层有薄水层时停止灌溉，可用量杯灌水，记录灌水总量。若在观测期内遇降雨且雨后桶内水层高度超过3 cm，记录初始水层高度，然后土表排水至水层高度为3 cm。降雨量由气象站直接给出，利用水量平衡计算方法，减去土表排水量，即为灌溉量。若在降雨后土表无水层，降雨量即为灌溉量。

1.3.2 田间水层。一次灌水后每隔2 h记录水层读数。

1.3.3

土壤含水量。采用TDR和烘干法，观测土壤水分。烘干法测土壤含水量时，在试验观测周期内，土壤样品每天08：00用土钻取土，在观测周期外的过渡期，可以每2 d取1次土样。取土后需要及时填土，填土质量必须与取土质量相等。

1.3.4 渗漏量。在一次观测周期7 d内，开始后每隔2 h用天平称量该时段内的排水流量，即为渗漏量。

1.3.5

地下水位。地下水位由安装在桶内的水位计自动监测，定期读取并保存数据。

1.3.6 常规气象观测。由气象站自动观测降雨、温度、湿度、日照、蒸发、风速、有效积温等资料。

1.3.7 水稻生长指标的观测。在水稻生长期内，每隔5 d观测1次植株株高、分蘖数、叶面积。在每个生育期末以水稻植株为中心，先割取地上部分，然后将土柱切开，沿垂直方向上每10 cm切割为1个层次，收集根样，采用排水法测定根系体积。

2 结果与分析

2.1 稻田不同水分处理对水稻茎蘖数的影响

稻田水分对水稻养分的吸收、影响水稻营养生长具有重要意义，不同水分处理下水稻茎蘖消长动态基本一致，都是在生育前期茎蘖数不断增长，达到最大值后逐渐下降，到抽穗开花期基本稳定（图1）。从图1可以看出，不同的渗漏强度下水稻分蘖的变化规律大致相同，但对其产生的影响大小不一致。稻田不同耗水强度对水稻分蘖数的影响贯穿于整个生育期。在水稻生育期前期，渗漏强度的不同对茎蘖数的影响相对不明显，而到了分蘖后期，不同水分处理下分蘖数差异显著，但不同水分处理下的茎蘖增长速率大致相同。分蘖后期，S1处理的水稻分蘖数最大，较S2处理提高了23.3%。尽管不同水分处理下的分蘖数有差异，但分蘖高峰期仍处于一致，在拔节孕穗期，随着无效分蘖的消亡，弱小分蘖开始枯萎，导致分蘖数开始下降，S1处理下降最快，S3处理下降最慢。生育末期，3种水分处理下茎蘖数均呈下降趋势，并趋于稳定。

2.2 稻田不同水分处理对水稻株高的影响

通过分析水稻全生育期田间渗漏强度对水稻株高的变化规律（图2）可以发现，不同的水分处理对水稻株高的影响贯穿于水稻整个生育期。从图2可以看出，在不同的水分处理下，株高随着生育期变化规律大体相同。分蘖期水稻生理活动较强，株高增长迅速。拔节孕穗期是水稻生育期内株高增加最多的阶段。拔节孕穗期和抽穗开花期后株高达到最大值。从乳熟期到生育末期株高趋于稳定，不再有所增加。

在整个生育期内，S3处理水稻株高始终低于S1处理。S2处理水稻在分蘖前、中期株高最低，分蘖后期株高生长加快，逐渐高于另外2种水分处理，且株高增长速率保持领先。S1、S2处理的水稻最终株高较S3处理分别提高了15.9%和7.2%，说明稻田不同的渗漏强度对水稻株高的生长产生显著的影响，但要控制在一定的范围内，若植株过高则容易倒伏，从而导致水稻收割困难。

2.3 稻田不同水分处理对水稻根系的影响

水稻根系形态与机能受制于土壤环境，调控稻田必须调节土壤湿度、水肥、气热等诸多因素。通过对稻田土壤不同渗漏强度的控制，观察其对根系生長形态的影响及根系与产量的关系。从表1可以看出，在3种不同土壤渗漏强度处理中，S1处理水稻根量最少，3次取样中分别较最大值减少18.0%、12.3%和32.7%。不论是哪种处理，根系主要分布在0～20 cm，占整个根系层的63.5%～90%。随着水稻的生长，根系向下伸展，下部根层的根系越来越发达，最终布满整个土壤。

除了S1处理外，S2、S3处理对水稻根系生长形态的影响不明显。由于渗漏强度太小，可能导致土壤的通透性不好，阻碍了根系的生长。由于为盆栽处理，无地下水的补给，渗漏强度越大，下层土体的水分消耗也越快，导致下层土体的水分供应不足，故而S3处理的水稻根系越向下，生长根系越少。