保護性耕作節水栽培新技術體系下鉀對水稻產量與品質的影響

陳宏濤　李曉蕾　馬艷　錢永德

摘要：以墾稻12、墾鑒稻10為材料，探討保護性耕作對其產量與品質的影響。結果表明，保護性耕作栽培條件下，墾稻12葉片的氣孔導度、胞間CO2濃度、凈光合速率、葉片蒸騰速率均較常規耕作高；保護性耕作條件下適當增施鉀肥可有效提高墾稻12產量。當鉀肥施用量為157.5 kg/hm2時，墾鑒稻10與墾稻12產量均達到最高。

關鍵詞：保護性耕作；水稻；產量；品質

中圖分類號：S511.04文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）01-0064-02

收稿日期：2013-04-23

基金項目：黑龍江省科技攻關重大項目（編號：GA10B102）；黑龍江省農墾總局科技攻關項目（編號：HNK11A-01-01-02、HNK11A-02-02）；博士科研啟動基金。

作者簡介：陳宏濤（1971—），碩士，農藝師，主要從事水稻栽培生理研究。

通信作者：錢永德，博士，副教授，從事水稻栽培生理研究。E-mail： byndqyd@163.com。保護性耕作是一種新興的水稻耕作栽培方式，具有改良土壤、培肥地力、改善土壤理化性狀等優點[1-5]，有關該耕作方式的具體操作方法及機理也成為研究熱點[6-7]。生產者非常關注水稻優良品種與高產栽培方式，但對與之相配套的培肥地力、有利于發展可持續稻作的耕作方法關注較少。黑龍江省是我國最重要的粳稻生產基地之一，黑龍江墾區的水稻生產對保障國家糧食安全起著重要作用。水田保護性耕作節水栽培新技術體系是黑龍江八一農墾大學研發的一項集保護耕地、培肥地力、節省水資源于一體的新型土壤耕作技術[1]。本試驗探討該技術體系下水稻的產量與品質效應，旨在為水稻栽培提供依據。

1材料與方法

1.1試驗地點

試驗于2011年春在黑龍江省密山市八一農墾大學進行。密山地區屬寒溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫2.5～3.1 ℃，≥10 ℃活動積溫2 400～2 564 ℃，年平均降水量為450～550 mm，無霜期106～151 d。土壤類型為沙質白漿土，試驗田土地平整，肥力均勻。0～20 cm 耕層土壤養分含量為：堿解氮含量為350.0 mg/kg，有效磷含量為55.08 mg/kg，速效鉀含量為268.8 mg/kg，有機質含量為4.68%，pH值為5.92。

1.2試驗方法

以耕作方式（保護性耕作、常規耕作）、品種（墾稻12、墾鑒稻10）、硫酸鉀施用量為處理因素，硫酸鉀施用量分別設0、525、105、157.5、210 kg/hm2 5個水平；另設無肥對照區（表1）。每小區面積為64.8 m2，小區之間以V形板隔開，每處理重復3次，田間隨機排列。插秧規格為寬窄行（40+20） cm×10 cm，每穴3苗。氮肥按基肥、蘗肥、穗肥比例為4 ∶3 ∶3施用，鉀肥按基肥 ∶穗肥比例為6 ∶4施用，磷肥全部作基肥施用，其他管理相同。

表1試驗設計

施肥量（kg/hm2）尿素1三料1硫酸鉀1品種1耕作方式15011051210.01墾稻12，墾鑒稻101常規耕作15011051210.01墾稻12，墾鑒稻101保護性耕作15011051157.51墾稻12，墾鑒稻101常規耕作15011051157.51墾稻12，墾鑒稻101保護性耕作15011051105.01墾稻12，墾鑒稻101常規耕作15011051105.01墾稻12，墾鑒稻101保護性耕作1501105152.51墾稻12，墾鑒稻101常規耕作1501105152.51墾稻12，墾鑒稻101保護性耕作1501105101墾稻12，墾鑒稻101常規耕作1501105101墾稻12，墾鑒稻101保護性耕作010101墾稻12，墾鑒稻101常規耕作010101墾稻12，墾鑒稻101保護性耕作

1.3調查項目

在水稻灌漿期，選擇水稻長勢均勻地塊，選取代表點，采用LI-6400型便攜式光合測量系統（美國LI-COR公司）測定功能葉葉片凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率等，每處理測定6片。收獲前每處理選3點，每點面積 1 m2，調查單位面積穗數，按平均穴莖數取代表株，帶回室內考種，調查每穗粒數、結實率、粒重，計算理論產量。當全田95%稻穗黃化時收獲，每區重復3次，實收測產。委托農業部谷物檢測中心（哈爾濱）分析水稻碾磨品質、營養品質及顆粒判定。

1.4數據處理

利用DPS統計分析軟件、Excel軟件處理數據。

2結果與分析

2.1不同處理對水稻灌漿期葉片光合特性的影響

凈光合速率是指單位葉面積上干物質的增加速率，可反映干物質積累的多少；氣孔導度是衡量氣孔開張度的重要指標，可反映葉表面透過H2O、CO2的能力，是葉片擴散阻力的倒數，一般來說氣孔導度大則蒸騰速率快。在水稻經濟器官形成與充實期，光合速率下降必將造成水稻生物學產量和經濟產量降低。保護性耕作栽培條件下，墾稻12葉片的氣孔導度、胞間CO2濃度、凈光合速率、葉片蒸騰速率均較常規耕作高，氣孔導度增大可以有效提高胞間CO2濃度，促進葉片光合作用尤其是凈光合速率的提高，同時葉片蒸騰速率的提高有利于光合產物的積累，從而促進根系發育和產量形成（圖1至圖4）。與常規耕作栽培方式相比，保護性耕作條件下施用鉀肥進一步促進了墾稻12的光合作用，為水稻高產奠定了更多的物質基礎。鉀對墾鑒稻10光合特性的影響與墾稻12略有不同。與常規耕作相比，保護性耕作下除葉片的凈光合速率較高外，其余指標如葉片胞間CO2濃度、葉片蒸騰速率、氣孔導度均比對照略低，但均未達到顯著水平（圖5）。

2.2不同處理對水稻產量的影響

與常規耕作相比，保護性耕作條件下墾稻12可將鉀肥利用率提高17%左右，明顯高于墾鑒稻10，因此在保護性耕作條件下適當增施鉀肥可有效提高墾稻12產量。當鉀肥施用量為157.5 kg/hm2時，墾鑒稻10與墾稻12產量均達到最高。

2.3不同處理對水稻品質的影響

由表2可知，不同耕作方式下不同水稻品種的主要指標如出糙率變化不大。與常規耕作相比，保護性耕作方式下水稻裂紋米重量比趨于下降，蛋白質含量、直鏈淀粉含量也有降低趨勢。保護性耕作條件下墾稻12的食味評分與常規耕作接近，墾鑒稻10的食味評分顯著高于常規耕作（表2）。

3結論

本研究表明，保護性耕作可提高水稻對鉀肥的利用率，不同水稻品種對鉀肥的利用率存在差別，墾稻12對鉀肥的利用率高于墾鑒稻10。與常規耕作方式相比，保護性耕作方式下水稻裂紋米重量比趨于下降，蛋白質含量、直鏈淀粉含量也有降低趨勢。保護性耕作條件下墾稻12的食味評分與常規耕作接近，墾鑒稻10的食味評分明顯高于常規耕作。研究顯示，保護性耕作方式可以有效改良土壤理化性質，促進根系發育、提高肥料利用率[1，8]。優良品種、高效栽培方法與可持續發展的耕作方式結合是實現可持續稻作的有效途徑。

參考文獻：

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