土壤水分監(jiān)測水稻需水量的可行性
土壤供水狀況直接影響植物蒸騰從而影響植物生理生化過程導致產(chǎn)量的增減。本試驗在于探討土壤水分與水稻需水之間的關系，為土壤水分管理提供依據(jù)。
1 材料和方法
供試土壤為白堊系灌口組紫色巖發(fā)育的紫色土，土壤的基本理化性質(zhì)〔1〕為：
顆粒組成粒徑1~0.05mm17.3%, 0.05~0.01mm21.2%, 0.01~0.001mm29.7%, <0.001mm31.8%, <0.01mm61.5%.
pH值8.31,CaCO3含量4.65%,有機質(zhì)15.95g/kg,全氮1.23g/kg,速效磷（P）7.5mg/kg,速效鉀（K） 79.8mg/kg,堿解氮90.9mg/kg.
試驗采用盆栽方法，設淹水、田間持水量、60%田間持水量3個水分處理， 3次重復。淹水條件用無孔盆缸，保證水稻生長期土面經(jīng)常有水層4~5cm,田間持水量用浸水毛管上升法以保證土壤水分為田間持水量； 60%田間持水量用灌水控制。1993年在雅安進行。1994年和1995年在名山縣進行。1995年未用浸水毛管上升法控制土壤水分達田間持水量，僅用灌水控制土壤水分為田間持水量的60%~80%,并用水平衡法〔2〕測定苗期、分蘗期、孕穗期、灌漿期的蒸散量。
2 結(jié)果與討論
2.1 水稻產(chǎn)量與土壤供水的關系水稻為淹水條件下種植的作物，耗水量大，因此以供水條件好的淹水處理產(chǎn)量最高，田間持水量條件下水稻產(chǎn)量僅為淹水條件的52%~74%, 60%田間持水量條件下3年均無收。
各水分處理的水稻產(chǎn)量間差異達極顯著或顯著水平， 1993年F值19.69**, 1994年F值28.75**, 1995年F值10.00*, （F0.05=6.94, F0.01=18.00）。
2.2 水稻蒸散量與土壤供水的關系1995年水稻水分試驗用水平衡法測得水稻的蒸散量在淹水條件下為605mm, 60%~80%田間持水量條件下為347mm.（均未將秧齡期55天的蒸散量計算在內(nèi)。）水稻不同生育期的耗水量是有差異的，苗期分蘗期耗水較少，兩處理蒸散量均為2.23mm/d,孕穗期耗水量增大，淹水處理蒸散量為10.08mm/d.60%~80%田間持水量為2.75mm/d,灌漿期蒸散量分別為7.40mm/d和4.07mm/d.水稻苗期分蘗期，植株幼小，蒸散量小，此時氣溫較低，輻射量小，蒸發(fā)耗水量也不大，因此各處理日蒸散量相同，均為2.23mm/d,明此期60%~80%田間持水量條件下水稻生長未受到水分的制約或制約作用較小。這一結(jié)果似乎可以說明當前推廣的旱育秧措施，要求保證土壤相對含水量達60%~100%,才可保證秧苗正常生長。
水稻蒸散量與土壤供水狀況間關系密切，土壤含水量高，供水充足，則水稻蒸散量大；若土壤供水不足，水稻蒸騰受限，則蒸散量降低，以孕穗期和灌漿期現(xiàn)較為突出，此時期水稻的日蒸散量， 60%~80%田間持水量條件下僅分別為淹水條件下的26%和55%.結(jié)果還明土壤含水量（x%）與水稻日蒸散量（y,mm/d）間存在極顯著正相關，y=0.1503x-0.4458,r=0. 5143**, （n=26）孕穗期特別是減數(shù)分裂期是水稻需水臨界期〔3〕。此時缺水，必然影響水稻的穗形成和灌漿成熟，導致60%田間持水量條件顆粒無收和田間持水量條件下產(chǎn)量僅為淹水條件的52%~74%.
由1可見，土壤含水量對株高有一定影響，但更重要的是影響穗長，穗粒數(shù)和千粒重這3個產(chǎn)量構(gòu)成因素，這3個因素在田間持水量條件下分別為淹水條件下的89%, 77%和89%.
2.3 土壤水分對水稻吸收養(yǎng)分的影響不同土壤水分含量對水稻吸收氮磷鉀的影響見2.從2可見，淹水條件吸收的氮磷鉀是田間持水量條件下吸收氮磷鉀的1.9倍左右。水分還促使根系吸收的氮磷鉀轉(zhuǎn)運并轉(zhuǎn)化為植物各組成成分，促進植物生長發(fā)育。因而不同水分條件下水稻生長發(fā)育情況的外觀現(xiàn)也有明顯差異。60%田間持水量條件下，水稻移栽后始終呈瀕臨死亡的現(xiàn)象，老葉枯黃，僅心葉保持嫩綠色。田間持水量條件下雖能正常生長，但分蘗減弱，平均每株分蘗0.3個，而淹水條件下每株分蘗0.7個。土壤水分狀況不同引起土壤中無機氮形態(tài)的差異。在稻田淹水狀況下，土壤中的無機氮以NH4-N為主，淹水層消失后，土壤中進入新鮮空氣，此時土壤中無機氮則以NO3-N為主。筆者測定，土壤水分在田間持水量時， NO3-N占無機氮總量的60.6%, 80%田間持水量時NO3-N占無機氮總量的78.2%.水稻體內(nèi)缺乏硝酸還原酶〔4〕，據(jù)測定，水稻分蘗期葉片硝酸還原酶活性1.9Lg/g. hr,甚至檢測不出，同期測定以玉米葉片為對比，達12.2Lg/g.
hr,因此可以推測在田間持水量水分含量段內(nèi)水稻利用NO3-N合成體內(nèi)蛋白質(zhì)受到障礙。這可能就是60%田間持水量條件下水稻生長不良甚至瀕臨死亡的一個重要原因，也與田間持水量條件下水稻分蘗差、產(chǎn)量低有關。
2.4 供試紫色土的供水狀況土壤供水狀況直接影響其上生長的植物。供試土壤為白堊系灌口組紫色巖石發(fā)育的紫色土，土質(zhì)相當粘重，粒徑小于0.001mm的土粒占31.8%,結(jié)構(gòu)性差，分散系數(shù)達41.8%,因而水分的有效性低。據(jù)測定該土的凋萎系數(shù)為14.0% （按吸濕系數(shù)的1.5倍計），臨界含水量〔5〕*為18.2%,含水量26.6%時的水吸力已達1600百帕〔5〕**,可見該土60%田間持水量（19.9%）已接近臨界含水量，而80%田間持水量（26.6%）時按水吸力而言已使作物吸水受阻礙了。這是60%~80%田間持水量條件下水稻生長不良的重要原因。
植物受水分脅迫以后，氣孔關閉， O2含量減少，造成脯氨酸的累積。經(jīng)測定〔7〕，淹水條件下葉片脯氨酸含量平均為6.26Lg/g,田間持水量條件下平均為13.48Lg/g, 60%田間持水量條件下為22.66Lg/g,與馬宗仁的報道基本一致〔6〕。可見用脯氨酸含量作為鑒定水稻是否受水分脅迫，是一個重要指標，但指標的確定有待進一步研究。
3 小結(jié)
水稻生產(chǎn)與土壤供水狀況關系密切， 3年試驗結(jié)果明田間持水量條種下水稻產(chǎn)量僅為淹水條件的52%~74%, 60%田間持水量條件則基本無收。
土壤含水量與水稻蒸散量間存在直線相關關系，相關系數(shù)達極顯著水平。淹水條件下水稻蒸散量（移栽后至收獲）為605mm,孕穗期蒸散量最大，達10.08mm/d.
土壤供水狀況影響水稻根系對養(yǎng)分的吸收和土壤中無機氮存在的形態(tài)，從而影響有效穗、穗粒數(shù)、千粒重3個主要產(chǎn)量構(gòu)成因素。
白堊系灌口組紫色巖發(fā)育的紫色土質(zhì)地粘重，結(jié)構(gòu)性差，因而水分有效性低。脯氨酸含量可作為水稻受水分脅迫的鑒定指標。
推薦儀器： 真空吸種置床儀