摘 要: 為明確水稻不同品種在秸稈還田和灌溉方式互作條件下的表現差異，以 9 個水稻品種為供試材料，在秸稈全量還田下設置 4 種灌溉方式，測定水稻不同品種的產量及其構成因素，進而進行相關分析和主成分分析。結果表明: 4 種灌溉方式下，9 個水稻品種的 8 個性狀指標變異系數最大的為癟粒數，其次是有效穗數、產 量、結實率和穗長; 產量及其構成因素間存在著顯著或極顯著的相關性。主成分分析表明: 8 個相關性狀可簡化為 3 個彼此不相關主成分因子，其所提供的信息量占全部信息量的 82. 81%。基于主成分的綜合評價表明: 龍稻 14、龍稻 17、龍香稻 2 在傳統灌溉方式下表現最好，其次是間歇灌溉和控制灌溉 I; 中龍粳 2、龍稻 27、中龍粳 3、龍稻 7、龍稻 26、龍稻 22 在間歇灌溉方式下表現最好，其次是傳統灌溉和控制灌溉 I。

　　關鍵詞: 水稻; 秸稈還田; 灌溉方式; 主成分分析

　　0 引言

　　水稻是世界三大糧食作物之一，也是我國的主要糧食作物[1]。秸稈是農業生產過程中重要的有機肥源[2]，隨著秸稈還田技術的逐步發展與完善，對其在水稻生長發育、產量、品質等方面的影響開展了大量的科學研究[3-7]，但在生產過程中灌溉方法多以傳統淹水灌溉方式為主，耗水量巨大，水資源利用率低[8]。近年來，眾多學者在秸稈還田和節水灌溉方式互作的條件下對水稻生長發育、產量及品質、溫室氣體排放等方面開展了科學研究。張武益等研究了不同灌溉方式和秸稈還田對水稻生長的影響，發現灌溉方式和秸稈還田方式互作對水稻生長的影響效果顯著[9]; 王春歌等在連續 3 年實施大田定位麥秸稈還田處理的基礎上，對機插水稻實施不同灌溉模式處理，發現輕干濕交替灌溉( 土壤水勢下限指標-15kPa) 是麥秸稈全量還田下機插稻的適宜灌溉模式[10]; 楊士紅等研究了秸稈還田對節水灌溉水稻群體生長指標及產量的影響，發現控制灌溉和秸稈還田的結合能夠有效促進水稻生長、大幅降低灌溉水量[11]; 成臣等開展了秸稈還田條件下灌溉方式對雙季稻產量的影響研究，發現間歇灌溉可以實現水稻高產[12]; 周龍艷開展了秸稈還田方式和灌溉模式對水稻產量及品質的影響研究，發現秸稈全量還田下采用干濕交替灌溉方式，其產量和品質均顯著提高[13]; 江峰研究了秸稈還田與灌溉模式對超級粳稻產量形成及溫室氣體排放的影響，發現秸稈還田條件下干濕灌溉在保證有較高產量的同時顯著降低了溫室氣體的排放[14]。這些研究結果對在秸稈還田下水稻節水灌溉方式的發展與推廣應用起到了積極作用。

　　1 材料與方法

　　1.1 供試材料供試材料為水稻品種 9 份，如表 1 所示。

　　1.2 試驗設計試驗分別于 2016 年和 2017 年在黑龍江省農業科學院民主園區水田區進行。供試土壤基本理化性質為: 有 機 質 29. 56g / kg，速 效 氮 79. 56mg / kg，速 效 磷 55.84mg / kg，速效鉀 168.42mg / kg; 土壤類型為黑土。試驗設 1 種常規灌溉方式，即傳統灌溉( Traditional Irrigation，TI) ; 3 種節水灌溉方式，分別為間歇灌溉 ( Intermittent Irrigation，Ⅱ) ，控制灌溉 I( Control of Irrigation，CI-I) ，控灌 II( Control of Irrigation，CI-II) 。具體方法如下: ①插秧至返青期。4 種灌溉方式均采用淺水層灌溉，田間水層深度為 0 ～ 20 mm。②分蘗期。傳統灌溉始終保持田間水層深度為 100 ～ 150mm; 間歇灌溉則每 7 ～ 9 天灌溉 1 次，每次灌溉后田間水層深度保持在 20 ～ 40 mm，自然落干，反復交替; 控制灌溉 I 和控制灌溉 II 實行定量灌溉，灌溉后田間水層深度分別保持在 30 mm 和 15mm 左右。③水稻生長發育中后期( 拔節孕穗、抽穗開花、乳熟期) 。控制灌溉 I 和控制灌溉 II 均采用間歇灌溉的方法，但定量灌溉，灌水量同上。④乳熟末期。4 種灌溉方式均進行排水曬田及遇降雨深蓄不排水的管理措施。

　　2 結果分析

　　2.1 水稻產量及其構成因素的表現

　　變異系數是衡量性狀指標中各觀測值差異程度和變異范圍的統計量[15]。4 種灌溉方式下，9 個水稻品種的 8 個性狀指標的變異系數存在著明顯差異( 見表 2) ，變異系數最大為癟粒數。其中，中龍粳 2、龍稻 22、龍稻 17 變異系數較大，分別達 30. 54%、29. 21%、 27.67%; 龍稻 27 變異系數最小，為 9. 32%; 其次是有效穗數和產量，變異系數較小為結實率和穗長。由此說明，灌溉方式對不同水稻品種的產量及其構成因素均產生影響，為進一步分析奠定良好基礎。

　　2.2 水稻產量及其構成因素的相關分析

　　對水稻產量及其構成因素進行相關性分析，如表 3 所示。由表 3 可以看出: 有效穗數與每穗實粒數、每穗癟粒數、每穗總粒數呈極顯著或顯著負相關，與千粒質量呈極顯著正相關; 穗長與結實率呈顯著正相關; 每穗實粒數與每穗癟粒數、每穗總粒數、產量呈極顯著正相關，與千粒質量呈極顯著負相關; 每穗癟粒數與每穗總粒數、產量呈極顯著正相關，與結實率呈極顯著負相關; 每穗總粒數與結實率、千粒質量呈極顯著負相關，與產量呈極顯著正相關; 結實率與產量呈顯著負相關。由此可知，水稻產量及其構成因素間存在著一定的相關性，存在著相互交叉或疊加效應; 同時，各單項指標對灌溉方式的反應也不盡相同，不能準確反應灌溉方式對水稻品種產量及其構成因素的影響，可進一步做主成分分析。

　　3 結論與討論

　　相關分析表明，秸稈還田條件下 4 種灌溉方式 9 個水稻品種的產量及其構成因素間存在著顯著或極顯著的相關性，即各因素間傳遞的信息有一定的重疊性，利用單個因素不能對其進行準確的分析。主成分分析是利用降維的思想，從原始指標中提取出更少的幾個不相關的新指標，可用于解釋原始指標里所包含的信息[16-17]，使結果更客觀、可靠[18]，目前已在水稻農藝性狀、產 量、品質等方面分析中得到了廣泛應用[19-23]。本研究通過主成分分析，將 9 份水稻品種的 8 個性狀簡化為 3 個彼此不相關的綜合指標，且其累計方差貢獻率達 82. 81%，并依據這 3 個主成分的特征值及其載荷矩陣建立了各主成分的得分表達式，獲得了 9 個水稻品種在 4 種灌溉方式下的綜合得分及排名。由主成分分析結果可知: 龍稻 14、龍稻 17、龍香稻 2 在傳統灌溉方式下的表現最好，其次是間歇灌溉和控制灌溉 I; 中龍粳 2、龍稻 27、中龍粳 3、龍稻 7、龍稻 26、龍稻 22 在間歇灌溉方式下表現最好，其次是傳統灌溉和控制灌溉 I。實際生產中，應選擇穗粒數多( 第 1 主成分) 、結實率高( 第 2 主成分) 、千粒質量大( 第 2 主成分) 、有效穗數多( 第 3 主成分) 的品種，以保證在秸稈還田下采用節水灌溉方式獲得高產。

　　參考文獻:

　　[1] 王秋菊，李明賢，遲力勇，等.控水灌溉對水稻產量及品質的影響[J].東北農業大學學報，2009，40( 10) : 5-8.

　　[2] 王麒.秸稈還田和施氮量對寒地水稻生長及土壤養分的影響[D].沈陽: 沈陽農業大學，2015.

　　[3] 隋陽輝，高繼平，劉彩虹，等.東北冷涼地區秸稈還田方式對水稻光合、干物質積累及氮素吸收的影響[J].作物雜志，2018( 5) : 137-145.

　　[4] 王曉航，耿艷秋，金峰，等.秸稈還田和地膜覆蓋對土壤環境和水稻生長的影響[J]. 華南農業大學學報，2018，39 ( 5) : 1-7.

　　[5] 胡誠，劉東海，喬艷，等.不同的秸稈還田對土壤理化性質及水稻產量的影響[J].湖北農業科學，2017，56( 10) : 1854 -1856.

　　趙宏亮1 a，王 麒1 a，曾憲楠1 a，宋秋來1 a，孫 羽1 a，張小明2 ，王 萍1b，