海豐鹽堿地區秸稈全量還田下機直播稻水分管理最優模式探究

葉高潮， 陳 明， 王美娥， 曹曉利， 孫小明， 趙田芬

(上海海豐現代農業有限公司，江蘇大豐 224153)

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海豐鹽堿地區秸稈全量還田下機直播稻水分管理最優模式探究

葉高潮， 陳 明， 王美娥， 曹曉利， 孫小明， 趙田芬

(上海海豐現代農業有限公司，江蘇大豐 224153)

[目的]探明海豐鹽堿地區機直播稻水分管理的最優模式。[方法]以淮稻5號為研究材料，設置3種水分管理模式，觀察不同水分管理模式對水稻群體發育、株型、穗型、產量及其構成因素的影響。[結果]輕干-濕灌溉處理下的水稻產量最高，達10 458.00 kg/hm2，其穗部性狀較好，一次枝梗和二次枝梗數目較多，株型配置較為合理，成穗率較高。雖然常規水層灌溉有效穗數較多(318.0萬穗/hm2)，但由于其無效分蘗數目多，群體數量過大，田間通風透光能力較差，植株下部光照不足，導致千粒重以及結實率顯著降低；重干-濕處理下由于有效穗數嚴重減少，千粒重以及結實率下降顯著，這2種處理下的產量均受不同程度的影響。[結論]輕干-濕交替灌溉方式優化了海豐鹽堿地區機直播稻水分管理模式，為機直播稻高產栽培提供了實用的配套水分管理技術。

機直播稻；海豐鹽堿地區；水分管理；最優模式

麥秸全量旋耕還田是上海海豐現代農業有限公司目前運用較為廣泛的一種還田方式，在麥秸機械還田的基礎上，機直播稻面積不斷擴大。水稻機械直播不需要育秧，其省工省本、節省秧田、提高勞動生產率、減輕勞動強度，同時便于田間管理、減少病蟲害發生、減少農藥用量，為生產無公害糧食創造了條件，是一種較為理想的栽培技術，也是水稻實現栽植機械化的發展方向之一。

由于海豐地處黃海灘涂，鹽堿地較多(占公司總面積的60%左右)，在此條件下構建機直播稻高產高效生產技術體系，對海豐鹽堿地區農業資源高效利用、土壤肥力維持和改良以及可持續稻作體系的建立有著十分重要的意義[1]。前人對水稻在不同灌溉方式下的影響做了大量的研究[2-7]，但多數是采用盆缽等方式，通常以人工秧作為研究對象，將土壤水分長期控制在某一水平而進行的。在生產上，除水層灌溉外，將土壤水分長期保持在某一水平是很困難的。這些研究都難以真實反映田間生產條件下不同灌溉方式對機直播稻的影響。該研究著眼于麥秸全量還田下鹽堿地機直播稻的生育特征和產量形成，通過設置不同水分管理模式，觀察機直播稻生長各階段土壤水勢、產量及其構成因素以及水稻的生育特征，探討水分管理模式對機直播稻的影響及其作用特點，從而為海豐鹽堿地區麥秸還田下機直播稻精確灌溉技術和高產高效栽培提供必要的調控指標和技術途徑。1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料 試驗于2015年在上海海豐現代農業有限公司豐華一隊2#進行。供試土壤常年耕作制度為稻麥輪作制度，試驗田前茬作物為小麥，土壤質地為沙壤土，土壤含鹽量3.0 g/kg。

供試品種為海豐地區大面積推廣的遲熟中粳品種——淮稻5號，播種期為2015年6月14日，播種方式為機械水直播。儀器設備：SM-1型土壤水勢監測儀，由中國科學院南京土壤研究所提供。

1.2 試驗設計與方法 該試驗設置3個水分管理模式：常規水層灌溉(CK)；輕干-濕交替灌溉(從5 cm淺水層落干至土壤水勢-10 kPa，再灌5 cm水，T1)；重干-濕交替灌溉(從5 cm淺水層落干至土壤水勢-20 kPa，再灌5 cm水，再落干，如此循環，T2)。每個處理小區面積666.7 m2，各小區隨機區組排列，重復2次，共計6個小區，各小區間筑埂并包膜以防串灌。肥料運籌、病蟲草害防治等相關的栽培措施均按照高產栽培要求進行，各處理小區管理方式一致。

1.3 測定內容及方法

1.3.1 土壤水勢。采用SM-1型土壤水勢測定儀，每隔5 d實時監測2種非充分灌溉方式下的土壤水分狀況。

1.3.2 莖蘗動態及葉齡。在各個小區中選擇較為均勻的區域設定調查點，從四葉期起每隔7 d調查1次莖蘗數量，同時記載葉齡，直至抽穗。

1.3.3 株型。從成熟期樣本中取10個大小平均的單莖，測定植株各節間長度、株高。

1.3.4 穗部特征。在成熟期取樣(20個穗)，測定穗長、一次枝梗數、二次枝梗數。

1.3.5 產量及其構成因素。每小區取水稻植株40個單莖(以株為單位)，用于測定每穗粒數、千粒重和結實率等，計算理論產量。

1.4 數據統計 數據處理采用Excel2003軟件，統計分析采用DPS軟件。

2 結果與分析

2.1 群體發育動態 水分控制對于水稻莖蘗發育具有重要的影響[8]。由圖1可知，CK處理莖蘗數起落幅度較大，雖然分蘗數較多，但更多增加的是無效分蘗，對有效穗數的增加作用有限；T1處理后的水稻生長各時期的莖蘗動態相對平緩，無效分蘗較少；而T2處理下的莖蘗數在各階段都低于常規水層灌溉和輕干-濕交替處理，顯示出重干-濕交替處理對水稻莖蘗數的增加有一定的抑制作用。

圖1 不同水分管理模式下機直播稻群體發育動態Fig.1 The group growth dynamics of mechanical direct-seeding rice under different water management patterns

2.2 株型 水稻莖稈各節間長度的配比與高產有密切關系。基部節間較短，說明無效分蘗期和拔節期前后水漿管理控制得當，無效分蘗發生量低。而穗下節間較長，說明水稻孕穗前到抽穗期的營養狀況較好，施肥較為及時，穎花數退化較少。高產群體莖稈各節間長度的組成，都是基部節間粗短，上部節間長，尤其是穗下節間較長。

表1 不同水分管理模式對機直播稻各節間長度和株高的影響

注：同列數據后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05).

Note:Data followed by different lowercases in the same column stand for significant difference(P<0.05).

由表1可知，CK處理下的基部第一、二節間的長度較長，基部節間的伸長，增加了水稻后期倒伏的風險。T2處理明顯抑制了基部第一、二節間長度，株高顯著降低，光合作用減弱，影響后期植株光合能力。對穗下節間長度的變化趨勢分析可見，T1處理的穗下節間較長，占稈長的比例較大(占株高的29.0%)，有利于上三葉在空間的優化分布和高產量下功能葉片的光合生產。

可見，在鹽堿地區機直播稻大田栽培管理上，由于機直播稻根系淺，為了防止后期倒伏、提高結實率，輕干-濕交替灌溉使機直播稻基一、基二節間變短，同時增加穗下節間長度和株高，增加抽穗后植株受光量，提高植株的總同化產物量，為產量的提高奠定了基礎。

2.3 穗部性狀及成穗率 稻穗的一次枝梗數更多決定于分蘗期的壯苗，而形成大穗的前提是壯苗和壯株。在保證獲得適宜穗數的前提下，提高群體的莖蘗成穗率是群體質量的綜合指標。由表2可知，T1處理穗部性狀較好，一次枝梗和二次枝梗數目較多，成穗率較高。CK處理由于群體過大，個體生長條件變差，個體素質減弱，穗長、一次枝梗數降低，成穗率下降，最終影響產量。T2處理下的穗部性狀較差，成穗率不高，顯示出重干-濕處理對水稻最終穗數的增加有一定的抑制作用。

由此可以看出，輕干-濕交替灌溉對機直播稻成穗率的提高有一定的促進作用，在這種灌溉模式下，機直播稻促進早發、完成穗數的同時，有效地控制了群體的莖蘗數和無效分蘗發生，為主攻大穗創造了條件，而常規水層灌溉和重干-濕交替灌溉顯著降低了成穗率。

表2 不同水分管理模式對機直播稻穗部性狀及成穗率的影響

Table 2 Effects of different water management patterns on ear characters and percentage of earbearing tiller of mechanical direct-seeding rice

處理Treat-ment一次枝梗數Numberofprimarybra-nches∥個二次枝梗數Numberofsecondarybranches∥個穗長Earlengthcm成穗率Percentageofearbearingtiller∥%CK9.3b20.6b15.5a55.4bT111.3a26.1a15.7a69.7aT210.4a23.6a13.8b50.5b

注：同列數據后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05).

Note:Data followed by different lowercases in the same column stand for significant difference(P<0.05).

2.4 產量及其構成因素 由表3可知，T1處理產量最高，達到10 458.00 kg/hm2，較CK、T2處理分別增加了13.2%、45.1%。對產量構成因素分析可見，雖然CK有效穗數較多(318.0萬穗/hm2)，但由于高峰苗過多，群體數量較大，田間通風透光能力較差，植株下部光照不足，導致千粒重以及結實率降低；T2處理有效穗數明顯減少(僅為274.5萬穗/hm2)，極顯著低于CK(318.0萬穗/hm2)和T1處理(301.5萬穗/hm2)。由于嚴格控制水分，導致處理小區的鹽分過高，抑制了千粒重和結實率的提高。可見重干-濕交替灌溉對鹽堿地機直播稻生長產生了較為明顯的不利影響。

表3 不同水分管理模式對機直播稻產量及其構成因素的影響

注：同列數據后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05).

Note:Data followed by different lowercases in the same column stand for significant difference(P<0.05).

綜合產量構成因素和產量差異可知，輕干-濕處理下產量達最高值，千粒重和結實率也同時達到最高值，可見輕干-濕交替灌溉處理產量的提高主要是由于結實率以及千粒重增加，輕干-濕交替灌溉可以有效提高水稻產量。

3 小結與討論

(1)輕干-濕交替灌溉主要是提高水稻前期分蘗的比例，各時期大分蘗比例提高，這些早生分蘗和大分蘗有利于分蘗成穗[4]。該試驗結果表明，輕干-濕交替灌溉不僅使土壤水氣協調，而且為早生分蘗快發創造了一個晝夜溫差大、光照條件好、田間通風透光性好的生態環境,因而莖蘗數上升快，同時充分控制了無效分蘗， 提高了群體質量，使得中后期水稻群體通風透光好，有利于減少分蘗死亡，增加分蘗成穗數，提高成穗率。常規水層灌溉雖然分蘗數較多，但更多增加的是無效分蘗，對有效穗數的增加作用較為有限，而重干-濕交替灌溉處理對水稻莖蘗數的增加有一定的抑制作用，成穗率較低。

(2)麥秸全量還田下輕干-濕灌溉處理下的產量最高，穗部性狀較好，株型配置較為合理。常規水層灌溉雖然有效穗數較多，但由于群體數量過大，田間通風透光能力較差，植株下部光照不足，導致千粒重以及結實率降低；重干-濕處理下有效穗數嚴重減少，穗部性狀較差，株型配置不合理，千粒重和結實率下降極為顯著，制約著產量的提高。可見鹽堿地高產水稻并非要長時間進行水層灌溉，在水分非虧缺條件下全生育期進行輕干-濕交替灌溉，更有利于產量的提高，達到水分高效利用的效果。

輕干-濕交替灌溉優化了海豐鹽堿地區機直播稻水分管理模式，為機直播稻高產栽培提供了實用的配套水管技術，高效利用了海豐農業資源，提高了水稻產量，達到節省人工、降低成本、增加效益的目的。

(3)該試驗用土壤水勢作為灌溉的指標有許多優點，但該指標在大面積應用中仍有一定難度，如土壤水勢測定儀的校正和使用過程中需加無氣水等。如何將土壤水勢與土壤水分形態指標(如土壤地下水位埋深、土壤地表外觀狀況等)進行結合，建立較為準確的、更易操作的灌溉指標，有待于進一步深入研究。 另外，該試驗所選用品種為遲熟中粳品種淮稻5號，品種較為單一，今后還需擴大品種類型，進一步完善海豐鹽堿地區機直播稻高產優質灌溉技術模式，擴大該技術的推廣應用。

[1] 楊文鈺,王蘭英.作物秸稈還田的現狀與展望[J].四川農業大學學報,2005,17(2):211-216.

[2] 陳宇眺,周歡,熊昊,等.基于土壤水勢的灌溉對水稻生長和產量的影響[J].灌溉排水學報,2009,28(5):82-85.

[3] 俞雙恩,彭世彰,王士恒,等.控制灌溉條件下水稻的群體特征[J].灌溉排水,1997,16(2):20-23.

[4] 林賢青,朱德峰,李春壽,等.水稻不同灌溉方式下的高產生理特性[J].中國水稻科學,2005,19(4):328-332.

[5] 朱慶森,邱澤森,姜長鑒,等.水稻各生育期不同土壤水勢對產量的影響[J].中國農業科學,1994,27(6):15-22.

[6] 楊建昌,朱慶森,王志琴.土壤水分對水稻產量與生理特性的影響[J].作物學報,1995,21(1):110-114.

[7] 李國生,張慎鳳,王學明,等.結實期土壤水分對水稻產量與品質的影響[J].中國農學通報,2007,23(12):177-181.

[8] 原曉明,俞雙恩,謝俊英,等.農田水位調控對水稻莖蘗動態和株高的影響[J].灌溉排水學報,2011,30(3):56-59.

The Optimal Water Management Pattern of Mechanical Direct-seeding Rice in Haifeng Saline Area with Returning Whole Straws to Field

YE Gao-chao,CHEN Ming,WANG Mei’e et al

(Shanghai Haifeng Modern Agriculture Co.Ltd.,Dafeng,Jiangsu 224153)

[Objective] In order to explore the optimal water management pattern of mechanical direct-seeding rice in Haifeng saline area.[Method] With Huaidao 5 as research object,different water management pattern were conducted to study the effect of different pattern on population develpoment,plant types,panicle characteristics,yield and component factors. [Result] The grain yield of the alternate wetting and moderate soil drying regime was the highest(10 458.00 kg/hm2).In this treatment panicle characters of rice performed well,the amount of the first and secondary panicle branches were more,the configuration of plant type was reasonable,and earbearing tiller percentage of rice population was higher.Although the number of productive ear was relatively more under the conventional water irrigation(reached to 318.0×104ears/hm2),the ineffective tillers and population number were too large,ventilation pervious capacity of the field was poor,and insufficient light reached to lower leaves,all these factors caused 1 000-grain weight and the setting percentage significantly reduced.The number of productive ear,1 000-grain weight and setting percentage were all severely reduced under the alternate wetting and severe soil drying regime.Therefore the yield of both the two water treatments were influenced at different extents.[Conclusion] The water management pattern of mechanical direct-seeding rice in Haifeng saline area was optimized by the alternate wetting and moderate soil drying regime,which can provide practical water pipe technology for high yield cultivation of mechanical direct-seeding rice.

Mechanical direct-seeding rice; Haifeng saline area; Water management; Optimal pattern

葉高潮(1970- )，男，安徽桐城人，中級農藝師，從事農作物栽培技術研究與推廣工作。

2016-09-05

S 511

A

0517-6611(2016)31-0020-03