不同復合型抗旱性物質對膜下滴灌水稻抽穗后生育特性與產量的影響

王圣毅，銀永安，李麗，朱江艷，趙雙玲

(新疆天業(集團)有限公司，新疆 石河子 832011)

水稻是世界三大主要糧食作物之一，世界上大約有50%以上的人口以大米為主食，中國是世界水稻生產和消費大國[1]。水稻生態適應性較強，水分生態幅度較寬，只要保證一定的水分供應，水稻就可以進行旱作，并表現出旱作作物的一般生理特性，有較大的節水潛力[2]。衰老是植物正常生長發育所必需的，水稻等禾谷類作物抽穗到結實期間，由于葉片早衰，葉綠素含量下降，從而降低了光合作用和干物質積累，影響籽粒發育并最終限制作物產量和品質的提高[3-5]。旱作水稻在生長發育后期，往往較容易出現早衰現象，葉片的光合速率和葉綠素含量也明顯下降[6-7]。因此，探索一種能延緩水稻葉片衰老的方法對提高旱作水稻產量顯得尤為重要。本實驗在前期試驗的基礎上，選用3種抗旱性物質按不同比例混配噴施在水稻葉片上，嘗試找出一種合適的配比以提高膜下滴灌水稻后期的光合性能，從而提高產量。

1 材料與方法

1.1 材料

供試水稻品種為“T-43”，供試藥劑分別為CaCl2、FeCl2、5-磺基水楊酸。

試驗于2019年在新疆石河子天業農業研究所進行。試驗土壤質地為壤土，耕作層有機質含量30.9 g·kg-1，速效氮93.69 mg·kg-1，速效磷30.88 mg·kg-1，速效鉀316 mg·kg-1，pH為7.6，總鹽1.23 g·kg-1。

1.2 處理設計

試驗設3種混配藥劑，A：CaCl2-FeCl2；B：CaCl2-5-磺基水楊酸；C：FeCl2-5-磺基水楊酸。3種混配藥劑分別設3種配比水平，分別為1(質量比1∶1)、2(質量比1∶2)、3(質量比2∶1)。實驗共有9個處理，即A-1、A-2、A-3，B-1、B-2、B-3，C-1、C-2、C-3。以清水為對照(CK)。小區面積為5.6 m×5.0 m，3次重復，不同處理間設有保護行。

于2019年4月20日播種，采取膜下滴灌灌溉方式，一膜兩管四行。膜寬1.15 m，播幅1.4 m，行距配置20 cm+40 cm+20 cm+60 cm，株距10 cm。人工破膜點播，每穴播種8～12粒，每667 m2穴數1.9萬。全生育期各處理施肥量相同，全生育期每667 m2施肥量為純氮20.5 kg、P2O513.5 kg、K2O 3.0 kg。水分管理等相關栽培措施按照高產栽培要求實施，全生育期嚴格控制病蟲草害。

水稻始穗期噴施藥劑，藥劑濃度為3 g·L-1，每小區噴3 L。對照小區噴同體積的水。第1次噴藥時間為7月30日下午，第2次于5 d后噴施。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 SPAD值和綠色葉面積指數(LAI)的測定

水稻抽穗后用SPAD-502葉綠素儀，每10 d測定1次葉片SPAD值。每小區選取連續10株，每次測定選取頂葉的中部進行測定，取平均值作為該葉片SPAD值。用英國Delta公司生產的SunScan冠層分析儀測定水稻葉面積指數。

1.3.2 葉片丙二醛含量的測定

水稻抽穗后每隔10 d用硫代巴比妥酸法測定水稻葉片丙二醛含量[8]。

1.3.3 水稻干重、千粒重與灌漿速率的測定

水稻抽穗后每隔10 d取10穴長勢一致的水稻植株，用烘干法測定干重。

每隔5 d取樣測定千粒重(遇雨天提前或延后1 d)，收獲前測定最后1次，共測定7次。

在各試驗小區順次隨機取50穗，先105 ℃烘籽粒15 min殺青，80 ℃烘8 h左右至質量恒定，測定籽粒干重，計算灌漿速率。

1.3.4 測產與考種

于收獲前每小區選取連續10穴有代表性、長勢一致的水稻植株，測定株高、穗長、穗粒數與千粒重。

1.4 數據分析

采用Excel 2003進行原始數據整理，采用Excel 2003和SPSS Statistics 17.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對膜下滴灌水稻SPAD值和葉面積指數的影響

由表1可以看出，始穗后水稻SPAD值和葉面積指數都表現出下降趨勢。始穗期噴施不同復合型抗旱性物質，各處理組SPAD值和葉面積指數比對照均有不同程度的提高。噴藥后10、20、30 d功能葉SPAD值顯著高于對照，噴藥后30 d，A-3和C-1功能葉SPAD值最大，其次是A-1，但A-1與A-2、B-1、B-2差異不顯著，對照組的SPAD值最低。A-3處理水稻SPAD值最大，從噴藥后第10天就表現出最高，此后一直維持在最大值；C-1處理在噴藥10 d和20 d后SPAD值較高，在30 d后升至最高，說明C-1處理提高水稻葉綠素含量的作用比A-3起效慢。

表1 不同處理膜下滴灌水稻功能葉SPAD值和葉面積指數

噴藥后40 d，A-1、B-3處理水稻葉面積指數表現出最高，但與A-3、C-1處理差異不顯著。說明用這4種藥劑處理的膜下滴灌水稻在抽穗后維持了較穩定的功能葉面積，同時葉綠素含量較高，水稻葉片的光合潛力大，功能期維持時間長，使水稻后期維持較高的同化能力，利于灌漿和有機物的積累。

2.2 不同處理對膜下滴灌水稻葉片丙二醛含量的影響

丙二醛存在于衰老的植物組織中，越衰老的組織其含量越高，丙二醛含量是判定植物衰老的指標之一。由表2可以看出，噴藥后不同處理膜下滴灌水稻葉片丙二醛含量都呈升高趨勢。膜下滴灌水稻噴藥40 d后，B-3、C-1處理的水稻葉片丙二醛含量最低，與A-1、A-2、C-2處理差異不顯著；與對照組相比，B-3、C-1、A-1、A-2、C-2處理的丙二醛含量分別降低了30.8%、32.8%、21.3%、17.5%、17.6%。噴藥后10、20、30 d這些處理水稻葉片丙二醛含量均低于其他處理，說明B-3、C-1、A-1、A-2、C-2處理可以有效降低葉片丙二醛含量，延緩膜下滴灌水稻葉片衰老，使水稻后期維持較高的同化能力。

2.3 不同處理對膜下滴灌水稻千粒重和灌漿速率的影響

從表3可以看出，各處理在8月16日前均保持較高的灌漿速率，千粒重隨監測天數的延長呈現增加趨勢；8月16日后灌漿速率急劇下降，千粒重緩慢增加，直至成熟。8月10—16日，各處理的灌漿速率均較高，千粒重快速增加。由此可見，可把8月10日前視為籽粒灌漿漸增期，8月10—16日為籽粒灌漿快增期，8月16日以后為籽粒灌漿緩增期，同時也表明水稻粒重的增加呈現的是慢—快—慢的s型曲線變化趨勢。

表2 不同處理膜下滴灌水稻葉片丙二醛含量 單位：μmol·g-1

灌漿前期(8月10日前)，處理A-1、A-3、B-3、C-2灌漿速率高于對照。灌漿中期(8月10—16日)8月10日，各處理灌漿速率都低于對照，8月16日除了C-2外，其余處理灌漿速率均高于對照。灌漿后期(8月16日后)各處理灌漿速率均大幅下降。8月21日，A-1、A-2、A-3和B-3處理灌漿速率高于對照，A-2、A-3處理仍維持較高的灌漿速率。8月26日，C-1、C-2和C-3處理的灌漿速率高于對照，其他處理低于對照；8月31日，各處理灌漿速率均低于對照。8月10日前，各處理水稻千粒重與對照差異不大；8月10日，C-1、C-2、CK處理千粒重增加速率較快；8月16日除了C-2處理外，其余處理千粒重增加幅度均高于對照；8月21日，A-3、B-2和B-3處理的千粒重較大，在8月26日和31日，這3個處理的千粒重仍大于其他處理；8月31日，B-2、B-3和CK的千粒重最大，A-1處理的千粒重最小。

表3 不同處理膜下滴灌水稻千粒重和灌漿速率

2.4 不同處理對膜下滴灌水稻植株干重的影響

從表4可以看出，不同處理的水稻植株干重在始穗后都呈增長趨勢，這主要是因為水稻始穗后，光合能力達到最大，有機物積累加快，千粒重不斷增加。噴藥后10 d、20 d和30 d，B-3和C-1處理的水稻植株干重均較大。噴藥后20 d和30 d，A-3處理的水稻植株干重最低。這說明始穗期噴施B-3和C-1這2種混配型抗旱劑可以增加膜下滴灌水稻植株的干重。

2.5 不同處理對膜下滴灌水稻產量及其構成因素的影響

不同處理對膜下滴灌水稻的株高影響不明顯，而對其他產量構成因素影響較大(表5)。各處理的有效穗和結實率均比對照高，且差異顯著。B-3和C-1處理的有效穗最多，但與C-2處理差異不顯著，對照組的有效穗最少，B-3、C-1、C-2處理與對照組相比增加了45.7%、44.6%、34.4%。B-2處理結實率最高，C-3和CK結實率最低。對照組的穗長最大，但與A-1、A-3、C-1和C-3處理差異不顯著，A-2、C-2處理的穗長最小，說明不同處理對增加膜下滴灌水稻穗長效果不顯著。A-1處理的穗實粒數最多，其次是C-1處理，C-3處理的穗實粒數最少，說明除了A-1、A-2和C-1處理，其他處理會降低膜下滴灌水稻的穗實粒數。B-3和對照組的千粒重最大，其他處理會降低水稻千粒重。C-1處理產量最高，其次是B-3處理，A-3、C-3和對照組產量最低，C-1和B-3處理的產量分別比對照增加了51.2%、35.9%。

表4 不同處理膜下滴灌水稻植株干重 單位：g·m-2

表5 不同處理膜下滴灌水稻產量及其構成因素

2.6 不同處理對膜下滴灌水稻產量與生理指標的相關性分析

相關性分析結果(表6)表明，產量與丙二醛含量成極顯著負相關，即丙二醛含量越低，產量越高。產量與干重成極顯著正相關，即干重越大，產量越高。丙二醛含量與干重也成極顯著負相關。說明始穗期噴施不同混配型抗旱性物質使水稻增產的主要原因是降低了丙二醛含量，從而增加了干重。

表6 不同處理對膜下滴灌水稻產量與生理指標的相關性分析

3 小結與討論

在農業生產上，水稻成熟后稻穗中60%～90%的碳由抽穗后葉片光合作用供給，因此，葉片過早衰老將嚴重影響作物的產量和品質[9]。早期研究結果表明，若在水稻成熟期設法延長水稻功能葉壽命1 d，理論上可以增產2%左右，實際能增產1%左右[3,10]。在膜下滴灌水稻始穗期噴施不同混配型抗旱性物質，能不同程度地提高膜下滴灌水稻后期葉綠素含量，增加功能葉面積指數，A-3、C-1處理在提高葉綠素含量的同時，也能改善功能葉面積指數和水稻后期光合性能，提高光合效率。葉片衰老時，丙二醛含量增加[4]，B-3、C-1、A-1、A-2、C-2處理可以有效降低葉片丙二醛含量，延緩膜下滴灌水稻葉片衰老。各處理水稻千粒重的增加呈現慢—快—慢的s型曲線變化趨勢，最終B-3和對照組的千粒重最高，B-2處理次之，A-1處理最低；始穗期噴施B-3和C-1這2種混配型抗旱劑可以增加膜下滴灌水稻單位干重，增加干物質積累，促進灌漿，增加產量；各處理的有效穗和結實率均比對照高，但有些處理能提高或者降低水稻穗長、穗實粒數、千粒重，表現不一；各處理產量較對照均有不同程度增產，其中C-1和B-3處理較對照增產幅度最大。

始穗期噴施不同混配型抗旱性物質使膜下滴灌水稻增產的主要原因是延緩了水稻后期葉片衰老，抑制了丙二醛含量的增高，保持較高的功能葉面積指數和葉綠素含量，增加光合產物的積累，提高了結實率和有效穗， C-1和B-3處理增產效果最好，即FeCl2-5-磺基水楊酸以質量比1∶1混配、CaCl2-5-磺基水楊酸以質量比2∶1混配增產效果最好。