保護性耕作節(jié)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(guī)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(yōu)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(yōu)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(fā)展可持續(xù)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(qū)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(jié)水栽培新技術體系是黑龍江八一農墾大學研發(fā)的一項集保護耕地、培肥地力、節(jié)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(jù)。

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(qū)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(yǎng)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(guī)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(qū)（表1）。每小區(qū)面積為64.8 m2，小區(qū)之間以V形板隔開，每處理重復3次，田間隨機排列。插秧規(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(tǒng)（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(shù)，按平均穴莖數(shù)取代表株，帶回室內考種，調查每穗粒數(shù)、結實率、粒重，計算理論產量。當全田95%稻穗黃化時收獲，每區(qū)重復3次，實收測產。委托農業(yè)部谷物檢測中心（哈爾濱）分析水稻碾磨品質、營養(yǎng)品質及顆粒判定。

1.4數(shù)據(jù)處理

利用DPS統(tǒng)計分析軟件、Excel軟件處理數(shù)據(jù)。

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(shù)，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(guī)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(fā)育和產量形成（圖1至圖4）。與常規(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)耕作接近，墾鑒稻10的食味評分顯著高于常規(guī)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(guī)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(guī)耕作接近，墾鑒稻10的食味評分明顯高于常規(guī)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(fā)育、提高肥料利用率[1，8]。優(yōu)良品種、高效栽培方法與可持續(xù)發(fā)展的耕作方式結合是實現(xiàn)可持續(xù)稻作的有效途徑。

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