鄂東南冷浸稻田改良對土壤溫度及水稻產量構成的影響

楊漢，夏賢格，黃志謀，瞿和平，張枝盛，秦曉銀，黎雨薇

（1.咸寧市農業科學院，湖北 咸寧 437000；2.湖北省農業科學院，武漢 430064）

冷浸田是指長期受水浸漬，以“冷、爛、毒、瘦”為特征的水田，具有速效養分含量低、養分活化度不夠、有毒物質累積多、結構差、溫度低等特點，導致水稻根系發育不良、分蘗減少、養分吸收差、產量低［1］。湖北省冷浸田主要分布于鄂東南低山丘陵、鄂西山區及鄂中部分縣（市）的丘陵山區，其中以鄂東南低山丘陵區面積最大。

冷浸田增產潛力巨大，對其進行改良是保證中國糧食安全的有效途徑，可大幅度提高冷浸田的生產力。本研究以鄂東南低丘陵區冷浸田為研究對象，采用“挖溝排水、施堿改酸、微肥調控、秸稈還田”的暖田技術對其進行改良，調查和分析土壤溫度、水稻產量構成因素的影響，為鄂東南冷浸田綜合改良治理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點位于湖北省咸寧市咸安區汀泗橋鎮赤崗村（29°50′N，114°17′E），試驗地地勢平坦，肥力中等、均勻，排灌方便，陽光充足，土質紅黃壤。

1.2 種植材料

試驗在同一田塊進行，早稻品種為兩優287，晚稻品種為泰優398。

1.3 試驗設計

均設置3個處理：常規技術模式（對照，CK）、暖田技術模式（T1）、微肥改良技術模式（T2），隨機區組設計，3次重復，小區面積84 m2、小區長12 m、寬7 m，株行距13.33 cm×16.67 cm，人工插秧，每個處理四周用農膜做好隔離。

1.4 處理措施

1.4.1 常規技術模式（CK）人工插秧，秸稈全量還田，常規管理，冬泡。每小區施復合肥5.5 kg。

1.4.2 暖田技術模式（T1） 人工插秧，秸稈全量還田，田間人工起溝。每小區施5.5 kg復合肥、1.5 kg二氧化硅、0.3 kg硫酸鋅、7.5 kg石灰，用農膜做好隔離之后均勻撒施；冬炕。

1.4.3 微肥改良技術模式（T2） 人工插秧，秸稈全量還田。每小區施5.5 kg復合肥、1.5 kg二氧化硅、0.3 kg硫酸鋅、7.5 kg石灰，用農膜做好隔離之后均勻撒施；冬炕。

1.5 田間管理

早稻于2020年3月21日播種，采用棚內水育秧，4月27日人工移栽；晚稻于2020年7月9日播種，采用露地水育秧，8月2日人工移栽。移栽后田間水肥管理及病蟲草害防治均一致。

1.6 測定指標和方法

1.6.1 土壤溫度 測定并記錄水稻從分蘗期到成熟期田間5、10、20 cm土壤深度早（7：00）、中（12：00）、晚（18：00）的地溫，早稻于5月2日至7月11日每隔1周記錄1次，晚稻于8月5日至10月21日每隔1周記錄1次。

1.6.2 產量構成因素 在苗期每小區選定10穴水稻調查分蘗數，成熟期將10穴取樣考種，調查有效穗數、每穗總粒數、實粒數、千粒重、產量等。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤溫度的影響

隨著季節的推移，田間地溫總體上呈現出逐步上升（早稻）和逐步下降（晚稻）的趨勢。中午12：30地溫變化最明顯；不同深度各處理間地溫變化趨勢是一致的，地溫隨著土壤深度增加而降低。

T1和T2具有升溫較快的特點，溫度越高升溫越明顯。5 cm深度12：00地溫5月23日第一次回溫，T1和T2地溫分別增長至33.9℃和33.3℃，CK增長至32.7℃，相比CK，T1和T2地溫分別增長1.2℃和0.6℃（圖1）。如圖2所示，T1和T2有降溫較慢的特點，溫度越低降溫越緩慢，能起到保溫的作用。5 cm深度12：00調查地溫，9月2日降溫幅度最大，T1和T2地溫分別降低至31.4℃和31.0℃，CK降低至30.8℃，與CK相比，T1和T2地溫分別增加0.8℃和0.2℃。

圖1 早稻不同處理對地溫的影響

圖2 晚稻不同處理對地溫的影響

較常規技術模式，暖田技術模式和微肥改良技術模式對不同深度的土壤具有增溫效果，從而能促進水稻生長。

2.2 不同處理對水稻產量構成因素的影響

CK、T1和T2對水稻產量構成因素的影響見表1。

表1 不同處理產量構成

T1的分蘗率、有效穗、產量與CK相比均具有顯著差異。T1早稻于5月29日達到最高苗數和分蘗率，分蘗率為310.9%，有效穗為466.5萬/hm2，T1早稻實際產量為7 861.7 kg/hm2，較CK增產22.12%。T1晚稻于9月7日達到最高苗數及分蘗率，分蘗率為316.2%，T1晚稻有效穗為437.0萬/hm2，實際產量為8 096.0 kg/hm2，較CK增產25.37%。

T2的分蘗率、有效穗與CK相比無顯著差異，但其產量與CK相比具有顯著差異。早稻T2實際產量為7 322.4 kg/hm2，較CK增產13.75%，晚稻T2實際產量為7 513.5 kg/hm2，較CK增產16.35%。

2.3 不同處理對品種生育期的影響

不同處理品種生育期（表2）表明，T1和T2早稻全生育期短，為117 d，CK長，為118 d；晚稻全生育期T1和T2為122 d，常規技術為123 d。說明暖田技術可使水稻品種生育期提前，從而降低雙季稻機插茬口銜接緊的風險。

表2 生育期情況

2.4 經濟效益分析

對不同處理的經濟效益進行分析，進行投入與產出核算，以此衡量生產效益。兩優287和泰優398兩季種植效益分析見表3。在投入上，T1和T2比CK每公頃分別增加了3 900.0、2 700.0元；在純收入上，T1比CK每公頃增加收入4 321.2元，增加效益45.99%，T2比CK增加收入2 916.0元，增加效益31.04%。

表3 效益分析

3 小結與討論

冷浸田土壤透氣性較差，微生物活動弱，加之低溫和缺氧條件下還原物質積累，對水稻根系產生毒害作用，甚至造成爛秧死苗現象，嚴重影響水稻的生長，造成水稻減產，成為提高湖北省水稻產量的主要障礙［2］。改良措施有調整肥料結構，同時增施鋅肥和硅肥，促進水稻穩定增產［3］；施用土壤改良劑，如過氧化鈣、石灰、粉煤灰等也能改善土壤氧化還原狀況，結合秸稈還田處理可以提高土壤速效養分含量，對冷浸田增產效果較好［4］；栽培措施方面，壟作可提高土壤溫度，增加土壤有機質含量，提高土壤pH，提高土壤酶活性，增加土壤速效養分含量，促進水稻生長，提高水稻產量［5］；長期開溝排水促進土壤有機質礦化，增強了土壤微生物活性，提升產量明顯［6］。對于冷浸田改良的研究多是從單項措施方面進行，缺乏施肥和栽培措施相結合的研究。

針對鄂東南土壤質地黏重、通透性差、偏酸、微量元素缺乏等問題，通過集成冷浸田改良的研究成果，從農藝改良的角度，采取“挖溝排水、施堿改酸、微肥調控、秸稈還田”的栽培措施，創新集成暖田技術模式。2019年，對冷浸田晚稻（泰優398）的根系發育、干物質含量進行了研究，結果表明，暖田技術模式和微肥改良技術模式能促進水稻根系生長發育，增加干物質積累，增加根冠比［7］。

暖田技術模式和微肥改良技術模式與常規技術模式相比，可以顯著改善水稻田間土壤酸堿度、通透性，增加微量元素供給，提高根系生長發育能力，增加土壤地溫，促進水稻營養物質運輸效率，增加干物質積累，穩定提高水稻的產量，從而增加經濟收益。暖田技術模式在改善土壤理化性質、提高根系生長、增加地溫、促進干物質含量、增加產量等方面要優于微肥改良技術模式。2020年寒露風提前，晚稻抽穗期和灌漿期遇低溫影響，在此惡劣天氣影響下，暖田技術模式效果更為顯著。