不同灌溉模式下常規稻與雜交稻生長及水分利用的差異性分析

鄭世宗，肖夢華

?作物水肥高效利用?

不同灌溉模式下常規稻與雜交稻生長及水分利用的差異性分析

鄭世宗，肖夢華*

（浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規劃設計研究院）），杭州 310020）

【目的】探究浙江省典型水稻品種在薄露灌溉、常規淹灌條件下需耗水規律與生長特性，明晰稻田灌溉調控對水稻需水規律、水分利用及產量的影響機制?！痉椒ā?018—2020年在嘉興市平湖灌溉試驗站開展了田間小區試驗，設置了2種水稻品種（常規水稻秀水134和雜交水稻甬優9號）和2種灌溉模式（常規淹灌和薄露灌溉），研究了不同灌溉模式下不同水稻品種水稻生長指標（葉面積指數、干物質總量、根系生長、產量）和需水規律（需水量、耗水量、灌溉定額、水分利用效率）變化?！窘Y果】薄露灌溉水稻需耗水量均低于常規淹灌，常規淹灌水稻需耗水受水文年型影響顯著，隨著降水量增加，全生育期需耗水呈現增加趨勢，常規水稻需耗水量均略低于雜交水稻；相比常規淹灌，薄露灌溉日均耗水量降低22.6%～59.5%，不同水稻品種日耗水規律總體上一致，雜交水稻日均耗水量略高于常規水稻，變幅為1.3%～3.0%；相比常規淹灌，薄露灌溉水稻產量增加1.7%；相比常規水稻，雜交水稻產量增加31.9%；相比常規淹灌，薄露灌溉模式灌溉定額降低了30.1%～35.0%，且灌溉水利用效率（I）與耗水利用效率（ET）顯著提高，不同水稻品種，由于產量差異顯著，疊加不同灌溉模式的影響，導致I與ET差異顯著?！窘Y論】薄露灌溉有利于水稻各生育期葉面積的合理分配和發展，雜交水稻有利于水稻葉面積增長與干物質積累；水稻需耗水量、灌溉定額受灌溉模式、水文年型影響顯著，與水稻品種沒有相關關系。

水稻品種；需水規律；水文年型；薄露灌溉；生長特性

0 引言

【研究意義】水稻是我國重要的糧食作物，其生產規模的穩定與發展對保障糧食安全具有重要作用[1]。水稻是耗水量最大的作物，其灌溉用水量約占全國農業用水量1/3以上，發展水稻節水灌溉對國家水安全也有重要影響[2]。水稻水分利用特性反映了水稻生長過程中對水分需求及利用的內在機理與特征，掌握水稻水分利用特性，有利于科學制定水稻節水灌溉策略，實現水稻節水增產[3]?！狙芯窟M展】針對不同水稻品種的農學特性與生物學特性，國內外學者發現不同水稻品種生長特性與吸收轉化能力差異較大[4]，其中雜交稻的增產潛力一般比常規稻高10%～20%，吸氮能力高于常規稻[5-6]；一些研究者[7-8]將水稻根系特性與土壤氮素轉化過程相結合，證明雜交水稻品種根系通氣組織發達，促進水稻側根發育和伸長，間接增加氮素吸收效率。針對水稻需水特性的研究，微觀層面主要集中在不同田間水分調控對水稻水分高效利用的影響，探討了水稻的株型、葉型、氣孔特性、葉片光合與蒸騰特性、根系形態生理與水分的吸收和運輸、植物激素、分子機制等方面對水分高效利用的影響機理，研究了環境因素、土壤特性、水分管理方式、肥料施用等方面對水稻水分高效利用的影響[9-11]；宏觀層面主要集中在氣候變化下區域水稻需水量（灌溉需水量）時空分布特征的研究。但針對水稻品種對作物水分利用特性的影響，國內相關研究領域匱乏，相關影響機制不明晰[12-13]?！厩腥朦c】本文基于嘉興市平湖灌溉試驗站2018—2020年田間試驗數據，分析不同水稻品種在不同灌溉模式下對作物生長及水分利用特性的影響?！緮M解決的關鍵問題】明晰稻田灌溉調控對水稻需耗水、水分利用及產量的影響機制，為制定區域水稻節水灌溉策略提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區基本情況

試驗于2018—2020年在嘉興市平湖灌溉試驗站開展。試驗區（30°43′N，121°10′E）屬于杭嘉湖平原區，可代表浙北糧食生產區用水的基本特點及環境特征，年降水量1 669 mm，年平均氣溫24 ℃，無霜期225～245 d，平均相對濕度82%，日照時間2 037 h。試驗區內有標準水稻試驗小區24個（規格6 m×22 m）。經測定，試驗區土壤為黏土，土壤pH值為6.0，土壤體積質量為1.5 g/cm3，全氮量為2.6 g/kg，有機質量為36.2 g/kg，速效磷量為8.6 mg/kg。

1.2 試驗設計

供試的水稻品種為杭嘉湖地區主導的水稻品種，分別為常規水稻X（粳稻：秀水134）、雜交水稻Y（秈粳：甬優9號）。試驗設置常規淹灌（W0）和薄露灌溉（W1）2種灌溉方式，分別在水稻返青期、分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期和黃熟期6個生育階段進行水分、水位調控試驗，生育期田間灌溉控制標準如表1。每個處理設置3個重復，小區隨機排列，其他農業措施（如種植密度、施肥用藥等）各小區保持一致。各處理施肥管理采用3次施肥方式（F3），分別為基肥、分蘗肥與穗肥，肥料品種均為尿素，施肥量分別為130、80、50 kg/hm2，其中氮素質量分數為47%。

表1 2018—2020年各處理田間水分、水位控制標準

注 表中數字為田面淹水深度，S為田間飽和含水率。

1.3 觀測指標

常規水稻根系分布在0～20 cm土層，雜交水稻根系分布在25～35 cm土層；水稻耗水量測定，田面有水層時，測針測定水位，田面無水層時，每隔3～5 d用土壤水分測定儀測定0～20 cm（常規水稻）、20～40 cm（雜交水稻）土壤含水率；使用稻田滲漏儀測定0～20 cm（常規水稻）、20～40 cm（雜交水稻）土層稻田滲漏量，即測針測得前后2 d的讀數差，每天觀測1次（露田期除外）；水稻需水量（騰發量）測定，為耗水量與滲漏量差值。利用安裝在每個試驗小區的計量水表，測量灌溉期水稻每次灌溉水量。測針測定排水前后的水位差值即田間排水量。

水稻生長特性指標包括葉面積指數（）、地上部分（莖、葉、穗）干物質總量、根系、產量。分蘗期開始，每個生育期內采用葉面積測定儀測定冠層葉面積指數；對水稻植株地面部分取樣，地上各部分（莖、葉、穗）烘干后稱質量測定干物質總量；清洗根系測定根長；在生育期結束時，對試驗小區單獨測產，測定稻谷實際產量。

1.4 分析方法

水稻水分利用效率（）是指在一定的作物品種和耕作栽培條件下，單位水資源量所獲得的產量或產值，即作物產量與消耗水量的比值，其中I、P、ET分別為灌溉水利用效率、降水利用效率與耗水利用效率。本文應用SPSS 26進行雙因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 試驗期降水典型性分析

水稻小區試驗結果受外部水文氣象條件的影響很大，特別是降水量，直接影響著水稻需水量及灌溉定額。為反映試驗成果的代表性，采用平湖氣象站水稻生育期實測降水量資料（30 a以上）開展試驗期降水典型性分析，利用水文適線法獲得不同降水頻率對應的降水量值，如表2。統計2018—2020年平湖試驗站水稻實測降水情況，2018年降水量388 mm，相對多年平均（接近50%頻率）偏枯水年型；2019年438 mm，相對多年平均偏豐水年型；2020年555 mm，屬于豐水年型。由此，以上述期間的試驗資料作為分析樣本，具有較好的代表性。

表2 2018—2020年水稻生育期降水頻率分析

2.2 不同灌溉模式、水稻品種對作物生長特性影響

2.2.1 水稻葉面積指數（）

2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種葉面積指數（）變化見圖1。不同灌溉模式比較，薄露灌溉模式在分蘗期至乳熟期均高于常規淹灌模式，在黃熟期2種灌溉模式趨于一致；薄露灌溉模式水稻動態變化呈拋物線狀，峰值出現在抽穗期間，抽穗期后降低，進入生殖生長期；相比常規淹灌模式，薄露灌溉模式水稻在分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期分別提高了26.2%、9.0%、4.6%、7.2%、0.2%，不同灌溉模式對動態變化影響明顯。不同水稻品種比較，雜交水稻全生育期內明顯高于常規水稻，相比常規水稻，雜交水稻在分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期分別提高了30.0%、23.2%、17.6%、23.6%、21.2%，相比灌溉模式，不同水稻品種動態變化差異較大；此外，雜交水稻峰值均出現在乳熟期，相比常規水稻更有利于后期水稻高產。

綜上，相同水稻品種，薄露灌溉模式有利于水稻各生育期的合理分配和發展，各生育階段穩定，且分布合理，效果最佳；不同水稻品種比較，雜交水稻更有利于增加。

圖1 2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種葉面積指數（LAI）變化

2.2.2 干物質總量

2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種干物質總量隨著生育期變化見圖2?？梢钥闯?，整個生育期水稻干物質總量隨著生育期推進逐漸增長，其中分蘗期至乳熟期增長最快，黃熟期增長減緩，符合水稻生長規律。不同灌溉模式下水稻的干物質總量拔節期前表現為W1處理>W0處理，說明薄露灌溉模式能夠限制植株無效分蘗，植株干物質累積較高。相比常規淹灌模式，薄露灌溉模式水稻在分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期干物質總量分別提高了16.8%、24.9%、7.4%、1.4%、0.7%。不同水稻品種，水稻植株干物質總量總體表現為雜交水稻>常規水稻，且在抽穗期以后，雜交水稻干物質總量增幅增大。相比常規水稻，雜交水稻在分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期干物質總量分別提高了1.9、1.4、1.8、1.7、1.6倍，可見，相比灌溉模式，水稻品種對干物質總量影響較大。

2.2.3 根系生長

2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種根數和根長隨著生育期變化見表3和圖3。由表3和圖3可知，對于不同灌溉模式，不同生育期，2種灌溉模式下水稻根長在分蘗期、拔節期、抽穗期基本以常規淹灌模式占優，在乳熟和黃熟階段，以薄露灌溉模式占優，相比常規淹灌模式，薄露灌溉模式分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期根長分別增加了-2.1%、-4.0%、-0.3%、1.1%、2.5%，表明灌溉模式對水稻根長變化影響較小，薄露灌溉模式在生育階段后期可以有效地促進水稻向下扎根，夠吸收土壤深層養分。2種灌溉模式水稻白根/黃根均隨生育期逐步降低，即根系活力逐步降低。白根/黃根在乳熟期以常規淹灌模式占優，其余生育期以薄露灌溉占優，說明在生長旺盛階段，適當水分虧缺對根系活力具有一定的增效；相比常規淹灌模式，薄露灌溉模式在分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期根長分別增加了-1.1%、2.1%、6.4%、-2.6%、6.7%，表明薄露灌溉模式在抽穗期和黃熟期有利于水稻根系生長。

對于不同水稻品種，水稻根系生長量與水稻品種關系密切，雜交水稻根長在分蘗期達到高峰值，隨著生育期推進，根長逐漸下降，常規水稻根長在拔節期達到峰值，隨后下降并趨于穩定；全生育期雜交水稻根長均明顯高于常規水稻，相比常規水稻，雜交水稻在分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期根長分別增加了61.4%、31.3%、26.9%、25.4%、17.2%。比較不同水稻品種根數（白根+黃根）、白根/黃根發現，雜交水稻根數顯著高于常規水稻，相比常規水稻，雜交水稻在分蘗期、拔節期、抽穗期、乳熟期、黃熟期根數分別增加了44.2%、64.4%、75.9%、56.7%、48.4%；不同水稻品種白根/黃根均在拔節期較高，但隨著生育期的推進，除分蘗期，常規水稻白根/黃根均略高于雜交水稻。由于雜交水稻根數顯著高于常規水稻，有利于保持后期水稻根系的活力。

圖2 2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種干物質總量變化

表3 2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種生育期內根數變化

圖3 2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種根長變化

2.2.4 產量

2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種實際產量變化見圖4。不同灌溉模式比較，常規淹灌模式產量約為9 808.5 kg/hm2，薄露灌溉模式產量約為9 972.0 kg/hm2，可以看出，相比常規淹灌，薄露灌溉產量增加1.7%，2種灌溉模式差異不顯著。不同水稻品種比較，雜交水稻產量平均為11 172.0 kg/hm2，常規水稻產量平均為8 472.0 kg/hm2，相比常規水稻，雜交水稻產量增幅為31.9%，二者產量差異達到極顯著。

圖4 2018—2020年各處理水稻實際產量變化

Fig.4 Changes of yield of each treatment in the year 2018—2020

2.3 不同灌溉模式、水稻品種對作物需耗水影響

2.3.1 水稻需耗水量

2018—2020年不同處理全生育期的耗水量、滲漏量、需水量變化見表4。對于水稻品種，同一灌溉模式，常規水稻（X）需水量、耗水量均略低于雜交水稻（Y），其中2018年，常規淹灌模式下，雜交水稻的需水量、耗水量分別增加了1.2%、0.9%，薄露灌溉模式下，分別增加2.9%、3.3%；2019年，常規淹灌模式下，分別增加了2.7%、2.4%，薄露灌溉模式下，分別增加了1.9%、2.9%；2020年，常規淹灌模式下，分別增加了4.3%、3.7%，薄露灌溉模式下，分別增加了1.0%、3.8%。綜合2種水稻品種、3 a平均值，雜交水稻（Y）的需水量、耗水量分別比常規水稻（X）增加了2.4%、2.8%，總體未達到顯著水平。對于不同灌溉模式，同一水稻品種，薄露灌溉（W1）的滲漏量、需水量、耗水量均明顯低于常規淹灌（W0），其中2018年，常規水稻薄露灌溉模式的滲漏量、騰發量、耗水量較常規淹灌分別降低了43.8%、14.4%、17.6%，雜交水稻分別降低了38.0%、13.0%、15.6%；2019年，常規水稻分別降低了61.9%、31.2%、34.6%，雜交水稻分別降低了55.1%、31.8%、34.2%；2020年，常規水稻分別降低了51.6%、26.0%、29.8%，雜交水稻分別降低了49.1%、28.3%、29.3%。綜合2種灌溉模式、3 a平均情況，薄露灌溉（W1）的滲漏量、需水量、耗水量比常規淹灌（W0）分別降低了50.5%、24.8%、27.6%，總體差異達到了顯著水平。

表4 2018—2020年不同處理需耗水量變化

注 W、V分別代表灌溉調控與水稻品種，*、**和NS分別代表<0.05、<0.01和>0.05。

2.3.2 水稻耗水規律

分析2018—2020年不同水稻品種日均耗水量隨生育期變化情況見圖5。從水稻品種看，不同水稻品種在2種灌溉模式的日耗水規律基本一致，雜交水稻日均耗水量略高于常規水稻，各生育期變化幅度為1.3%～3.0%，不同水稻品種對日均耗水量變化影響不顯著。從灌溉模式看，無論雜交水稻還是常規水稻，水稻日均耗水量變化趨勢基本一致，高峰期均出現在返青期、抽穗期，其中返青期為7月上旬，正是氣溫最高階段，所以日均耗水量較大；抽穗期達到峰值，主要原因是抽穗期為水稻生長最旺盛的階段，也是氣溫相對較高的階段，此時田間蒸發和植物蒸騰均處于最大值。

圖5 2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種日均耗水量變化

2.3.3 水稻灌溉定額

2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種灌溉定額變化見圖6?？梢钥闯?，泡田期不同灌溉模式下不同水稻品種灌溉定額差異不顯著，常規淹灌與薄露灌溉處理灌溉定額變化在51～63 mm，不同水稻品種泡田期灌溉定額相差0.15～0.60 mm，可見泡田期水稻灌溉定額受灌溉模式、水稻品種影響不顯著。本田灌溉定額、全生育期灌溉定額，同一水文年型，相同灌溉模式下不同水稻品種，雜交水稻略高于常規水稻，相差3.2～6.0 mm，差異不顯著；不同水文年型，隨著生育期內降水量增加，灌溉定額呈降低趨勢，偏豐水年型與豐水年型全生育期灌溉定額趨于一致?？梢娝酒贩N對本田期、全生育期灌溉定額影響不顯著，水文年型（生育期內降水量）對灌溉定額影響顯著。相同水稻品種，不同灌溉模式比較，常規淹灌模式本田期、全生育期灌溉定額顯著高于薄露灌溉模式，相比常規淹灌，常規水稻薄露灌溉模式全生育期灌溉定額降低30.8%～35.0%，雜交水稻薄露灌溉模式全生育期灌溉定額降低30.1%～33.2%，說明薄露灌溉模式可以有效降低水稻灌溉定額。

圖6 2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種灌溉定額變化

2.3.4 水稻水分利用效率

2018—2020年不同灌溉模式、不同水稻品種水分利用效率見表5。不同灌溉模式比較，可以看出常規淹灌模式I與ET均低于薄露灌溉模式，P高于薄露灌溉模式。薄露灌溉模式較常規淹灌I與ET分別增加了57.7%、38.8%，P降低了12.9%，常規淹灌與薄露灌溉差異達到了極顯著水平。不同水稻品種比較，灌溉用水量、有效降水量、耗水量差異均不顯著，但由于不同水稻品種產量差異顯著，導致不同水稻品種I、P與ET均達到顯著水平。

表5 2018—2020年不同處理水稻水分利用效率變化

注 W、V分別代表灌溉調控與水稻品種，*、**和NS分別代表<0.05、<0.01和>0.05。

3 討論

水稻需耗水規律主要反映作物及品種的生物學特性，同時受氣候影響[14]。本文研究表明水稻生育期需耗水量、日耗水變化規律基本不受水稻品種影響，而受灌溉模式的影響顯著。本文采用薄露灌溉模式，由于有效控制了田間水層，干濕交替，在保證水稻生理需水和稻田生態需水的同時，降低水面蒸發，可顯著減少水稻需水量，為實現水稻節水灌溉奠定了生物學基礎[15]。Xiao等[16]對浙江省典型區域包括山丘區、平原河網區節水減排機制進行了研究，相比常規淹灌模式，節水灌溉模式水稻耗水量、滲漏水量和蒸騰量分別降低了16.63%～34.40%、39.97%～60.80%和9.40%～31.53%，產量提高了0.4%～2.1%，與本文研究結果一致，但未在同一典型區域開展不同水稻品種下需水規律研究。水稻泡田水量主要受泡田前土壤含水率、泡田時間、氣候等因素影響[17]，與水稻品種沒有相關關系。部分學者開展了節水灌溉、控制灌溉下水稻生育期蒸散量和蒸發量及灌溉定額影響研究，但缺少對不同水文年型的論證[18-19]。陳凱文等[20]基于1956—2015年的降水資料，獲得控制灌排的灌溉水分生產率在豐、平、枯3種年型下分別為5.52、4.65、3.83 kg/m3，表明在產量因子穩定的情況下，隨著降水量增加，灌溉水量呈顯著降低趨勢，與本文結果趨于一致。

水稻生長特性及產量形成是水稻的遺傳特性、環境因素與生產條件相互作用的結果，受水稻品種更替演變、氣候條件、栽培方式、灌溉模式等影響，其中水稻品種是主要的影響因子。雜交水稻的發根能力強，生長速率快，根系龐大；單株葉面積大、光合能力強；大穗優勢明顯，穎花數多，庫容量大，一般比常規水稻大30%～50%[21]，與本文不同水稻品種生產特性研究結果趨于一致。本文研究表明雜交水稻根數、根長均顯著高于常規水稻，原因在于雜交水稻源—庫關系較協調，能夠有效地降低同化物運轉過程中的阻力，提高同化物的轉運速率和效率，有利于作物根系的生長。此外，水分利用效率反映了作物水分投入與產量的關系，受水分利用和產量雙重影響[22]。由于雜交水稻與常規水稻產量差異顯著，疊加不同灌溉模式的影響，薄露灌溉模式、雜交水稻的I、ET表現出顯著的優勢。

相比國內外同類研究，本文補充了水稻品種對作物水分利用特性的影響研究，提出了不同水文年型下不同水稻品種灌溉定額，其中偏枯水年型下常規水稻灌溉定額為308 mm，雜交水稻灌溉定額為444 mm；偏豐水年型和豐水年型下常規水稻灌溉定額為259～271 mm，雜交水稻灌溉定額為394～394 mm，研究成果對揭示水稻水分高效利用機制，闡明水稻需耗水、水分利用與產量互作效應提供了理論支持。

4 結論

1）薄露灌溉水稻需耗水量小于常規淹灌，且差異達到了顯著水平；常規淹灌模式水稻需耗水受水文年型影響表現為極顯著水平。

2）雜交水稻日均耗水量略高于常規水稻，差異不顯著；相比常規淹灌，薄露灌溉在水稻各生育階段日均耗水量降低了22.6%～59.5%。

3）相比灌溉模式，水稻品種對干物質總量影響較大；薄露灌溉水稻產量比常規淹灌增加1.7%，雜交水稻產量比常規水稻增加為31.9%，水稻品種對產量影響較大。

4）薄露灌溉全生育期灌溉定額比常規淹灌降低了30.1%～35.0%，與水稻品種不相關。常規淹灌I與ET均低于薄露灌溉，P高于薄露灌溉；不同水稻品種，I、P與ET均達到顯著水平。

（作者聲明本文無實際或潛在利益沖突）

[1] 徐春春, 紀龍, 李鳳博, 等. 當前我國水稻產業發展形勢與戰略對策[J].華中農業大學學報, 2022, 41(1): 21-27.

XU Chunchun, JI Long, LI Fengbo, et al. Situation and strategies of rice industry development in China[J]. Journal of Huazhong Agricultural University, 2022, 41(1): 21-27.

[2] 茆智. 水稻節水灌溉及其對環境的影響[J]. 中國工程科學, 2002, 4(7): 8-16.

MAO Zhi. Water saving irrigation for rice and its effect on environment[J]. Engineering Science, 2002, 4(7): 8-16.

[3] 汝晨, 魏永霞, 劉慧, 等. 水稻產量及其構成要素對耗水過程的響應綜述[J]. 節水灌溉, 2017(12): 97-103.

RU Chen, WEI Yongxia, LIU Hui, et al. Response of rice yield and its components to water consumption[J]. Water Saving Irrigation, 2017(12): 97-103.

[4] 張洪程, 馬群, 楊雄, 等. 水稻品種氮肥群體最高生產力及其增長規律[J]. 作物學報, 2012, 38(1): 86-98.

ZHANG Hongcheng, MA Qun, YANG Xiong, et al. The highest population productivity of nitrogen fertilization and its variation rules in rice cultivars[J]. Acta Agronomica Sinica, 2012, 38(1): 86-98.

[5] 周娟, 舒小偉, 賴上坤, 等. 不同類型水稻品種產量和氮素吸收利用對大氣CO2濃度升高響應的差異[J]. 中國水稻科學, 2020, 34(6): 561-573.

ZHOU Juan, SHU Xiaowei, LAI Shangkun, et al. Differences in response of grain yield, nitrogen absorption and utilization to elevated CO2concentration in different rice varieties[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2020, 34(6): 561-573.

[6] 梁健, 李軍, 李曉峰, 等. 淮北地區水稻品種氮肥群體最高生產力及氮素吸收利用特性[J]. 作物學報, 2016, 42(8): 1 188-1 200.

LIANG Jian, LI Jun, LI Xiaofeng, et al. Yield, nitrogen absorption and utilization of rice varieties with the highest population productivity of nitrogen fertilization in Huaibei area[J]. Acta Agronomica Sinica, 2016, 42(8): 1 188-1 200.

[7] 黃秀, 葉昌, 燕金香, 等. 不同氮吸收效率水稻品種的苗期銨吸收特性及生長差異分析[J]. 中國農業科學, 2021, 54(7): 1 455-1 468.

HUANG Xiu, YE Chang, YAN Jinxiang, et al. Analysis of ammonium uptake and growth differences of rice varieties with different nitrogen recovery efficiency at seedling stage[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2021, 54(7): 1 455-1 468.

[8] ZHU K Y, ZHOU Q, SHEN Y, et al. Agronomic and physiological performance of an-rice variety with a high yield and high nitrogen use efficiency[J]. Crop Science, 2020, 60(3): 1 556-1 568.

[9] 邵云, 李靜雅, 馬冠群, 等. 基于長期定位的無機有機肥配施對土壤養分和小麥籽粒產量及品質的影響[J]. 河南師范大學學報(自然科學版), 2022, 50(3): 126-134.

SHAO Yun, LI Jingya, MA Guanqun, et al. Effects of combined application of organic and inorganic fertilizers on soil nutrients, wheat grain yield and quality based on long-term location[J]. Journal of Henan Normal University (Natrual Science Edition), 2022, 50(3): 126-134.

[10] 俞雙恩, 李偲, 高世凱, 等. 水稻控制灌排模式的節水高產減排控污效果[J]. 農業工程學報, 2018, 34(7): 128-136.

YU Shuang’en, LI Si, GAO Shikai, et al. Effect of controlled irrigation and drainage on water saving, nitrogen and phosphorus loss reduction with high yield in paddy field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2018, 34(7): 128-136.

[11] LUO W Q, CHEN M T, KANG Y H, et al. Analysis of crop water requirements and irrigation demands for rice: Implications for increasing effective rainfall[J]. Agricultural Water Management, 2022, 260: 107 285.

[12] 曹言, 王杰, 王樹鵬, 等. 氣候變化下滇中地區水稻需水量與灌溉需水指數時空變化研究[J]. 干旱地區農業研究, 2020, 38(5): 226-235.

CAO Yan, WANG Jie, WANG Shupeng, et al. Temporal and spatial variation analysis of water and irrigation requirement index of rice in central Yunnan Province under climate change[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2020, 38(5): 226-235.

[13] DING Y M, WANG W G, SONG R M, et al. Modeling spatial and temporal variability of the impact of climate change on rice irrigation water requirements in the middle and lower reaches of the Yangtze River, China[J]. Agricultural Water Management, 2017, 193: 89-101.

[14] XIAO M H, LI Y Y, LU B, et al. Response of physiological indicators to environmental factors under water level regulation of paddy fields in Southern China[J]. Water, 2018, 10(12): 1 772.

[15] MESKINI-VISHKAEE F, MOHAMMADI M H, NEYSHABOURI M R. Revisiting the wet and dry ends of soil integral water capacity using soil and plant properties[J]. Soil Research, 2018, 56(4): 331-345.

[16] XIAO M H, LI Y Y, JIA Y, et al. Mechanism of water savings and pollution reduction in paddy fields of three typical areas in Southern China[J]. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2022, 15(1): 199-207.

[17] 和玉璞, 張建云, 徐俊增, 等. 灌溉排水耦合調控稻田水分轉化關系[J]. 農業工程學報, 2016, 32(11): 144-149.

HE Yupu, ZHANG Jianyun, XU Junzeng, et al. Regulation and control of water transformation through coupling irrigation and drainage in paddy field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2016, 32(11): 144-149.

[18] 劉笑吟, 王海明, 王鑰, 等. 節水灌溉稻田蒸發蒸騰過程及其比例變化特征研究[J]. 農業機械學報, 2021, 52(7): 271-282.

LIU Xiaoyin, WANG Haiming, WANG Yue, et al. Characteristics of rice transpiration and soil evaporation and their proportion variation in water-saving irrigated paddy field[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2021, 52(7): 271-282.

[19] TIMM A U, ROBERTI D R, STRECK N A, et al. Energy partitioning and evapotranspiration over a rice paddy in Southern Brazil[J]. Journal of Hydrometeorology, 2014, 15(5): 1 975-1 988.

[20] 陳凱文, 俞雙恩, 李倩倩, 等. 不同水文年型下水稻節水灌溉技術方案模擬與評價[J]. 農業機械學報, 2019, 50(12): 268-277.

CHEN Kaiwen, YU Shuang'en, LI Qianqian, et al. Simulation and evaluation of technical schemes for water-saving irrigation of rice in different hydrological years[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(12): 268-277.

[21] 姜元華, 張洪程, 趙可, 等. 長江下游地區不同類型水稻品種產量及其構成因素特征的研究[J]. 中國水稻科學, 2014, 28(6): 621-631.

JIANG Yuanhua, ZHANG Hongcheng, ZHAO Ke, et al. Difference in yield and its components characteristics of different type rice cultivars in the lower reaches of the Yangtze River[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2014, 28(6): 621-631.

[22] WEI H H, MENG T Y, LI X Y, et al. Sink-source relationship during rice grain filling is associated with grain nitrogen concentration[J]. Field Crops Research, 2018, 215: 23-38.

Growth and Water Use between Conventional and Hybrid Rices as Impacted by Different Irrigations

ZHENG Shizong, XIAO Menghua*

(Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary (Zhejiang Institute of Marine Planning and Design), Hangzhou 310020, China)

【Background and Objective】The decrease in available water resources for agriculture in the South of China has made developing water-saving irrigation essential for rice production. This paper investigates the impact of an improved irrigation method on growth and water use of conventional rice and hybrid rice. 【Method】The experiments were conducted from 2018 to 2020 in plots within a paddy field in the Irrigation Experimental Station of Jiaxing Pinghu in Zhejiang province. The rice varieties Xiushui 134 (conventional) and Yongyou 9 (hybrid) were used as the model plants. They were irrigated by conventional flooding irrigation and thin-water film irrigation by keeping the topsoil just saturated. In each treatment, we measured the leaf area index, total dry matter, root growth, grain yield, and water demand and consumption of each rice variety. 【Result】Water demand and consumption of both rice varieties under thin-water film irrigation were lower than that under flooding irrigation (<0.01). Under flooding irrigation, water demand and consumption of both varieties during their whole growth period increased with the increase in precipitation, albeit the conventional rice consumed slightly less water than the hybrid variety (>0.05). Compared with conventional flooding irrigation, thin-water film irrigation reduced average daily water consumption by 22.6%～59.5%, with the hybrid rice consuming 1.3%～3.0% more water than the conventional variety. Compared with flooding irrigation, thin-water film irrigation increased average rice yield by 1.7%, especially the hybrid variety whose yield was 31.9% higher than that of the conventional variety. Thin-water film irrigation reduced water consumption by 30.1%～35.0%, in addition to its significant increase inIandET. Due to the difference in yield between the two varieties, there was an interactive effect between the irrigation method and rice variety, with theirI,PandETdiffering significantly.【Conclusion】The thin water-film irrigation was effective to increase the development of leaf area and dry matter accumulation, especially for the hybrid variety. Water demand and consumption of both varieties were affected not only by annual precipitation and evaporation, but also by irrigation method, though no significant difference was found between the two varieties.

rice varieties; water demand and consumption; hydrological year type; thin dew irrigation; growth characteristics

1672 - 3317（2023）10 - 0001 - 08

S143.1；S274.3

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022648

鄭世宗, 肖夢華. 不同灌溉模式下常規稻與雜交稻生長及水分利用的差異性分析[J]. 灌溉排水學報, 2023, 42(10): 1-8.

ZHENG Shizong, XIAO Menghua. Growth and Water Use between Conventional and Hybrid Rices as Impacted by Different Irrigations[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(10): 1-8.

2022-11-17

2023-06-26

2023-10-18

浙江省基礎公益研究計劃項目（LGN22E090001，LTGN23E090001）；浙江省省屬科研院所扶持專項項目（ZIHEYS23001）；院長科學基金項目（ZIHE21Z006）

鄭世宗（1975-），男。正高級工程師，主要從事農業節水及其生態環境效應研究。E-mail: zhengsz001@126.com

肖夢華（1983-），女。高級工程師，主要從事農業灌排理論研究。E-mail: menghuaxiao@aliyun.com

@《灌溉排水學報》編輯部，開放獲取CC BY-NC-ND協議

責任編輯：趙宇龍