全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(11): 2011−2019 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金国际重大合作项目(31061140457), 国家自然科学基金项目(30800670, 31071360), 江苏省基础研究计划项
目(BK2009005)和国家公益性行业(农业)科研专项(200803030)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 杨建昌, E-mail: jcyang@yzu.edu.cn
Received(收稿日期): 2011-02-10; Accepted(接受日期): 2011-07-15; Published online(网络出版日期): 2011-09-06.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20110906.1106.023.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.02011
不同灌溉方式下的水稻群体质量
张自常 徐云姬 褚 光 王志琴 王学明 刘立军 杨建昌*
扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009
摘 要: 为探明不同灌溉方式对水稻群体质量的影响, 以籼稻扬稻 6 号和粳稻扬粳 4038 为材料, 从移栽至成熟进行
畦沟灌溉(FI)和干湿交替灌溉(AWD)处理, 以习惯水层灌溉(TF)为对照。结果表明, 与 TF相比, FI和 AWD的产量分
别增加了 10.60%和 8.43%。FI 和 AWD 减少了无效分蘖数, 提高了分蘖成穗率和顶部 3 叶的叶面积比率, 增加了叶
长、粒叶比、透光率、抽穗期至成熟的干物质积累量、剑叶光合速率、根量和根系活力。说明 FI和 AWD可以改善
群体质量, 进而增加产量。
关键词: 畦沟灌溉; 干湿交替灌溉; 群体特征; 根系活力; 产量
Population Quality of Rice under Different Irrigation Regimes
ZHANG Zi-Chang, XU Yun-Ji, CHU Guang, WANG Zhi-Qin, WANG Xue-Ming, LIU Li-Jun, and YANG
Jian-Chang*
Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China
Abstract: Establishment of a population with high quality is an important prerequisite to achieve high grain yield. Irrigation is
one of the most important practices in rice production and plays a critical role in regulation of population quality. To understand
the effect of irrigation regimes on population quality, we planted two rice cultivars currently used in the production, Yangdao 6 (an
indica) and Yangjing 4038 (a japonica), treated with furrow irrigation between beds (FI), alternate wetting and soil drying (AWD),
and traditional flooding as control (TF), for 10 days after transplanting to maturity. Compared with TF, FI and AWD increased
grain yield by 10.60% and 8.43%, respectively. Both FI and AWD regimes reduced the number of unproductive tillers and in-
creased percentage of productive tillers, area and length of the top three leaves, grain-leaf area ratio, light transmission rate, dry
matter accumulation from heading to maturity, and increased photosynthetic rate of flag leaf, root activity and root biomass during
grain filling. The results demonstrate that both FI and AWD could improve population quality, and consequently increase grain
yield.
Keywords: Furrow irrigation; Alternate wetting and soil drying; Population quality; Root activity; Grain yield
水稻是世界上最重要的粮食作物之一, 为约 30
亿人口提供了 35%~60%的饮食热量[1]。据估计, 到
2025 年, 水稻产量需比目前增加 60%才能满足人口
增长的需求[2]。水稻是我国最大的粮食作物, 也是栽
培用水最多的作物, 约 70%的农业用水用于水稻灌
溉[3]。随着人口的增长、城镇和工业的发展、全球
气候的变化以及环境污染的加重, 用于作物灌溉的
水资源愈来愈匮乏, 严重威胁作物特别是水稻生产
的发展[4-5]。为应对水资源短缺的问题, 旱育秧、干
湿交替灌溉、水稻覆膜旱种和畦沟灌溉 (垄作
灌溉)等节水栽培技术相继产生 [6-7], 其中 , 畦沟灌
溉 (furrow irrigation, FI)和干湿交替灌溉 (alternate
wetting and soil drying, AWD)被认为是高产高效的
节水新技术。
塑造高质量群体是获取高产的重要前提。作物
群体质量包括数量与质量两个方面, 对任何一个群
体的描述最终都必须通过一定的数量来表达, 即各
项考察指标的最优值。高产群体质量指标是指能不
断优化群体结构, 实现高产更高产的各项形态、生
理指标[8]。前人已对直播、抛秧、机插和三角强化
2012 作 物 学 报 第 37卷

栽培等不同种植方式下水稻的群体特征做了大量研
究 , 探讨了不同种植方式下群体指标的差异与优
劣[9-12]。在灌溉方式对水稻群体质量研究方面, 钱永
德等[13]指出, 与平作相比, 垄作使寒地水稻根系生
长量增大, 根系活力增强, 分蘖数增多。章秀福等[14]
也有类似的报道。杨建昌等[15]研究表明, 干湿交替
灌溉较常规灌溉显著降低了总叶面积指数, 显著提
高了根系活力, 但有效穗数和有效叶面积在两灌溉
方式间无显著差异。以上研究说明在不同灌溉方式
下, 水稻生长发育和产量形成有明显差异。但有关
畦沟灌溉和干湿交替灌溉对分蘖成穗率、顶部 3 叶
的叶面积比率、粒叶比、抽穗期至成熟的干物质积
累量等群体质量指标的影响, 研究甚少。本试验系
统观察了畦沟灌溉和干湿交替灌溉条件下的群体质
量诸指标, 以期为塑造高质量群体、为畦沟灌溉和
干湿交替灌溉技术的推广应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试验地点
2009 年和 2010 年在扬州大学农学院实验农场
种植扬稻 6 号(籼稻)和扬粳 4038 (粳稻, 超级稻品
种)。试验前茬为小麦, 土壤质地为沙壤土, 耕作层
含有机质 2.04%、有效氮 103.2 mg kg−1、速效磷 36.5
mg kg−1, 速效钾 83.4 mg kg−1。5月 12日播种, 湿润
育秧。6月 12日移栽, 株行距 20 cm × 20 cm, 双本
栽。尿素、过磷酸钙(P2O5含量 13.5%)和氯化钾的施
用量分别为 490、750和 300 kg hm−2, 磷肥和钾肥在
移栽前作基肥一次施用, 氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗
肥＝6 1 3∶ ∶ 施用。
1.2 试验设计
采用裂区设计, 灌溉方式为主区, 品种为裂区
(小区)。设处理(1)习惯水层灌溉(traditional flooding,
TF, 对照), 全生育期保持浅水层, 中期搁田, 收获
前 1 周断水; (2)畦沟灌溉(FI), 于水稻移栽前作畦,
畦宽 1.50 m, 畦沟宽 20 cm、深 20 cm, 水稻移栽后
的 10 d内畦面保持浅水层, 10 d后畦沟里保持有水;
(3)干湿交替灌溉(AWD), 在移栽后的 10 d内田间保
持浅水层, 10 d后进行干湿交替灌溉, 即在小区内安
装土壤水分张力计(中国科学院南京土壤研究所生
产)监测土壤水势, 当田间由浅水层自然落干至土壤
水势为−15 kPa时, 再灌水 1~2 cm, 再自然落干至土
壤水势为−15 kPa, 再上浅层水, 如此循环。各处理
小区面积 8.0 m×1.5 m, 灌溉管道上安装水表计灌溉
水量。小区间作埂(宽 0.4 m)并包塑料薄膜将两区隔
开。全生育期 TF、FI和 AWD处理的平均用水量分
别为 937.5、744.0和 713.0 mm。
1.3 取样与测定
1.3.1 茎蘖动态变化 移栽后每 7 d 定点调查各
小区 20穴茎蘖数, 直至茎数稳定。
1.3.2 干物重、叶面积和叶基角 分别于分蘖中
期(移栽后 20 d)、穗分化始期(移栽后 38~41 d)、抽
穗期和成熟期, 取每小区 5 穴生长均匀并有代表性
的样株(不取 2行边行), 测定叶面积, 抽穗期分高效
叶(有效茎蘖的顶三叶)、低效叶(顶部 3 叶以下的叶
片)测干物重。以长×宽系数法测定叶面积。于抽穗
期用量角器在田间测定顶三叶叶片角度(叶片与茎
的夹角)。
1.3.3 透光率 用照度计测定光照强度, 透光率
(%) = 稻株不同位置的光照强度/稻株上方光照强度
×100%。
1.3.4 粒叶比 有 3种表示形式, 即颖花数/叶面
积、实粒数/叶面积、粒重/叶面积, 颖花数、实粒数、
粒重分别指总颖花数、总实粒数、总粒重, 叶面积
指抽穗期叶面积。
1.3.5 根系活性和叶片光合速率 自抽穗期起每
7 d 取代表性植株 3 穴(每穴以稻株基部为中心, 挖
取 20 cm × 20 cm × 20 cm的土块), 装于 70目的筛
网袋中, 先用流水再用农用压缩喷雾器将根冲洗干
净, 称取根鲜重, 取部分根按章骏德方法[16]测定根
系活力, 其余根测定根烘干重。分别于抽穗期及抽
穗后 7、14、21、28和 35 d, 采用美国 Li-6400便携
式光合仪测定水稻剑叶光合速率。使用开放系统 ,
叶室CO2浓度 380 μmol mol−1, 红蓝光源的光量子通
量密度(PFD) 1 200 μmol m−2 s−1, 温度 28~30℃。于
晴天 9:30~11:40, 测定剑叶中部, 各处理重复测定 6
次。
1.4 数据分析
采用 Microsoft Excel 2003 处理数据, 用 SAS
9.1软件统计分析数据, 并用 SigmaPlot 10.0绘图。
2 结果与分析
2.1 不同灌溉方式对产量及其构成的影响
与 TF 相比, FI 和 AWD 显著增加了籽粒产量(表
1)。FI的产量较 TF高 9.4%~11.8%, AWD的产量较 TF
高 6.2%~9.9%。从产量构成因素分析, FI 的结实率和
千粒重较 TF 显著提高, 因而增产; AWD 增产的原因
第 11期 张自常等: 不同灌溉方式下的水稻群体质量 2013


主要在于每穗粒数、结实率和千粒重的增加(表 1)。
2.2 不同灌溉方式对群体质量的影响
2.2.1 分蘖数 由表 2可知, FI和AWD的最高分
蘖数较 TF 减少 15.4%~31.7%, 差异显著, 但 FI 和
AWD的有效分蘖数与 TF无显著差异。这主要原因
是 FI 和 AWD 调节分蘖的发生与发育, 减少无效分
蘖的发生, 提高分蘖成穗率使其较 TF 提高 15.3%~
22.5%, 差异达显著水平(表 2)。

表 1 不同灌溉式对水稻产量及其构成因素的影响
Table 1 Effect of irrigation regimes on grain yield and its components of rice
品种
Cultivar
灌溉方式
Irrigation regime
产量
Grain yield
(t hm−2)
穗数
Panicle number
(×104 hm−2)
每穗粒数
Spikelets
per panicle
千粒重
1000-grain
weight (g)
结实率
Seed setting
percentage (%)
2009
习惯灌溉 TF 8.76 b 249.8 a 163.0 b 26.4 b 81.5 b
畦沟灌溉 FI 9.79 a 263.1 a 159.0 b 27.1 a 86.4 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 9.63 a 234.8 a 172.5 a 27.3 a 87.1 a
习惯灌溉 TF 8.12 b 283.1 a 132.1 b 25.6 b 84.8 b
畦沟灌溉 FI 9.04 a 294.8 a 128.7 b 26.5 a 89.9 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 8.87 a 256.2 a 145.2 a 26.3 a 90.7 a
2010
习惯灌溉 TF 8.66 b 247.5 a 165.7 b 26.3 b 80.3 b
畦沟灌溉 FI 9.68 a 255.0 a 162.4 b 27.2 a 85.9 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 9.51 a 230.0 a 177.5 a 27.0 a 86.2 a
习惯灌溉 TF 8.27 b 280.0 a 138.0 b 25.6 b 83.6 b
畦沟灌溉 FI 9.05 a 282.5 a 133.1 b 26.6 a 90.6 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 8.78 a 252.5 a 148.9 a 26.4 a 88.6 a
同一年内、相同品种内不同字母者表示在 0.05水平上差异显著。
TF: Traditional flooding; FI: Furrow irrigation; AWD: Alternate wetting and soil drying. In each year and for the same cultivar, values
followed by different letters are significantly different at P< 0.05.


表 2 不同灌溉式下水稻分蘖状况及分蘖成穗率
Table 2 Number of tillers and percentage of productive tillers of rice under different irrigation regimes
品种
Cultivar
灌溉方式
Irrigation regime
最高分蘖数
Maximum No. of tillers
(×104 hm−2)
有效分蘖数
No. of productive tillers
(×104 hm2)
成穗率
Percentage of productive tillers
(%)
2009
习惯灌溉 TF 400.29 a 249.8 a 62.4 b
畦沟灌溉 FI 338.50 b 263.1 a 77.7 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 282.93 b 234.8 a 83.0 a
习惯灌溉 TF 430.85 a 283.1 a 65.7 b
畦沟灌溉 FI 361.17 b 294.8 a 81.6 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 304.30 b 256.2 a 84.2 a
2010
习惯灌溉 TF 397.80 a 247.5 a 62.2 b
畦沟灌溉 FI 312.38 b 255.0 a 81.6 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 271.68 b 230.0 a 84.7 a
习惯灌溉 TF 428.21 a 280.0 a 65.4 b
畦沟灌溉 FI 344.48 b 282.5 a 82.0 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 304.20 b 252.5 a 83.0 a
同一年内、相同品种内不同字母者表示在 0.05水平上差异显著。
TF: traditional flooding; FI: furrow irrigation; AWD: Alternate wetting and soil drying. In each year and for the same cultivar, values
followed by different letters are significantly different at P< 0.05.

2014 作 物 学 报 第 37卷

2.2.2 叶面积指数、叶基角和透光率 FI和 AWD
的总叶面积指数(LAI)在分蘖中期、穗分化始期和抽
穗期与 TF无显著差异(表 3)。但 FI和 AWD高效叶
面积比率较 TF 分别提高 5.3%~8.6%和 4%~5%, 差
异达显著水平(表 4)。与 TF相比, FI和 AWD显著增
加了剑叶、倒二叶、倒三叶的叶片长度, FI增加幅度
分别为 15.8%~25.1%、11.7~19.3%和 11.5%~16.5%;
AWD增加的幅度分别为 18.9%~25.1%、10.8~23.0%
和 15.0%~18.8%。FI 和 AWD 处理的顶部 3 叶叶片
宽度略有降低, 但差异不显著(表 4)。FI和 AWD还

表 3 不同灌溉式对水稻叶面积指数的影响
Table 3 Effects of irrigation regimes on leaf area index of rice
品种
Cultivar
灌溉方式
Irrigation regime
分蘖中期
Mid-tillering
穗分化始期
Panicle initiation
抽穗期
Heading
2009
习惯灌溉 TF 2.24 a 5.41 a 8.08 a
畦沟灌溉 FI 2.38 a 5.19 a 7.67 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 2.28 a 5.14 a 7.45 a
习惯灌溉 TF 1.70 a 4.08 a 7.09 a
畦沟灌溉 FI 1.74 a 4.19 a 7.01 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 1.69 a 3.95 a 6.69 a
2010
习惯灌溉 TF 1.87 a 4.98 a 8.16 a
畦沟灌溉 FI 1.96 a 5.05 a 7.90 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 1.91 a 4.84 a 7.66 a
习惯灌溉 TF 1.76 a 4.12 a 7.40 a
畦沟灌溉 FI 1.83 a 4.53 a 6.83 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 1.73 a 4.02 a 6.52 a
同一年内、相同品种内不同字母者表示在 0.05水平上差异显著。
TF: Traditional flooding; FI: Furrow irrigation; AWD: Alternate wetting and soil drying. In each year and for the same cultivar, values
followed by different letters are significantly different at P< 0.05.

表 4 不同灌溉式对顶部 3叶长和宽的影响
Table 4 Effects of irrigation regimes on the length and width of top three leaves
剑叶 Flag leaf 倒二叶 Second leaf 倒三叶 Third leaf
品种
Cultivar
灌溉方式
Irrigation
regime
高效 LAI
High
efficient
LAI
长
Length
(cm)
宽
Width
(cm)
长
Length
(cm)
宽
Width
(cm)
长
Length
(cm)
宽
Width
(cm)
高效叶面积比率
High efficient
LAI rate
(%)
2009
TF 5.16 a 31.2 b 2.31 a 44.6 b 2.27 a 49.1 b 2.08 a 63.9 b
FI 5.56 a 36.2 a 2.07 a 49.8 a 2.01 a 56.4 a 1.89 a 72.5 a
扬稻 6号
Yangdao 6
AWD 5.13 a 37.1 a 1.91 a 49.4 a 2.04 a 57.8 a 1.91 a 68.9 a
TF 4.26 a 26.1 b 1.91 a 41.3 b 1.81 a 46.2 b 1.63 a 60.1 b
FI 4.65 a 30.4 a 1.78 a 47.2 a 1.62 a 53.8 a 1.48 a 66.3 a
扬粳 4038
Yangjing
4038
AWD 4.33 a 32.1 a 1.81 a 47.5 a 1.71 a 54.9 a 1.53 a 64.7 a
2010
TF 5.27 a 30.4 b 2.47 a 44.2 b 2.30 a 51.4 b 2.11 a 64.6 b
FI 5.61 a 35.2 a 2.17 a 49.8 a 2.14 a 57.3 a 1.96 a 71.0 a
扬稻 6号
Yangdao 6
AWD 5.32 a 37.8 a 2.15 a 51.5 a 2.14 a 59.1 a 1.91 a 69.5 a
TF 4.46 a 25.1 b 1.88 a 40.0 b 1.74 a 45.9 b 1.56 a 60.3 b
FI 4.48 a 31.4 a 1.74 a 47.7 a 1.66 a 51.2 a 1.54 a 65.6 a
扬粳 4038
Yangjing
4038
AWD 4.19 a 32.9 a 1.78 a 49.2 a 1.65 a 53.1 a 1.52 a 64.3 a
同一年内、相同品种内不同字母者表示在 0.05水平上差异显著。
TF: traditional flooding; FI: furrow irrigation; AWD: alternate wetting and soil drying. In each year and for the same cultivar, values
followed by different letters are significantly different at P< 0.05.
第 11期 张自常等: 不同灌溉方式下的水稻群体质量 2015


显著降低了顶部 3叶的平均叶基角(图 1), 降低幅度
分别为 13.7%~18.9%和 16.3%~21.2%, 增加了群体
透光率(图 2)。
2.2.3 物质生产和粒叶比 FI 和 AWD 的干物质


图 1 不同灌溉式对水稻抽穗期顶部 3叶平均叶基角的影响
Fig. 1 Effect of irrigation regime on basal angle of the top three leaves at heading stage
TF: 习惯灌溉; FI: 畦沟灌溉; AWD: 干湿交替灌溉。
TF: traditional flooding; FI: furrow irrigation; AWD: alternate wetting and soil drying.

图 2 不同灌溉式对抽穗期透光率的影响
Fig. 2 Effect of irrigation regime on light transmission rate of rice at heading stage
TF: 习惯灌溉; FI: 畦沟灌溉; AWD: 干湿交替灌溉。
TF: traditional flooding; FI: furrow irrigation; AWD: alternate wetting and soil drying.
2016 作 物 学 报 第 37卷

积累量在抽穗期和成熟期虽然与 TF 的差异不显著,
但 FI 和 AWD 抽穗至成熟的干物质积累量增加, 增
加幅度分别为 16.2%~25.9%和 12.5%~24.5%, 差异
显著; FI和 AWD较 TF还显著提高了抽穗期至成熟
期的干物质积累量占成熟期总干物质量的比例(表
5)。说明 FI和 AWD处理有利于花后的物质生产。
表 6表明, 各处理的颖花/叶, FI和 AWD较 TF
略有增加, 但差异不显著; 实粒数/叶和粒重/叶面积,
表现为 FI 较 TF 分别增加 8.7%~14.6%和 12.9%~
17.2%; AWD 较 TF 增加 12.7%~18.5%和 16.2%~

表 5 不同灌溉式对水稻物质生产特性的影响
Table 5 Effects of irrigation regimes on properties of dry matter production of rice
干物质量 Dry matter weight (t hm−2) 品种
Cultivar
灌溉方式
Irrigation
regime
抽穗期
Heading
成熟期
Maturity
抽穗至成熟期
Heading–maturity
花后干物质占总干重
Post-anthesis dry matter to total
dry matter (%)
2009
习惯灌溉 TF 12.43 a 18.07 a 5.64 b 31.21 b
畦沟灌溉 FI 12.17 a 19.27 a 7.10 a 36.84 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 11.72 a 18.74 a 7.02 a 37.46 a
习惯灌溉 TF 11.62 a 16.81 a 5.19 b 30.87 b
畦沟灌溉 FI 11.70 a 18.08 a 6.38 a 35.29 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 10.95 a 17.39 a 6.44 a 37.03 a
2010
习惯灌溉 TF 11.74 a 17.78 a 6.04 b 33.97 b
畦沟灌溉 FI 11.81 a 18.97 a 7.16 a 37.74 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 11.38 a 18.55 a 7.17 a 38.65 a
习惯灌溉 TF 11.41 a 17.02 a 5.61 b 32.96 b
畦沟灌溉 FI 11.46 a 17.98 a 6.52 a 36.26 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 10.96 a 17.27 a 6.31 a 36.54 a
同一年内、相同品种内不同字母者表示在 0.05水平上差异显著。
TF: traditional flooding; FI: furrow irrigation; AWD: alternate wetting and soil drying. In each year and for the same cultivar, values
followed by different letters are significantly different at P< 0.05.

表 6 不同灌溉式对粒叶比的影响
Table 6 Effects of irrigation regimes on grain/leaf area ratio of rice
品种
Cultivar
灌溉方式
Irrigation regime
颖花/叶
Spikelets/leaf area
(cm−2)
实粒/叶
Filled grains/leaf area
(cm−2)
粒重/叶
Grain yield/leaf
(mg cm−2)
2009
习惯灌溉 TF 0.504 a 0.411 b 10.85 b
畦沟灌溉 FI 0.545 a 0.471 a 12.77 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 0.544 a 0.474 a 12.95 a
习惯灌溉 TF 0.528 a 0.448 b 11.46 b
畦沟灌溉 FI 0.542 a 0.487 a 12.92 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 0.558 a 0.506 a 13.32 a
2010
习惯灌溉 TF 0.502 a 0.403 b 10.60 b
畦沟灌溉 FI 0.524 a 0.450 a 12.24 a
扬稻 6号
Yangdao 6
干湿交替灌溉 AWD 0.533 a 0.459 a 12.39 a
习惯灌溉 TF 0.522 a 0.436 b 11.16 b
畦沟灌溉 FI 0.548 a 0.497 a 13.22 a
扬粳 4038
Yangjing 4038
干湿交替灌溉 AWD 0.577 a 0.511 a 13.49 a
同一年内、相同品种内不同字母者表示在 0.05水平上差异显著。
TF: traditional flooding; FI: furrow irrigation; AWD: alternate wetting and soil drying. In each year and for the same cultivar, values
followed by different letters are significantly different at P< 0.05.
第 11期 张自常等: 不同灌溉方式下的水稻群体质量 2017


20.9%。2 种灌溉方式均表现为显著增加, 说明尽管
各处理间单位叶面积所负载的库容基本相同, 但 FI
和 AWD 处理的源对库的贡献大于 TF, 促进了产量
的提高。
2.2.4 叶片光合速率与根系活力 与 TF相比, FI
抽穗后的剑叶光合速率显著增加 , 增加幅度为
5.1%~4.2%; AWD 处理的剑叶光合速率在土壤落干
期与 TF无显著差异, 但在复水期则较 TF显著增加,
增加幅度为 7.0%~13.8% (图 3)。抽穗后水稻根量和
根系活力随生育进程逐渐降低。与 TF 相比, FI 和
AWD的根干重增加 15.5%~26.8%, 根系氧化力提高
8.2%~10.5% (图 4)。


图 3 不同灌溉式对剑叶光合速率的影响(2009)
Fig. 3 Effect of irrigation regime on photosynthetic rate of flag leaf of rice in 2009
TF: 习惯灌溉; FI: 畦沟灌溉; AWD: 干湿交替灌溉。图中箭头表示复水期。
TF: Traditional flooding; FI: Furrow irrigation; AWD: Alternate wetting and soil drying. Arrows indicate plants were re-watered when soil
water potentials were –15 kPa in the AWD regime.

图 4 不同灌溉方式对根量和根系活力的影响(2009)
Fig. 4 Effect of irrigation regimes on root activity and root biomass of rice in 2009
TF: 习惯灌溉; FI: 畦沟灌溉; AWD: 干湿交替灌溉。图中箭头表示复水期。
TF: traditional flooding; FI: furrow irrigation; AWD: alternate wetting and soil drying.
Arrows indicate plants were re-watered when soil water potentials were –15 kPa in the AWD regime.
2018 作 物 学 报 第 37卷

3 讨论
AWD 的节水效应已被很多研究肯定[3,17-19], 但
其对产量的影响, 既有比习惯水层灌溉(TF)增产的
试验结果[18-19], 也有减产的报道[3,17]。这些研究结果
的差异可能与土壤和气候条件、水稻品种特性、灌
溉方法、土壤落干程度等有关系。本研究表明, 在
AWD 条件下, 当土壤落干至土壤水势为−15 kPa 时
复水, 则可显著提高产量。
本研究观察到, FI较 TF显著提高了产量, 这与
以往的研究结果趋势一致[13-14]。但对 FI和 AWD增
产的原因, 缺乏深入研究。本研究表明, 与 TF相比,
FI和 AWD显著提高了分蘖成穗率、叶片光合速率、
粒叶比、花后干物质生产及根系活性, 说明 FI 和
AWD改善了群体质量。这可能是在这 2种灌溉方式
下产量提高的重要原因。
与穗分化同步的倒一、倒二和倒三叶是抽穗后
的高效功能叶, 适当增加顶部 3 叶叶面积占最大叶
面积的比例, 有利于提高抽穗后群体光合生产能力
和促进籽粒灌浆[20-22]。本研究表明, 3种灌溉处理的
总叶面积指数在抽穗期差异不显著, 但 FI 和 AWD
显著增加了顶部 3 叶的叶片长度, 提高了顶部 3 叶
占总叶面积的比例和剑叶光合速率, 降低了叶基角,
提高了群体透光率。表明在 FI和 AWD灌溉方式下,
水稻后期光合生产能力强, 利于籽粒的灌浆结实。
此外, FI和 AWD显著提高了实粒数/叶面积和粒重/
叶面积, 说明其单位叶面积对产量的贡献较 TF 大,
源质量较高。其提高了叶片光合能力, 协调了源库
关系, 这是其增产的另一个重要原因。
有关高产水稻的根系形态生理的研究, 国内外
已有较多报道[8,23-24]。凌启鸿等[8]认为, 高产高光效
群体应具有发展深广且活力旺盛的根系。黄升谋
等[24]指出, 根系活力的高低直接影响地上部分的生
长发育和产量形成。蔡永萍等[26]认为, 水稻抽穗后
10 d 左右保持较高的根系活力, 是其籽粒迅速灌浆
的保证。本研究表明, FI和 AWD均显著增加了结实
期的根量和根系活力。我们推测, 在 FI 和 AWD 条
件下, 叶片光合速率高、花后干物质生产量大, 结实
率和粒重高, 可能与其根系活性提高有关。
苏祖芳等[27]指出, 在获得适宜穗数的条件下控
制群体的最高总茎蘖数, 尽量减少无效分蘖, 尽可
能提高成穗率 , 是全面提高群体质量的一项最直
观、易诊断掌握的综合性有效措施。本研究观察到,
FI 和 WAD 较 TF 显著提高了分蘖成穗率, 说明 FI
和 WAD是提高群体质量的重要措施。
本研究观察到, 与干湿交替灌溉相比, 畦沟灌
溉的灌溉水量增加 4.3%, 产量及各项群体质量指标
在两灌溉方式间无显著差异, 说明在本试验条件下,
畦沟灌溉与干湿交替灌溉相比无明显优点。而且畦
沟灌溉需要在秧苗移栽前作畦, 花费工时较干湿交
替灌溉多。因此, 干湿交替灌溉较畦沟灌溉更容易
在生产上推广应用。但是, 近年来随着农村劳动力
向城镇的转移, 直播稻的面积越来愈大。目前直播
稻大多采用开沟做畦的方法。畦沟灌溉是否更适用
于直播稻, 值得进一步研究。
4 结论
与习惯水层灌溉相比, 畦沟灌溉和干湿交替灌
溉显著提高了产量。这得益于群体质量的改善, 畦
沟灌溉和干湿交替灌溉显著提高了分蘖成穗率、顶
部 3 叶叶面积占总叶面积的比率、剑叶光合速率、
根系活力和粒叶比; 改善了冠层叶片受光姿态, 提
高了群体透光率; 增加了花后干物质积累量占总干
重的比例。
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