水田旋耕對水稻生長及產量的影響研究

代貴金 于廣星 劉憲平 宮殿凱 陳盈 李海波 王彥榮

[摘要]采用大區對比法，在不同地點研究土壤旋耕深度對水稻生長和產量性狀的影響。結果表明，隨著旋耕深度的增加，水稻的葉片SPAD值、根干重、地上部干重、株高、穗長、穗數和產量均顯著增大，而穗粒數、結實率和千粒重的變化較小;對于產量而言，當耕深達到12cm時，呈現顯著增加，耕深12cm和耕深15cm處理間差異不顯著，因此旋耕深度以12cm左右為宜;不同地點間表現相似的變化趨勢。

[關鍵詞]旋耕;水稻;生長;產量性狀

中圖分類號：S511 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20190722

水田旋耕是水稻生產中的一個重要環節，合理的旋耕能夠改善土壤的理化性質，易于形成理想的土壤耕層結構，為水稻及土壤微生物提供良好的生存條件，促進水稻根系生長和產量的形成。近些年來，為降低生產投入，簡化生產環節，幾乎不再深翻，而是習慣于僅限于旋耕，旋耕深度在8～10 cm，從而使土壤耕層逐漸變淺、耕性變差、蓄水保肥能力降低，土壤板結、透水透氣性差、鹽漬化程度逐年加重，嚴重阻礙了作物根系的生長和產量的提高[1-4]。

1? 材料與方法

1.1? 試驗條件

于2016年在燈塔市佟二堡東荒農場、沈陽市遼中區潘家堡鎮進行，試驗田土壤條件見表1。

1.2? 試驗設計

試驗旋耕處理設3個深度水平：9 cm、12 cm、15 cm，采用隨機區組設計，小區面積500 m2以上，3次重復;以主栽品種遼粳212為試驗材料，采用工廠化育苗，機械化插秧，插秧行株距為30 cm×16.6 cm，水肥管理同當地水田生產。

1.3? 測定項目與方法

1.3.1? SPAD值

于拔節期、抽穗期、灌漿期（抽穗后20 d）用SPAD-502葉綠素測定儀測量主莖劍葉距離葉基部2/3處的SPAD值，每小區連續調查10穴，平均值即為該區SPAD值。

1.3.2? 地上部及根干物重

于拔節期、抽穗期、灌漿期（抽穗后20 d），每小區選有代表性的點連續調查20穴的穗數，按照平均穗數取3穴，挖取整株，分成地上部和根兩個部分，放于牛皮紙袋中，105 ℃殺青30 min，然后80 ℃烘干至恒重。

1.3.3? 產量及其構成因素

在完熟期，每小區選擇具有代表性的點連續調查20穴的有效穗數，按照平均有效穗數取5穴進行室內考種，調查株高、穗長、穗數、穗粒數、結實率和千粒重。收獲時每小區采用對角線法取樣，按1 m2面積收割測產。

1.4? 統計分析

采用Excel 2010和Statistix 7軟件進行數據統計分析，多重比較采用LSD法，P<0.05為顯著水平。

2? 結果與分析

2.1? 旋耕對SPAD值的影響

旋耕處理間SPAD值比較見表2。

據表2可知，旋耕處理對拔節期、抽穗期和灌漿期葉片SPAD值均有顯著的影響，隨著旋耕深度的增加，SPAD值增大，特別是耕深9 cm與耕深12 cm和15 cm間差異顯著，而12 cm和15 cm間差異不顯著。兩個地點間在抽穗期表現出相同的變化趨勢，隨著耕深的增加，SPAD值增大，耕深9 cm與其他兩個處理差異顯著，耕深12 cm和15 cm間差異不顯著;而在拔節期，遼中表現出與上面類似的變化趨勢，而燈塔在3個耕深處理間均存在一定的差異;在灌漿期則燈塔在3個處理間差異均不顯著，遼中則在3個處理間均存在一定差異，以耕深9 cm處理與其他兩個處理差異較顯著。

2.2? 旋耕對干物重的影響

旋耕處理間干物重比較見表3。

據表3可知，旋耕處理對根干重和地上部干重均有一定的影響，隨著耕深的增加，根干重和地上部干重增加。各耕深處理間在各個時期的根干重上都存在顯著差異，特別是拔節期和灌漿期3個耕深處理間差異均顯著，在抽穗期耕深12 cm和15 cm間差異不顯著，二者與耕深9 cm間差異顯著。旋耕處理間在抽穗期地上部干重上差異不顯著，而在拔節期和灌漿期則差異顯著，其中在拔節期耕深9 cm和12 cm間差異不顯著，二者與耕深15 cm差異顯著;而灌漿期則是耕深12 cm和15 cm間差異不顯著，二者與耕深9 cm間差異顯著。抽穗期根干重和地上部干重以及拔節期地上部干重在兩個地點的變化趨勢基本一致，根干重以耕深12 cm和15c m間差異不明顯，地上部干重則以耕深9 cm和12 cm間差異不明顯。拔節期和灌漿期處理間根干重和灌漿期地上部干重在處理間的變化因地點而表現不同。拔節期根干重遼中在耕深9 cm和12 cm間差異較小，而燈塔在耕深12 cm和15 cm間差異較小，灌漿期則正好相反;灌漿期地上部干重燈塔在各處理間差異不顯著，遼中在耕深12 cm和15 cm間差異不顯著，而與耕深9 cm間差異顯著。

2.3? 旋耕對株高和穗長的影響

旋耕處理間株高比較見圖1。旋耕處理間穗長比較見圖2。

據圖1可知，旋耕處理株高具有明顯的影響，隨著旋耕深度的增加，株高顯著增加，兩個地點表現出相同的變化趨勢，燈塔的株高較遼中高。據圖2可知，隨著旋耕深度的增加，穗長增加，但耕深9 cm和12 cm處理間差異不顯著，二者與耕深15 cm處理差異顯著;兩地點變化趨勢有一定差異，燈塔在耕深9 cm和12 cm間差異不顯著，而遼中則差異較明顯，遼中的穗長比燈塔大。

2.4? 旋耕對產量及其構成因素的影響

旋耕處理間產量及其構成因素比較見表4。

據表4可知，總體上旋耕處理對穗數和產量的具有顯著的影響，而對穗粒數、結實率和千粒重的影響不顯著。隨著旋耕深度的增加，穗數和產量增加，對于穗數而言，當耕深達到15 cm時，才有顯著增加，而對于產量，當耕深達到12 cm時則出現顯著的增加，耕深12 cm和15 cm間差異不顯著。

3? 結? 論

不同的耕作方式對土壤的作用強度不同，對土壤的理化學和生物學性質影響不同，進而影響作物的生長發育和產量的形成。合理科學的土壤耕作方式能夠改善土壤性狀，促進作物根系生長和提高產量[5-6]。旋耕是目前生產上普遍采用的耕作方式，與翻耕相比，不需要大型機作業，可以大大降低成本。旋耕雖然不如翻耕對土壤結構和理化性質的影響程度大，但據劉艷等[7]的研究表明，當旋耕深度達到12 cm時與翻耕15 cm處理產量差異不顯著。可見只要選擇適宜的旋耕深度，就可以大大減輕長期旋耕造成的耕層淺化、土壤通透性差，不利于水稻植株生長等不利影響[8-10]。目前關于旋耕的研究多是與翻耕、免耕等的對比研究，采用的旋耕深度也各不相同，多數集中在9～15 cm，由于旋耕深度不同，對土壤和作物必然產生不同的作用效果[11-16]。目前單純就旋耕深度對水稻生長和產量性狀的影響研究未見報道。本文對旋耕深度對水稻生長和產量性狀的影響進行了研究，結果表明旋耕深度對水稻生長和產量性狀具有顯著的影響。隨著旋耕深度的增加，水稻的葉片SPAD值、根干重、地上部干重、株高、穗長、穗數和產量均顯著增大，而穗粒數、結實率和千粒重的變化較小。各時期SPAD值、抽穗期根干重、灌漿期地上部干重和產量在耕深達到12 cm顯著增加，而耕深12 cm和15 cm間差異不顯著。拔節期和灌漿期地上部干重、穗長和穗數當耕深達到15 cm時顯著增加，耕深9 cm和12 cm間差異不顯著;旋耕深度對株高的影響最明顯，3個耕深處理間均存在顯著差異。不同地點間表現相似的變化趨勢。總體而言，旋耕深度以12 cm左右為宜。

由于本文僅是一年的研究結果，沒有考慮前一年或二年的土壤耕作處理。而土壤耕作，特別是如翻耕這樣的深層土壤耕作的作用效果往往持續2～3年，甚至在翻耕后第二年的正向作用才能體現出來，因此，旋耕的適宜深度還需要多年、多點進一步驗證。與翻耕相比，旋耕由于受機型的影響，旋耕深度受到限制，最深不超過15 cm。長期采用旋耕，耕層深度變淺，犁底層變堅硬，土壤孔隙度降低，土壤庫容逐年降低，土壤供肥能力下降，作物生長和產量形成受到影響[17-19]。因此要進行合理的耕作，翻耕、旋耕、免耕合理配合，交替運作，充分利用各種耕作方式的優缺點，營造一個“上糊、下松、有水、有氣”的合理耕層，保證水稻高產、穩產，獲得效益最大化，維持水稻生產的可持續發展，保證國家糧食安全和生態安全。

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