活化水對膜下滴灌水稻農(nóng)藝性狀的影響

銀永安 陳林 李蘭海 范曉勇 王永強(qiáng) 陳伊鋒

（1新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，新疆石河子832000；2中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，烏魯木齊830011；*通訊作者∶cl1030＠sohu．com；lilh＠m(xù)s．xjb．a(chǎn)c．cn）

隨著生物磁學(xué)的飛速發(fā)展，活化水在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用已引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，有關(guān)活化水對植物生長影響的研究也不少[1-3]，不但為農(nóng)作物增產(chǎn)提供了新的途徑，也豐富了生物磁學(xué)研究的內(nèi)容，已成為生物磁學(xué)中一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域[4-5]。

所謂活化水，就是以適當(dāng)速度垂直流過一定強(qiáng)度磁場的水或水溶液。水經(jīng)磁場磁化，理化性質(zhì)會發(fā)生許多有益變化，如電導(dǎo)率和黏度降低，表面張力系數(shù)顯著提高，pH值、滲透壓、溶解氧含量、化學(xué)位移和光學(xué)性能發(fā)生改變，締合度減少等[6-7]。這些變化對作物的生長都是有利的，尤其締合度減少后，水分更易透過細(xì)胞的半透性膜，對營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸和利用很有利[8]。用電子顯微鏡觀察活化水，發(fā)現(xiàn)水中雜質(zhì)的結(jié)晶狀況較磁化前不同。活化水之所以被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也正是為了利用它的這些特點(diǎn)[9]。

膜下滴灌水稻種植技術(shù)是新疆（天業(yè)）集團(tuán)首創(chuàng)的一種水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和綠色環(huán)保的栽培方法[10]。該技術(shù)在節(jié)約淡水資源、降低勞動(dòng)力、提高肥料利用率和保護(hù)環(huán)境等方面具有突出優(yōu)勢[11]。目前，有關(guān)膜下滴灌水稻的研究也有較多，特別是施肥方面[12-15]。但是，制約該技術(shù)在新疆等西北地區(qū)大面積推廣的一個(gè)重要限制因素是水分脅迫造成水稻生理性狀減弱或產(chǎn)量降低[16-18]。為打破該技術(shù)瓶頸，新疆天業(yè)集團(tuán)農(nóng)業(yè)研究所于2017年引進(jìn)上海宣通能源科技有限公司活化水裝置，旨在通過改變水分子物理結(jié)構(gòu)增強(qiáng)膜下滴灌水稻的生長活力，改善農(nóng)藝性狀并增加收獲產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)品種

以新疆天業(yè)集團(tuán)在新疆及西北地區(qū)示范推廣的適宜膜下滴灌種植的品種T-43為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)在新疆天業(yè)集團(tuán)化工生態(tài)園內(nèi)，土壤為壤土，pH 值 7.0～8.5，有機(jī)質(zhì)含量 2.86%，前茬種植滴灌水稻。無霜期168～171 d，≥10℃的活動(dòng)積溫為3 570℃～3 729℃。年降水量110～200 mm，年蒸發(fā)量1 000～1 500 mm。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理∶采用活化水和未采用活化水（對照）。每個(gè)處理種植面積為667 m2。

1.3 栽培模式和管理

試驗(yàn)采用膜下滴灌，試驗(yàn)小區(qū)采用“一膜三管十二行”種植模式，膜寬2.2 m，機(jī)械化直播，孔距 10 cm，播深 2～3 cm，每穴播種 8～10 粒，每 667 m2播 3.3 萬穴。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

出苗后，各選取有代表性的5穴作為調(diào)查對象，調(diào)查全生育期、單株有效分蘗數(shù)、株高等性狀，測定不同生育期內(nèi)的葉綠素含量和光合速率，成熟后取10穴測量成穗率、穗長、千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)分析

將田間觀測數(shù)據(jù)錄入Excel 2007進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 活化水對膜下滴灌水稻株高的影響

從表1可以看出，經(jīng)過活化水處理的膜下滴灌水稻在各個(gè)時(shí)期高度均高于對照（CK）。從5月22日開始到7月2日，活化水處理的水稻株高雖然高于CK，但差異未達(dá)到顯著水平。從7月12日開始到8月12日，調(diào)查的4個(gè)時(shí)期用活化水澆灌的水稻株高均顯著高于CK，表現(xiàn)出更好的長勢，證明活化水對于膜下滴灌水稻的株高具有促進(jìn)作用，并且在7月中旬孕穗拔節(jié)期以后的作用比較顯著。

表1 不同處理膜下滴灌水稻生長期株高的動(dòng)態(tài)變化

表2 不同處理膜下滴灌水稻分蘗動(dòng)態(tài) （個(gè)/株）

表3 不同處理膜下滴灌水稻生育期 （月-日）

表4 不同處理膜下滴灌水稻葉綠素含量變化（SPAD值）

表5 不同處理膜下滴灌水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的變化

2.2 活化水對膜下滴灌水稻分蘗的影響

從表2可以看出，經(jīng)過活化水處理的膜下滴灌水稻分蘗數(shù)在6月到8月均高于CK，6月12日活化水處理水稻分蘗比CK要多，但差異不顯著；從6月22日開始到8月12日，活化水處理的分蘗數(shù)顯著高于CK，并且活化水處理分蘗發(fā)生早，有效穗數(shù)也多于CK。因此，活化水處理有助于膜下滴灌水稻壯苗和有效分蘗的形成。

2.3 活化水對膜下滴灌水稻生育期的影響

活化水的澆灌可以改變禾本科作物的生育期，有促進(jìn)作物成熟的功能。表3結(jié)果顯示，與CK相比，活化水處理的3葉期提前1 d，分蘗期提前2 d，始穗期提前5 d，齊穗期和成熟期均提前了6 d。因此，活化水澆灌有助于縮短水稻生育期，從而提高膜下滴灌水稻的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

2.4 活化水對膜下滴灌水稻不同時(shí)期葉綠素含量的影響

從表4可以看出，經(jīng)過活化水處理的膜下滴灌水稻調(diào)查的5個(gè)時(shí)期的葉綠素含量均高于CK，5月22日和6月12日的葉綠素含量兩者差異不顯著，7月2日以后的葉綠素含量活化水處理顯著大于CK，說明活化水對于膜下滴灌水稻葉綠素的合成具有促進(jìn)作用。

2.5 活化水對膜下滴灌水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

從表5可見，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成等指標(biāo)活化水處理較CK都有所提高，除千粒重差異不顯著外，其他4個(gè)指標(biāo)活化水處理均顯著優(yōu)于CK。可見，活化水處理有助于膜下滴灌水稻主要產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量的提高。

3 結(jié)果與討論

關(guān)于活化水在農(nóng)作物上的應(yīng)用，國內(nèi)外已經(jīng)有了一定的研究基礎(chǔ)。本研究結(jié)果表明，活化水對于膜下滴灌水稻具有積極的作用，主要表現(xiàn)在株高、生育期、葉綠素含量和主要產(chǎn)量構(gòu)成因子（有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、穗粒數(shù)）與產(chǎn)量等方面，千粒重主要受品種遺傳因素的影響，活化水對其作用不大。