孙艳玲，刘 迪，王 柏，黄 彦，秦诗宇

(1.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080；2.东北农业大学 水利与土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150030)

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验区位于黑龙江省第一积温区黑龙江省水利科技试验研究中心水田试验区(N45°43′09″，E126°36′35″)，全年平均气温在-4～5 ℃之间，无霜期在130～140 d，年平均降水量多介于400～650 mm，7—9月份的降雨量占全年的70%。试验中心土壤质地为壤土，土壤基本性质为：N元素含量为154.4 mg/kg，P2O5含量为40.1 mg/kg，K2O含量为376.8 mg/kg，pH值为7.27。

1.2 试验设计处理

在水稻基础地力相同的条件下，试验设置两种不同灌溉模式，分别为常规淹水灌溉(简称常灌C)和控制灌溉(简称控灌K)；四个水稻品种，分别为松粳16，松粳18，松粳20和松粳201，进行对比试验研究，共8个试验小区，每个小区20 m2。插秧规格为株行距30.0 cm×13.3 cm，每平米24穴，每穴5～7株。各灌溉模式水分管理如表1所示。试验站大田0～40 cm土壤体积饱和含水率平均为42.94%。5月23日插秧，9月21日收割。

1.3 试验方法

(1)田间调查：记录各品种(系)播种期、分蘖期、抽穗期和成熟期各关键时期的出现日期。

(2)土壤水分观测：当土壤水分达到灌水下限时，即灌水至上限，水层通过钢板尺测量，如遇降雨进行加测。无水层时利用土壤水分测定仪测定土壤水分。

(3)茎蘖动态：从插秧后开始，先查出基本苗数，至齐穗后10 d，每7 d调查一次茎蘖数，每个处理3个重复，每重复调查1点，每点连续5穴定位。

(4)理论产量考查：每个处理3个重复，每个重复查5穴，测量株高，调查计算每穴平均有效穗数，测定每穗长、实粒数、秕粒数和空粒数等性状。计算每穗粒数、结实率、有效穗数、千粒重等产量构成因素。

表1 水稻灌溉各生育阶段根层土壤水分控制指标

2 结果分析

2.1 不同品种不同灌溉方式水稻分蘖动态变化

图1 松粳16分蘖动态变化曲线

分蘖是水稻个体强壮程度的重要特征[1]，分蘖是影响水稻成穗数进而影响总产量的重要农艺性状之一[2]，也是决定作物产量的重要农艺性状[3-4]。水稻分蘖除受自身遗传因素的作用外，还受营养条件、温度、光照、水分、种植密度等外界因素的影响[5]。四个品种不同灌溉方式的分蘖动态曲线见图1～图4，从图中可以看出，水稻分蘖期从6月12日开始，到6月28日期间分蘖急速增加，水稻常灌到7月5日达到分蘖高峰，控灌则在7月12日才达到分蘖高峰，比常灌处理水稻推迟一周达到分蘖高峰，到分蘖高峰之后随着无效分蘖的死亡，分蘖株数逐渐减少。对于这四个品种来说，三个品种松粳16，松粳18，松粳20均为控灌处理水稻分蘖高于常灌处理。说明对于这三个品种，水稻控灌处理田间通气透光效果明显好于常灌，有利于水稻生长发育，促进水稻分蘖。品种松粳201常灌处理水稻分蘖数高于控灌处理，但其有效分蘖少于控灌处理，说明无效分蘖较多。松粳18品种从7月份开始随着气温的升高，控灌分蘖明显高于常灌处理，在分蘖高峰期，每穴分蘖数比常灌平均多7.2穗，高出33.8%。

图2 松粳18分蘖动态变化曲线

图3 松粳20分蘖动态变化曲线

图4 松粳201分蘖动态变化曲线

2.2 不同处理对水稻有效穗数的影响

在壮秧、合理密植的基础上，每亩穗数多少，取决于单株分蘖数的成穗率。一般分蘖越早，成穗的可能性越大；后期出生的分蘖，不容易成穗。所以积极促进前期分蘖，适当控制后期分蘖，是水稻分蘖期栽培的基本要求。单位面积有效穗数是水稻产量构成要素之一，主要取决于分蘖发生数量与成穗率高低[6]。水稻是利用分蘖成穗增产的作物，合理利用分蘖穗是实现水稻高产以致超高产的重要措施[7]。

不同处理水稻有效穗数对比见图5，从图中可以看出，四个品种控灌处理的水稻有效穗数均高于常灌处理，说明水稻控灌有利于提高水稻的成穗率，因为水稻控灌通风透光好，田面温度高于常灌，前期分蘖快，所以分蘖数要高于常灌，而且成穗率高，四个品种控灌处理平均每穴有效穗数比常灌处理多1.4穗。其中松粳16和松粳20两个品种控灌处理有效穗数明显高于常灌处理，有效穗数比常灌处理每穴多2.6穗，说明这两个品种控灌效果更好，比较耐旱，适当控水有利于降低无效分蘖，有利于水稻增产。

图5 不同处理水稻有效穗数对比图

2.3 不同处理对水稻结实率的影响

不同处理水稻结实率对比见图6，从图中可以看出，控灌处理和常灌处理结实率相差不大。松粳16、松粳18和松粳201品种控灌处理略高于常灌处理，因为控灌水稻，株形良好，光能利用率高，群体光照条件好，空秕粒较少，结实率高；常灌处理水稻，由于无效分蘖较多，叶片弯曲且相互遮阴，群体光照条件差，籽粒得到的光合产物少，空秕率高，结实率低。

图6 不同处理水稻结实率对比图

结实率的高低还与水稻后期的营养状况有关。植株生长正常，叶片光合作用强，制造的有机物多，能源源不断地运往籽粒，籽粒就饱满，空壳率少，结实率高。相反，如果后期贪青晚熟，光合产物用于茎叶的生长，运向籽粒的养分少，这样谷粒空壳很高，结实率低。水稻常灌处理容易贪青晚熟，所以结实率低于控灌。

2.4 不同处理对水稻灌溉水分生产率的影响

消耗每单位水量所产生的稻谷重量称为水稻的水分生产率，此项指标可以用来改良水资源开发利用的程度[8]。不同处理水稻灌溉水分生产率对比见图7，从图中可以看出，四个品种松粳16，松粳18，松粳20和松粳201控灌处理的灌溉水分生产率分别为1.12 kg/m3、1.38 kg/m3、1.34 kg/m3、1.18 kg/m3；常灌的灌溉水分生产率分别为0.91 kg/m3、1.33 kg/m3、0.90 kg/m3、0.92 kg/m3；四个品种控灌的灌溉水分生产率相对常灌平均提高了23.45%。由此可见，利用控灌方式进行灌溉可以大大提高灌溉水分生产率，提高了水稻对水资源的利用率，使水稻在消耗相同体积的水分时，可以获得更高的产量。

图7 不同处理水稻灌溉水分生产率对比图

传统的灌溉方式是建立在充分灌溉的基础上，在这种理论的支配下，大多数农民选择淹水灌溉的灌溉方法，不仅使大量的水分浪费在棵间蒸发和深层渗漏中，还大大增加了水稻的蒸腾量[8]。在本次试验研究中，控灌处理与常灌相比，灌溉水分生产率得到了较大的提高，对水稻产量也起到了一定的增产作用，对灌溉定额的需求也更小。

2.5 不同处理对水稻理论产量的影响

不同处理水稻理论产量对比见图8，从图中可以看出，松粳16，松粳20和松粳201产量控灌处理均高于常灌处理，平均增产918.15 kg/hm2，提高9.74%；松粳20产量增加最多，比常灌处理增产1833.45 kg/hm2，提高19.77%。松粳18在这两种节水灌溉栽培条件下控灌处理水稻产量略低于常灌处理，但水分生产率明显高于常灌溉处理，从经济角度来说，松粳18也较适合控灌。所以，水稻控灌无论从灌溉水分生产率还是增产效果来看，都要稍优于常灌。水稻在栽培过程中适度的节水，有些品种不仅能够增加产量，而且大幅度节约灌溉用水，提高灌溉水分利用效率，高效利用了水资源。同时说明品种松粳16，松粳20和松粳201为耐旱品种，可以在水资源匮乏地区种植。

图8 不同处理水稻理论产量对比图

2.6 最优处理评价分析

根据试验调查数据进行最优处理评价分析，不同处理评价指标见表2。不同处理的数据标准化见表3。

表2 不同处理评价指标

表3 不同处理数据标准化

通过主观赋权法，采取不同组别的权重，权重一偏重于产量和灌溉水分生产率对最优处理影响较大，权重二偏重于产量和有效穗数对最优处理影响较大，权重三偏重于产量和千粒重对最优处理影响较大，权重四偏重于灌溉水分生产率对最优处理影响较大，权重五偏重于产量对最优处理影响较大，具体权重因子见表4。经过计算得到权重评价值，具体见表5。通过表5中的数值，得到评价值位次比较情况，详见表6。

表4 权重因子表

表5 权重评价值表

表6 评价值位次比较表

从表6中可以看出，当采用权重一，权重二，权重三和权重五时，评价值位于前三位的分别是松粳18K，松粳18C和松粳20K，说明松粳18控制灌溉处理为最优处理，其次是松粳18常规淹水灌溉和松粳20控制灌溉处理；当采用权重四时，评价值位于前三位的分别是松粳18K，松粳20K和松粳18C，说明品种松粳18采用控制灌溉处理为最优组合，其次是品种松粳20控制灌溉处理和松粳18常规淹水灌溉处理。因此，品种松粳18和松粳20为适宜当地种植品种；松粳18采用水稻控制灌溉技术和常规淹水灌溉均为较好的组合，但从经济角度看，采用控制灌溉技术可以节约大量灌溉用水，使水稻在消耗相同体积的水分时，可以获得更高的产量。所以品种松粳18和松粳20，灌水处理采用控制灌溉技术为当地最优的组合。

3 结 论

通过寒区第一积温区4个不同品种水稻整个生育期不同灌溉方式对水稻生长、产量及产量构成因子影响的试验研究，结果表明：

(1)与常规淹灌相比，控制灌溉条件下四个品种松粳16、松粳18、松粳20和松粳201有效分蘖数每穴平均提高了1.4穗，常规淹水灌溉处理使水稻分蘖高峰期提前，无效分蘖增加；控制灌溉处理使水稻分蘖高峰期后移，有效分蘖增加。所以水稻采用控制灌溉处理整体株型好，通风透光效果好，土壤温度增加，有利于水稻分蘖，提高水稻有效分蘖，减少无效分蘖。

(2)控制灌溉处理水稻，株型良好，光能利用率高，群体光照条件好，空秕粒较少，结实率高；常灌处理水稻，由于无效分蘖较多，叶片弯曲且相互遮阴，群体光照条件差，籽粒得到的光合产物少，空秕率高，结实率低。

(3)采用控制灌溉的四个品种水稻灌溉水分生产率比常规淹水灌溉平均提高了23.45%，品种松粳16，松粳20和松粳201控制灌溉处理产量比常规淹水灌溉处理平均增产918.15 kg/hm2，提高9.74%。所以利用水稻控制灌溉可以大大提高灌溉水分生产率，提高水稻对水资源的利用率，使水稻在消耗相同体积的水分时，可以获得更高的产量。

(4)通过对试验调查数据最优处理评价分析，得出松粳18控制灌溉处理为最优处理，其次是松粳18常规淹水灌溉和松粳20控制灌溉处理。从经济角度分析，松粳18采用控制灌溉技术可以节约大量灌溉用水，使水稻在消耗相同体积的水分时，获得更高的产量。所以松粳18和松粳20为当地适宜水稻品种，控制灌溉为当地适宜的灌溉模式。

综上所述，品种采用松粳18和松粳20，灌溉模式采用控制灌溉技术为寒地第一积温区最优组合。