油菜秸稈還田對不同水稻品種秧苗前期生長的影響

陳鑫　黃晶　任品安

摘要[目的]探究油菜秸稈還田對不同水稻品種秧苗前期生長發(fā)育的影響。[方法]通過裂區(qū)試驗設(shè)計，以油菜秸稈不同還田方式為主處理，水稻品種為副處理，分析油菜秸稈不還田、覆蓋還田以及翻埋還田對宜香優(yōu)2115和德優(yōu)4727生長發(fā)育的影響。[結(jié)果]不同水稻品種在油菜秸稈翻埋還田處理下均表現(xiàn)為，秧苗前期的分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部分干重低于對照與秸稈覆蓋還田；相同還田方式下，德優(yōu)4727在所有觀測時期的分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部分干重均高于宜香優(yōu)2115。[結(jié)論]秸稈翻埋還田造成水稻僵苗，由于不同水稻品種對秸稈還田方式的響應不同，為適應機械化操作，生產(chǎn)上應推廣適宜秸稈翻埋還田的水稻品種。

關(guān)鍵詞秸稈還田；秧苗；品種；生長發(fā)育

中圖分類號S318；S511文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）22-0020-05

Abstract[Objective] This study aims to explore the effects of rape straw returning to field on earlystage seedling growth and development of different rice varieties. [Method] Through a split plot experiment design， different rape straw returning methods were used as the principle treatment， and the rice varieties were treated as the assistant treatment. The effects of nonreturning， mulching and overturning of rape straw on the growth and development of Yixiangyou 2115 and Deyou 4727 were analyzed. [Result] When rape straw overturning to field was used， the tiller number， root length， leaf area index and above ground dry weight in earlystage seedlings were lower than those of control and straw mulching group， regardless of rice variety. When the same treatment method was used， the tiller number， root length， leaf area index and above ground dry weight of Deyou 4727 were higher than those of Yixiangyou 2115 during all observation periods. [Conclusion] Straw overturning to field caused runt seedlings， as different rice varieties had various responses to straw returning methods. In order to meet the mechanized operations， rice varieties adapted to straw overturning to field could be popularized in rice production.

Key wordsStraw returning；Rice seedlings；Variety；Growth and development

油菜秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)中一項重要的生物資源[1]。我國每年產(chǎn)生大量的油菜秸稈，隨著農(nóng)民生活水平的提高，油菜秸稈的炊用價值逐漸喪失，大量被露天焚燒，造成嚴重的資源浪費與環(huán)境污染。因此，油菜秸稈就地轉(zhuǎn)化成為一個急需解決的農(nóng)業(yè)問題[2-3]。近年來，隨著農(nóng)業(yè)機械化水平的提高，油菜碎稈直接還田技術(shù)由于具有便于機械化操作、省工省時等特點易被農(nóng)戶接受。同時，由于油菜秸稈還田能夠增加土壤有機質(zhì)、改善土壤結(jié)構(gòu)、促進微生物活力和植物根系的發(fā)育等，有利于培肥地力、促進增產(chǎn)增收[4]。

然而，有研究表明，油菜秸稈直接還田會引起水稻前期生長不良，僵苗現(xiàn)象嚴重[5]，該問題的存在，一定程度上影響了秸稈還田技術(shù)的應用與推廣。前人研究表明，秸稈還田對水稻秧苗前期生長產(chǎn)生的不良影響主要是由于秸稈還田惡化了秧苗生長的土壤環(huán)境[6]。不同水稻品種對逆境脅迫的響應不同[7]。目前關(guān)于秸稈翻埋還田對不同水稻品種的影響研究較少。該試驗以油菜秸稈不還田為對照，研究油菜秸稈覆蓋還田、翻埋還田對不同的水稻品種生長發(fā)育的影響，以期為秸稈科學還田以及水稻的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2016年4—9月在西南科技大學農(nóng)場（104.7° E，31.5° N；海拔582 m）進行，該地區(qū)氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L性濕潤氣候，年平均氣溫約16.3 ℃，年平均降水量為963.2 mm，年日照時數(shù)約1 298.1 h，年無霜期約272 d。試驗田前茬作物為油菜，試驗前取0～20 cm土壤測定其主要理化性狀，土壤容重為1.5 g/cm3，有機質(zhì)含量為13.3 g/kg，有效氮含量為89.2 mg/kg，有效磷含量為8.0 mg/kg，有效鉀含量為63.9 mg/kg，土壤pH為7.1。

1.2試驗設(shè)計

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主因素為秸稈還田方式，設(shè)置油菜秸稈不還田（CK）、覆蓋還田（RM）和翻埋還田（RI）3個水平，副因素為水稻品種，設(shè)置宜香優(yōu)2115（品種1）和德優(yōu)4727（品種2）2個水平，隨機區(qū)組設(shè)計，每組設(shè)置4個重復，共24個小區(qū)，小區(qū)面積為12.14 m2。播種前每個小區(qū)施用0.73 kg復合肥（折合600 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=19∶10∶6），其中，50%作基肥施用，另外50%作分蘗肥施用；每個小區(qū)秸稈還田量為8 kg（折合6 750 kg/hm2）。具體方法為：前茬油菜收獲后，將RM與CK處理的秸稈移出田塊，使用微耕機對所有試驗田進行耕作，其中，RI處理的油菜秸稈隨耕作過程返還給土壤，翻埋深度15～20 cm；RM處理在水稻栽插后第3天（6月1日），將之前移出的油菜秸稈覆蓋于田面水稻行間。2個供試水稻品種于4月10日采用旱地育秧，5月29日選取大小均勻的秧苗進行移栽。各小區(qū)內(nèi)每個品種栽種4行，每行25株，共100株，移栽時采用寬窄行栽插，寬行50 cm，窄行25 cm，株距17 cm。各小區(qū)間采用防水隔板隔離，以防滲水滲肥，小區(qū)靠道路邊設(shè)置保護行。從水稻移栽至6月25日，保持田面2～3 cm 水層，6月26日開始曬田，7月16日曬田結(jié)束，后期田間管理按照農(nóng)戶常規(guī)管理方式進行。

1.3樣品采集與測定

從水稻移栽5 d后（6月5日）開展測定工作，至7月1日結(jié)束。每隔7 d在各個小區(qū)內(nèi)隨機選取3株水稻進行分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)[葉面積指數(shù)=葉長×最大葉寬×校正系數(shù)（0.75）]及地上部干重的測定。取樣時，以水稻植株為中心，取長15 cm、寬10 cm、深20 cm的土塊，裝于尼龍網(wǎng)袋中，用流水將根系泥土沖洗干凈，然后用濾紙吸干附著的水。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Office 2016對數(shù)據(jù)進行處理，SPSS 22.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1方差分析

對所有觀測時期的數(shù)據(jù)進行方差分析（表1），秸稈不同還田方式與不同水稻品種對分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部干重在觀測時期都存在顯著或不顯著的差異，然而秸稈還田方式與品種間的互作效應在所有觀測時期均不顯著。因此，秸稈還田方式與水稻品種之間不存在互作效應。

2.2秸稈不同還田方式對水稻前期生長發(fā)育的影響

2.2.1

秸稈還田方式對水稻分蘗數(shù)的影響。從圖1可以看出，秸稈翻埋還田處理下的水稻分蘗數(shù)均低于秸稈覆蓋還田與秸稈不還田（對照）。其中，秸稈翻埋還田處理下，品種1與品種2的分蘗數(shù)均在6月12日顯著低于對照（P<0.05），品種1的分蘗數(shù)在6月19日顯著低于覆蓋還田（P<0.05）。秸稈覆蓋還田與對照總體上差異不顯著，僅品種2的分蘗數(shù)在6月12日顯著低于對照（P<0.05）。

2.2.2

秸稈還田方式對水稻根長的影響。從圖2可以看出，秸稈翻埋還田處理下的水稻根長均低于秸稈覆蓋還田與對照。其中，秸稈翻埋還田處理下，品種1的根長在7月1日顯著低于秸稈覆蓋還田（P<0.05），品種2的根長在6月19日顯著低于對照（P<0.05）。秸稈覆蓋還田與對照總體上差異不顯著，僅品種2的根長在6月19日顯著低于對照（P<0.05）。

2.2.3

秸稈還田方式對水稻葉面積指數(shù)的影響。從圖3可以看出，秸稈翻埋還田處理下的水稻葉面積指數(shù)均低于秸稈覆蓋還田與對照。秸稈翻埋處理下，品種1的葉面積指數(shù)在6月19日、7月1日均顯著低于秸稈覆蓋還田（P<0.05），品種2的葉面積指數(shù)在6月12日顯著低于對照（P<0.05）?？傮w來看，秸稈覆蓋還田與對照差異不顯著，僅品種1的葉面積指數(shù)在6月19日顯著高于對照（P<0.05）。

2.2.4

秸稈還田方式對水稻地上部干重的影響。從圖4可以看出，秸稈翻埋還田處理下的地上部干重均低于秸稈覆蓋還田與對照。秸稈翻埋還田處理下，品種1和品種2的地上部干重在6月19日均顯著低于秸稈覆蓋還田（P<0.05）；品種1的地上部干重在6月12日、6月19日、7月1日均顯著低于對照（P<0.05）。秸稈覆蓋還田與對照相比差異不顯著。

2.3同一秸稈處理方式對不同水稻品種前期生長發(fā)育的影響

2.3.1

秸稈不還田處理下不同水稻品種的分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部干重。由圖5可得，秸稈不還田處理下，2種水稻分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部干重的變化趨勢基本一致，但品種2的各項生長指標均高于品種1；其中品種2的分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)在6月12日、6月19日均顯著高于品種1（P<0.05）。

2.3.2

秸稈覆蓋還田對不同水稻品種分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部干重的影響。由圖6可得，秸稈覆蓋還田處理下，品種2的各項生長指標均高于品種1，但差異較小；品種2的分蘗數(shù)、根長及地上部干重在6月12日均顯著高于品種1（P<0.05）。

2.3.3

秸稈翻埋還田對不同水稻品種分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及上部干重的影響。由圖7可得，秸稈翻埋還田處理下，兩個水稻品種的生長趨勢大致相同，但品種2的各項生長指標均高于品種1；品種2的葉面積指數(shù)及地上部干重在6月12日、7月1日均顯著高于品種1（P<0.05）。

3討論

秸稈還田引起水稻僵苗的現(xiàn)象普遍存在[8]，水稻僵苗現(xiàn)象具體表現(xiàn)為根系生長緩慢，返青、分蘗遲緩，分蘗少，植株長勢弱小[5，9]。該研究結(jié)果表明，秸稈翻埋還田降低了2個水稻品種的分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部分干重，表明秸稈翻埋還田對水稻前期生長發(fā)育有抑制作用，會引起水稻僵苗現(xiàn)象。這些結(jié)論與前人的研究結(jié)論較為一致。該試驗中秸稈覆蓋還田對水稻前期生長發(fā)育的影響與秸稈不還田相比無顯著差異，可能是由于試驗開展年限較短以及與前人施肥等田間管理措施存在差異。引起秸稈翻埋還田與覆蓋還田處理下水稻秧苗生長差異的原因可能是由于油菜秸稈翻埋還田的腐解速率大于覆蓋還田[10]，在連續(xù)淹水的情況下，土壤中的微生物分解秸稈釋放養(yǎng)分的同時也厭氧分解產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，而有害物質(zhì)的積累會對水稻秧苗產(chǎn)生不利影響[11-13]；同時水稻在常規(guī)栽培下，秸稈覆蓋還田的碳、氮、磷的釋放速率要明顯高于秸稈翻埋還田[14]，亦可能導致秸稈翻埋還田處理下引起水稻僵苗現(xiàn)象更明顯。

不同水稻品種對逆境脅迫的響應不同[15-16]。在秸稈還田條件下，不同水稻品種生長發(fā)育也不盡相同。陶詩順等[17-18]研究表明，秸稈還田可以不同程度縮短不同水稻品種的生育期；田間莖蘗數(shù)、葉面積指數(shù)及干物質(zhì)積累量等指標在不同品種間也存在差異。該試驗中，秸稈翻埋還田下的水稻前期分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部干重較秸稈不還田有所降低，秸稈覆蓋還田下變化不明顯，但水稻德優(yōu)4727在所有秸稈處理方式下的各項生長指標均高于宜香優(yōu)2115。由此可見，不同水稻品種對秸稈還田方式的響應有所不同。由于秸稈翻埋還田更易于機械化操作、便于推廣，生產(chǎn)上可選育和應用適應于秸稈翻埋還田的水稻品種。

4結(jié)論

油菜秸稈翻埋還田處理下，2個水稻品種的分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部干物質(zhì)重量均低于秸稈不還田與秸稈覆蓋還田；相同還田方式下，德優(yōu)4727在所有觀測時期的分蘗數(shù)、根長、葉面積指數(shù)及地上部分干重均高于宜香優(yōu)2115。生產(chǎn)上，為適應機械化操作，應選育和推廣適宜秸稈翻埋還田的水稻品種。

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