小麥秸稈還田方式對(duì)四川主推水稻品種產(chǎn)量的影響

馬鵬+陶詩(shī)順+黃晶+余康寧+吳霞+鐘昀

摘要：通過(guò)大田試驗(yàn)研究了小麥秸稈不同的還田方式對(duì)四川主推水稻產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，在不同的小麥秸稈還田方式下水稻的穗部經(jīng)濟(jì)形狀及產(chǎn)量表現(xiàn)從大到小的依次為：水翻埋>旱翻埋>田面覆蓋>對(duì)照組。對(duì)供試的F優(yōu)498、德香4103、D優(yōu)17、花香7號(hào)這4種水稻在水翻埋、對(duì)照、田面覆蓋和旱翻埋4種處理下進(jìn)行分析得知，F(xiàn)優(yōu)498在水翻埋處理下的產(chǎn)量高于其他3種處理，德香4103在旱翻埋處理下的產(chǎn)量高于其他3種處理，試驗(yàn)旨在為水稻直播技術(shù)、節(jié)水灌溉及作物秸稈的有效利用提供技術(shù)指導(dǎo)和理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：雜交水稻；秸稈還田；產(chǎn)量；四川盆地

中圖分類(lèi)號(hào)：S511.04

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）04-0115-03

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的提高，我國(guó)糧食產(chǎn)量也在不斷地發(fā)展，秸稈的數(shù)量也隨著增加。在過(guò)去農(nóng)民通常會(huì)將農(nóng)作物的秸稈當(dāng)做燒火做飯的燃料或者是當(dāng)圈肥的墊圈材料，現(xiàn)在人民的生活水平提高了，多數(shù)都利用煤電資源或者是燃?xì)赓Y源，不再利用秸稈做燃料，因此就有大量的秸稈堆積，大多數(shù)農(nóng)民將田間堆積的秸稈進(jìn)行焚燒或者是扔在水溝里，秸稈焚燒給環(huán)境造成了很大的污染，水溝里的秸稈隨水流進(jìn)入江河對(duì)水體也造成了污染，秸稈不僅是農(nóng)作物的副產(chǎn)品，也是一種可再生的有機(jī)資源，含有豐富的碳、氮、磷及中微量元素等養(yǎng)分[1]。秸稈還田具有改善土壤環(huán)境、增加土壤養(yǎng)分及調(diào)節(jié)田間小氣候等作用，因此成為現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的有效利用秸稈的方式之一。農(nóng)作物秸稈還田方式對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響已有相關(guān)的報(bào)道[2-3]。還田的農(nóng)作物秸稈在微生物的作用下進(jìn)行腐爛降解最終釋放出氮、磷和鉀等養(yǎng)分供給植物吸收。本研究在前人研究的基礎(chǔ)上拓展了小麥秸稈多種還田方式對(duì)四川盆地主推水稻產(chǎn)量影響的研究，以期為農(nóng)田養(yǎng)分的合理利用、減少環(huán)境污染及秸稈資源的合理利用提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以近3年四川主推雜交水稻為材料，包括：F優(yōu)498、德香4103、D優(yōu)17、花香7號(hào)。

1.1.1 試驗(yàn)器材 PME型自動(dòng)數(shù)粒儀（浙江拓?fù)鋬x器有限公司，型號(hào)：SLY-A）、脫粒機(jī)（四川紅馳農(nóng)機(jī)制造有限公司，型號(hào)：5T-40），種子風(fēng)選儀（浙江拓?fù)鋬x器有限公司，型號(hào)：CFY-11）、電子天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司，型號(hào)：BS2202S）、SPAD-502葉綠素快速測(cè)定儀、尼龍網(wǎng)袋。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 秸稈覆蓋處理 試驗(yàn)設(shè)置4種小麥秸稈還田處理，主要包括：（1）小麥秸稈覆蓋田面；（2）水耕翻埋小麥秸稈；（3）旱耕翻埋小麥秸稈；（4）不還田作對(duì)照（CK）。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理3次重復(fù)。秸稈用量為每小區(qū)4.0 kg（根據(jù)秸稈全量還田計(jì)算）。所用秸稈為機(jī)收后的粉碎小麥秸稈。

1.2.2 水稻種植 試驗(yàn)采用直播方式，播種時(shí)間在2013年5月20日。播種前將種子浸泡3 d，不催芽。試驗(yàn)小區(qū)面積為4 m×4 m，播種行距36 cm，水稻植株在4葉時(shí)定苗，保持每行22株，株距16 cm，并保證植株分布均勻一致，折算密度11 900株/667 m2。施用大糧倉(cāng)牌水稻優(yōu)化配方復(fù)混肥，其養(yǎng)分含量為N（19%）+P2O5（10%）+K2O（6%）。按 10.0 kg/667 m2 純氮計(jì)算施肥量。每小區(qū)面積共施復(fù)混肥 473 g，其中4葉期施用95 g（20%），6葉期施用142 g（30%），8葉期施用236 g（50%）。SPAD值的測(cè)定采用日本產(chǎn)的SPAD-502葉綠素快速測(cè)定儀，從分蘗期至成熟期每10天選有代表性的植株最上且完全抽出的葉片，測(cè)定葉片的中部及其上下1/3處3點(diǎn)的SPAD值，取平均值，每個(gè)小區(qū)測(cè)10點(diǎn)，取平均值。

1.3 調(diào)查與測(cè)定項(xiàng)目與數(shù)據(jù)分析方法

測(cè)定不同小麥秸稈還田方式在水稻最高分蘗期及齊穗期水稻葉片的SPAD值。成熟以后，每品種取22株分別將稻穗全部剪下，置于尼龍網(wǎng)袋內(nèi)風(fēng)干至水分含量達(dá)135%左右時(shí)用脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒，測(cè)1 m2有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量等，最終計(jì)算出各個(gè)水稻品種的產(chǎn)量，數(shù)據(jù)分析采用Excel 2003對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥秸稈不同還田方式對(duì)水稻不同生育期SPAD值的影響

水稻葉片是水稻物質(zhì)積累的主要場(chǎng)所，也是進(jìn)行光合作用最主要的器官。氮素是葉綠素主要構(gòu)成元素之一，同時(shí)氮素也是水稻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中極為重要的元素之一，對(duì)水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)都有很大的影響[4]。在一定范圍內(nèi)，水稻葉綠素含量與水稻葉片中的氮素養(yǎng)分和水稻產(chǎn)量之間存在著密切的關(guān)系[5]。本試驗(yàn)采用SPAD儀測(cè)定的是水稻植株中葉綠素相對(duì)含量，SPAD葉綠素測(cè)定儀攜帶簡(jiǎn)便，SPAD代表植物葉片中葉綠素的相對(duì)值，數(shù)值越大說(shuō)明葉綠素含量越高[6]，通過(guò)田間調(diào)查測(cè)定了水稻不同生育期的SPAD值（表1）。

由表1可知，不同的水稻品種在不同秸稈還田方式下的SPAD值不盡相同，可能是因?yàn)樗痉痔Y期，微生物只是將部分小麥秸稈進(jìn)行腐解產(chǎn)生的氮素含量低，向葉片中轉(zhuǎn)移的氮素量少，而到齊穗期的時(shí)候微生物將大部分秸稈進(jìn)行腐解向植株葉片中轉(zhuǎn)移的氮素量多，成熟期水稻葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括氮素向籽粒中轉(zhuǎn)移，在后期植株葉片中的氮素含量降低導(dǎo)致后期葉片的SPAD值降低?？傮w趨勢(shì)是水稻葉片中葉綠素相對(duì)含量在前期逐漸升高，后期慢慢降低，影響水稻SPAD值的含量除了品種之間本身存在的差異外還受環(huán)境因素等的影響，如某一時(shí)期氣溫增高，日照強(qiáng)度增加，水稻處于生長(zhǎng)旺盛階段，水稻植株葉片中的葉綠素含量達(dá)到頂峰等。通過(guò)測(cè)定SPAD值可以初步了解水稻生長(zhǎng)中的氮素營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)，為水稻施肥提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 不同小麥秸稈還田方式下水稻穗部經(jīng)濟(jì)形狀及產(chǎn)量表現(xiàn)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中并不是秸稈還田量越大越好，如果還田量過(guò)大可能會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響，如秸稈不能完全腐爛等不僅不會(huì)使作物增產(chǎn)，嚴(yán)重的還可能會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)，因此要進(jìn)行秸稈的適量還田。本試驗(yàn)根據(jù)秸稈全量還田最終給每個(gè)小區(qū)施用 4.0 kg 的小麥秸稈，此試驗(yàn)設(shè)計(jì)4種不同的還田方式，旨在探索四川盆地主推水稻品種在小麥秸稈不同還田方式下的穗部經(jīng)濟(jì)形狀及后期產(chǎn)量的表現(xiàn)，為作物秸稈還田及水稻直播技術(shù)提供理論依據(jù)。試驗(yàn)測(cè)定了不同的還田方式對(duì)水稻生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響（圖1至圖4）。

從圖1至圖4可以看出，不同水稻品種在不同的還田方式處理下有效穗和總粒數(shù)變化基本沒(méi)有差異，在這4種不同的還田方式處理中水翻埋對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量的影響比較大，在水翻埋處理下F優(yōu)498和花香7號(hào)這2種水稻品種可達(dá)到600 kg/667 m2，旱翻埋處理和田面覆蓋處理對(duì)水稻的產(chǎn)量相對(duì)于對(duì)照組略有增加。對(duì)水翻埋來(lái)說(shuō)，隨著時(shí)間的推移微生物所處的環(huán)境更加適宜，因此將小麥秸稈進(jìn)行充分腐解，產(chǎn)生更多的氮素供給水稻植株，而旱翻埋的水分含量相對(duì)于水翻埋來(lái)說(shuō)要少得多，部分秸稈沒(méi)有完全被腐解，田面覆蓋處理中沒(méi)有將秸稈完全翻埋在田里，只是在田面漂浮，微生物將小麥秸稈腐解的程度不如水翻埋和旱翻埋這2種處理，在水稻后期植株中的葉片中的氮素向籽粒轉(zhuǎn)移的量也不盡相同，最終表現(xiàn)出不同的產(chǎn)量?？傊?，在這4種不同的秸稈還田方式下對(duì)不同品種水稻產(chǎn)量的影響從大到小依次是：水翻埋>旱翻埋>田面覆蓋>對(duì)照組，這些處理不僅可以有效地解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的秸稈問(wèn)題，還可以提供水稻生長(zhǎng)所需的氮素，促進(jìn)水稻增產(chǎn)。

2.3 不同秸稈還田方式下水稻穗部經(jīng)濟(jì)形狀和產(chǎn)量差異

試驗(yàn)測(cè)定了4種不同的處理對(duì)同一水稻品種的穗部經(jīng)濟(jì)形狀及產(chǎn)量的影響，來(lái)探索每一品種在哪種小麥秸稈還田的處理下可以獲得較高的產(chǎn)量，通過(guò)分析得到的結(jié)果如圖5至圖8所示。

由圖5可見(jiàn)，F(xiàn)優(yōu)498 在不同的小麥秸稈處理下產(chǎn)量表現(xiàn)出一定的差異性，F(xiàn)優(yōu)498在水翻埋處理下的產(chǎn)量相對(duì)于對(duì)照組高13%左右，在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)除了通過(guò)施肥，主要還是從土壤中攝取，土壤中的微生物量對(duì)水稻產(chǎn)量也有一定的影響[7]。田面覆蓋和旱翻埋處理相對(duì)于對(duì)照不但沒(méi)有增產(chǎn)，甚至F優(yōu)498在田面覆蓋處理下表現(xiàn)出減產(chǎn)，主要是因?yàn)樘锩娓采w只是在地表面而沒(méi)有被微生物充分腐解，旱翻埋處理中的微生物并非處在最適宜的環(huán)境因此對(duì)小麥秸稈腐解的程度不夠。旱翻埋相對(duì)于水翻埋表現(xiàn)出低產(chǎn)但在節(jié)水方面具有很大的意義。

由圖6可見(jiàn)，不同小麥秸稈還田方式對(duì)德香4103 水稻品種產(chǎn)量的影響也不同，德香4103在旱翻埋處理下的產(chǎn)量相對(duì)于對(duì)照組增加11%左右，田面覆蓋和水翻埋處理相對(duì)于對(duì)照組沒(méi)有明顯的增產(chǎn)，主要原因可能是因?yàn)槠贩N本身的差異，水稻植株葉片對(duì)農(nóng)田中微生物腐解小麥秸稈產(chǎn)生的氮素吸收程度不同而表現(xiàn)出一定的差異。

D優(yōu)17水稻品種在不同小麥秸稈還田方式下生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的變化如圖7所示，在設(shè)計(jì)的4種處理下，水翻埋、田面覆蓋及旱翻埋處理相對(duì)于對(duì)照組產(chǎn)量沒(méi)有增產(chǎn)趨勢(shì)反而有減產(chǎn)的趨勢(shì)，減產(chǎn)的趨勢(shì)可能原因有2個(gè)方面：一是水稻本身的基因決定對(duì)氮素等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。二是同一小區(qū)或不同小區(qū)內(nèi)微生物量不一致導(dǎo)致對(duì)小麥秸稈腐解的程度不一樣，沒(méi)有完全腐解，產(chǎn)生少量的有害物質(zhì)對(duì)水稻根部產(chǎn)生毒害造成水稻減產(chǎn)。所以在對(duì)照組中的產(chǎn)量略高于其他處理。

花香7號(hào)水稻在水翻埋處理下的產(chǎn)量相對(duì)于對(duì)照組增產(chǎn)4%左右，同一水稻品種的產(chǎn)量在不同的小麥秸稈還田方式下表現(xiàn)也不同，從圖8可以看出，花香7號(hào)在田面覆蓋和旱翻埋處理下的產(chǎn)量與對(duì)照組相比表現(xiàn)出一定的減少，其原因和不同小麥秸稈還田方式對(duì)D優(yōu)17水稻品種生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響的原因相類(lèi)似。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定不同的秸稈還田方式對(duì)不同水稻生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響和同一種水稻品種在不同的秸稈還田方式下的穗部經(jīng)濟(jì)形狀和產(chǎn)量的變化這2個(gè)方面來(lái)探索四川盆地主推水稻在小麥秸稈還田方式下的效益，結(jié)果表明，不同的還田方式對(duì)不同水稻品種的產(chǎn)量表現(xiàn)從大到小的依次是：水翻埋>旱翻埋>田面覆蓋>對(duì)照組，對(duì)供試的F優(yōu)498、德香4103、D優(yōu)17、花香7號(hào)這4種水稻品種在水翻埋、對(duì)照、田面覆蓋和旱翻埋4種處理下的產(chǎn)量表現(xiàn)進(jìn)行分析得知，F(xiàn)優(yōu)498在水翻埋處理下的產(chǎn)量高于其他3種處理，德香4103在旱翻埋處理下的產(chǎn)量高于其他3種處理，D優(yōu)17和花香7號(hào)相對(duì)于對(duì)照組沒(méi)有增產(chǎn)反而有減產(chǎn)的趨勢(shì)，主要原因可能是小麥秸稈在水泡發(fā)酵后，產(chǎn)生了一些有毒物質(zhì)。另外，植物中C/N比值較高，使秸稈在土壤中分解緩慢，微生物和秸稈爭(zhēng)氮導(dǎo)致水稻植株對(duì)氮素利用率降低最終導(dǎo)致產(chǎn)量減少[8]?？傮w來(lái)看農(nóng)作物秸稈還田有利于土壤中有機(jī)質(zhì)的積累和土壤肥力的提高[9]，本試驗(yàn)除了解決水稻產(chǎn)量問(wèn)題外，還解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的秸稈還田問(wèn)題及不合理的秸稈還田對(duì)環(huán)境和農(nóng)業(yè)面源帶來(lái)的污染問(wèn)題，為秸稈在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的有效利用提供了理論參考。

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