干湿交替灌溉对旱直播水稻产量与品质的影响及其生理机制

【目的】水稻是人类重要的粮食作物之一。水资源短缺是限制传统水稻生产发展的因素之一。在保证水稻产量稳产优产的同时,提高水分利用率对我国水资源高效利用具有重要意义。旱直播作为一种精简化的种植模式,与常规的移栽稻相比,可以省时、省力和减少灌溉用水量,提高水分利用率。干湿交替灌溉是指在水稻生长发育过程中,以保持一定水层和自然落干相互交替为特征,是有效减少灌溉水用量的一种节水栽培技术,对维持粮食生产和节约农业用水具有重要意义。研究旱直播下不同水分管理方式对水分利用率、农艺性状、抗氧化酶与渗透调节物质、光合物质生产与转运、非结构性碳水化合物代谢等方面的影响,探讨不同水分管理方式下水稻产量和品质的差异,为水稻旱直播节水栽培种植体系提供理论基础。【方法】将旱直播与干湿交替灌溉相结合,以吉玉粳为试验材料,于2021年和2022年进行盆栽试验,在旱直播下设置3个不同水分管理方式:常规水分管理(D1)、干湿交替灌溉(D2,土壤水势为0 kPa复水)、干湿交替灌溉(D3,土壤水势为-15 kPa时复水)。【结果】与常规灌溉相比,干湿交替灌溉可以增加有效分蘖的产生,增加水稻灌浆前叶片的生理活性,提高了茎鞘中非结构性碳水化合物向籽粒转运,增加了水稻籽粒灌浆时SuS、AGP、StS和SBE的酶活性,提高了每穗粒数和结实率,提高旱直播水稻产量与改善品质。【结论】干湿交替灌溉土壤水势为-15 kPa时效果最佳。