水稻粉壟耕作生長及生理特性研究

唐茂艷等

摘要：以兩系超級雜交水稻（Oryza sativa L.）桂兩優(yōu)2號為供試品種，通過田間研究比較常規(guī)耕作和粉壟耕作條件下水稻生長及生理特性。結(jié)果表明，粉壟耕作方式有利于水稻植株分蘗中后期的分蘗生長，全生育期白根多、活力強(qiáng)，葉綠素相對含量（SPAD）極顯著高于常規(guī)耕作，葉片凈光合速率高，并且持綠時間長，利于光合同化物的生產(chǎn)積累；成熟期地上部干物質(zhì)積累量顯著高于常規(guī)耕作，有效穗較常規(guī)耕作多27.6萬/hm2，因而產(chǎn)量增加顯著，增產(chǎn)約20.36%。

關(guān)鍵詞：粉壟耕作；水稻（Oryza sativa L.）；生長；生理特性

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）16-3854-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.005

Study of Fenlong Cultivation on Growth and Physiological Characteristics of Rice

TANG Mao-yana，WANG Qianga，CHEN Leia，ZHANG Xiao-lia，ZHANG Zong-qionga，

LV Rong-huab，LIANG Tian-fenga

（Guangxi Academy of Agricultural Sciences， a.Rice Research Institute；b.Division of International Cooperation，Nanning 530007，China）

Abstract： Field experiments with two line super hybrid rice Guiliangyou 2 were conducted to compare the growth and physiological characteristics of rice between conventional cultivation and fenlong cultivation. The results showed that fenlong cultivation was beneficial for tillers growth in the middle and late period of tillering stage. There was more white root and the root activity of fenlong cultivation was stronger compared to conventional cultivation during the whole growth period， and leaf SPAD（Soil and plant analyzer development）value of fenlong cultivation was higher extremely significantly than that of conventional cultivation， higher net photosynthetic efficiency as well as longer leaf stay green duration were observed， which were beneficial for producing photoassimilates. Dry matter accumulation at maturity was higher significantly， and effective panicle number of fenlong cultivation was more compared to conventional cultivation by 276 000 per hectare， therefore， grain yield increased obviously by 20.36%.

Key words： fenlong cultivation；rice（Oryza sativa L.）；growth；physiological characteristics

粉壟栽培法是廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所韋本輝研究員研究提出的一種新型農(nóng)耕方法，是按照不同作物種植對耕層的需求，在作物種植區(qū)（帶）上利用粉壟機(jī)械1個或多個螺旋形鉆頭，一次性將土壤垂直旋磨粉碎并自然懸浮成壟（廂），在壟（廂）面上直接播種或種植作物的方法。該方法具有深耕深松不亂土層，作物種植帶下有U形松土槽可積聚雨水等傳統(tǒng)耕作所不具備的優(yōu)點(diǎn)。目前，該方法已經(jīng)在甘蔗（Saccharum officinarum）[1]、木薯[Manihot esculenta crantz（M. utilissima Pohl）][2，3]、玉米（Zea mays）、花生（Arachis hypogaea Linn.）[4]、桑樹（Morus alba L.）[5]等旱地作物上研究應(yīng)用，均表現(xiàn)出根系發(fā)達(dá)、植株生長健壯、產(chǎn)量大幅度提高、品質(zhì)有所提升的特點(diǎn)。由于水田土濕度和黏性較大，粉壟耕作受天氣的影響較大，截至目前，涉及水田粉壟栽植水稻（Oryza sativa L.）的報道較少。本試驗通過對粉壟耕作條件下水稻生長及生理指標(biāo)的觀測，探明粉壟耕作的可行性，為科學(xué)評價粉壟栽培及推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗地概況

試驗于2013年上半年（作早稻種植）在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所水稻試驗田進(jìn)行，試驗田屬壤質(zhì)黏土，有機(jī)質(zhì)26.9 g/kg、堿解氮 83 mg/kg、速效磷31 mg/kg、速效鉀 75 mg/kg、pH 5.8。供試水稻品種為兩系超級雜交水稻品種桂兩優(yōu)2號，由廣西兆和種業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 設(shè)常規(guī)耕作（1犁2耙，深16 cm）和粉壟耕作（深23 cm）兩個處理，3次重復(fù)，每個處理面積100 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。粉壟耕作：2013年1月7日在干田上使用多鉆頭粉壟機(jī)械耕作，耕深23 cm（松土厚度28 cm），中間開廂溝寬40 cm，深20 cm，插秧前7 d噴一次“克無蹤”除草，插秧前3 d回水軟土后直接插秧；常規(guī)耕作：同期進(jìn)行翻耕，耕層深16 cm，插秧前10 d第一次耙田，插秧前2 d第二次耙田，開溝處理和粉壟相同。

1.2.2 水稻栽培 半水育秧，插植規(guī)格為19.8 cm×16.5 cm，30萬蔸/ hm2，每蔸栽2苗。總施肥量為N 240 kg/hm2、P2O5 72 kg/hm2、K2O 264 kg/hm2（N∶P∶K=1.0∶0.3∶1.1）。在耙好田后施基肥，施用三元復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）225 kg/hm2，過磷酸鈣（含 P2O5 12%）319.5 kg /hm2。分蘗肥分兩次施入，第一次移栽后6 d施用，施尿素165 kg/hm2、氯化鉀111 kg/hm2，加插秧田除草劑。第二次移栽后12 d施用，施尿素165 kg/hm2、氯化鉀111 kg/ hm2。在幼穗分化前2 d施穗肥，施尿素60 kg/hm2，氯化鉀87 kg/hm2，大胎期施尿素60 kg/hm2、氯化鉀 75 kg/hm2。按節(jié)水要求進(jìn)行水分管理，移栽時田間泥皮水，返青期淺水層，分蘗期田間保持濕潤至淺水層間，粉壟耕作比常規(guī)耕作提前5 d曬田控苗，復(fù)水后干濕交替管理至成熟，其中在幼穗發(fā)育第6期（花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂盛期）和抽穗期等水分敏感時期，田間適當(dāng)保持淺水層。

1.3 調(diào)查內(nèi)容與方法

1.3.1 莖蘗動態(tài) 每個處理按對角線方式取5點(diǎn)，每點(diǎn)固定調(diào)查20株，移栽后每7 d調(diào)查1次分蘗數(shù)。

1.3.2 地上部干物質(zhì)積累及根系調(diào)查 分別在分蘗盛期、抽穗期和成熟期按群體平均莖蘗數(shù)取樣，每處理挖3株（以稻株基部為中心挖30 cm×30 cm×30 cm土塊），剪去地上部分器官用牛皮紙包好，放入烘箱中，105 ℃殺青30 min ，80 ℃ 烘干稱重，計算干物質(zhì)積累量；所取稻蔸土塊放入80目網(wǎng)袋中，先用自來水沖洗干凈，再用干凈衛(wèi)生紙吸干水分，置于量筒中測根系體積，測完體積后將根系烘干測干重。

1.3.3 葉片葉綠素及光合速率測定 分別在分蘗盛期、抽穗期和成熟期使用葉綠素儀SPAD測定各處理主莖最上一片全展葉的葉綠素相對含量，同時使用LI-6400型便攜式光合測定儀（美國LI-COR公司）測定同一葉片同一部位的光合速率。葉室 CO2濃度380 ？滋L/L，人工LED紅藍(lán)光源，光強(qiáng)1 500 ？滋mol/（m2·s），氣流速度 500 ？滋mol/s，葉室溫度28 ℃，相對濕度50%～60%，每處理測定30個葉片，每10個葉片的平均值作為1次重復(fù)的測定值。

1.3.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期每個處理調(diào)查50個植株的有效穗，取其平均值作為該處理的有效穗數(shù)，根據(jù)其有效穗數(shù)取3株代表性植株調(diào)查每穗總粒數(shù)和結(jié)實率；每個處理單打單收測產(chǎn)（注：包括每次取樣的損耗）并折算成每公頃產(chǎn)量。從各處理實收稻谷中取1 000粒稻谷測定千粒重。

采用Excel和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式水稻莖蘗動態(tài)變化

移栽后前14 d常規(guī)耕作方式的禾苗分蘗速度較快，14 d以后粉壟耕作方式的分蘗較快。由圖1可知，移栽后第28天兩種耕作方式的禾苗莖蘗數(shù)差距最大，粉壟耕作莖蘗數(shù)較常規(guī)耕作多97.2萬/hm2，分蘗盛期（移栽后42 d）兩者相差60.0萬/hm2，成熟期（移栽后98 d）粉壟耕作方式有效穗較常規(guī)耕作多27.6萬/hm2。

2.2 地上部干物質(zhì)積累及根系情況比較

由表1可知，分蘗盛期及抽穗期兩種耕作方式干物質(zhì)積累差異不顯著，成熟期粉壟耕作干物質(zhì)積累顯著高于常規(guī)耕作；分蘗盛期粉壟耕作植株白根多，活力強(qiáng)，根系入土深，由表2可知，分蘗盛期粉壟耕作根系體積和干重分別比常規(guī)耕作增加26.7%和42.4%；抽穗期兩者差異不顯著，粉壟耕作水稻根系較白；成熟期正好相反，常規(guī)耕作的根系體積及根干重都顯著高于粉壟耕作，粉壟耕作方式的根系較短、粗、白。

2.3 不同耕作方式水稻葉片凈光合速率及SPAD（葉綠素相對含量）比較

由表3和表4可知，分蘗盛期和抽穗期兩種耕作方式植株葉片的凈光合速率差異不顯著，粉壟耕作稍高于常規(guī)耕作，成熟期粉壟耕作葉片凈光合速率極顯著高于常規(guī)耕作；粉壟耕作葉片SPAD值3個時期均極顯著高于常規(guī)耕作，且從外觀上看，粉壟耕作水稻葉色較綠。

2.4 不同耕作方式水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

由表5可知，粉壟耕作方式有效穗數(shù)較常規(guī)耕作多27.6萬/hm2，每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重兩者差異不顯著，粉壟耕作方式水稻產(chǎn)量顯著高于常規(guī)耕作，增產(chǎn)20.36%。

3 小結(jié)與討論

粉壟耕作方式有利于水稻植株分蘗中后期的分蘗生長，全生育期根系白、活力強(qiáng)，SPAD極顯著高于常規(guī)耕作，葉色較濃綠，葉片凈光合速率高，有利于光合同化物的生產(chǎn)積累，成熟期地上部干物質(zhì)積累量顯著高于常規(guī)耕作，有效穗比常規(guī)耕作多27.6萬/hm2，因而產(chǎn)量增加顯著，增產(chǎn)約20.36%。

本試驗成熟期粉壟耕作方式水稻根系體積和根干重顯著低于常規(guī)耕作，與韋本輝等[6]的研究結(jié)果相反，從外觀上看，成熟期粉壟耕作的根系雖然稍短，但根系粗白鮮活，活力強(qiáng)，常規(guī)耕作的根系雖多而長，但細(xì)黑陳腐，基本都是老根，活力低下，因此，即使常規(guī)耕作的根系體積和干重均較大，但粉壟耕作方式的根系更具活力。另外，本研究發(fā)現(xiàn)粉壟耕作方式水稻植株分蘗前期（栽后前14 d）分蘗速度偏慢，究其原因可能是粉壟耕作方式前期土壤環(huán)境狀況不佳，泥土不夠軟爛，顆粒不夠細(xì)，有塊狀泥團(tuán)且不平整，影響禾苗扎根立苗，造成緩苗期較長。為了更大程度地發(fā)揮粉壟耕作的優(yōu)勢，對現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計顯得非常必要。韋本輝等[7]報道，經(jīng)過粉壟耕作的土壤，相對常規(guī)耕作的土壤其多數(shù)速效養(yǎng)分指標(biāo)增加10%以上，在本研究中，也發(fā)現(xiàn)在同樣施肥的情況下，粉壟耕作水稻中后期有葉色過濃“貪青”的現(xiàn)象，為此，開展粉壟耕作水稻的肥料運(yùn)籌研究可作為下一步研究的方向。

參考文獻(xiàn)：

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[6] 韋本輝，劉 斌，甘秀芹，等.粉壟栽培對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45（19）：3946-3954.

[7] 韋本輝，甘秀芹，陳保善，等.農(nóng)耕新方法粉壟整地土壤速效養(yǎng)分研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（17）：42-45.

（責(zé)任編輯 韓 雪）