水田旋耕對(duì)水稻生長及產(chǎn)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(qū)對(duì)比法，在不同地點(diǎn)研究土壤旋耕深度對(duì)水稻生長和產(chǎn)量性狀的影響。結(jié)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(shù)和產(chǎn)量均顯著增大，而穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的變化較小;對(duì)于產(chǎn)量而言，當(dāng)耕深達(dá)到12cm時(shí)，呈現(xiàn)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(diǎn)間表現(xiàn)相似的變化趨勢。

[關(guān)鍵詞]旋耕;水稻;生長;產(chǎn)量性狀

中圖分類號(hào)：S511 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20190722

水田旋耕是水稻生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，合理的旋耕能夠改善土壤的理化性質(zhì)，易于形成理想的土壤耕層結(jié)構(gòu)，為水稻及土壤微生物提供良好的生存條件，促進(jìn)水稻根系生長和產(chǎn)量的形成。近些年來，為降低生產(chǎn)投入，簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，幾乎不再深翻，而是習(xí)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(jié)、透水透氣性差、鹽漬化程度逐年加重，嚴(yán)重阻礙了作物根系的生長和產(chǎn)量的提高[1-4]。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)條件

于2016年在燈塔市佟二堡東荒農(nóng)場、沈陽市遼中區(qū)潘家堡鎮(zhèn)進(jìn)行，試驗(yàn)田土壤條件見表1。

1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)旋耕處理設(shè)3個(gè)深度水平：9 cm、12 cm、15 cm，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積500 m2以上，3次重復(fù);以主栽品種遼粳212為試驗(yàn)材料，采用工廠化育苗，機(jī)械化插秧，插秧行株距為30 cm×16.6 cm，水肥管理同當(dāng)?shù)厮锷a(chǎn)。

1.3? 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1? SPAD值

于拔節(jié)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(qū)連續(xù)調(diào)查10穴，平均值即為該區(qū)SPAD值。

1.3.2? 地上部及根干物重

于拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期（抽穗后20 d），每小區(qū)選有代表性的點(diǎn)連續(xù)調(diào)查20穴的穗數(shù)，按照平均穗數(shù)取3穴，挖取整株，分成地上部和根兩個(gè)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(chǎn)量及其構(gòu)成因素

在完熟期，每小區(qū)選擇具有代表性的點(diǎn)連續(xù)調(diào)查20穴的有效穗數(shù)，按照平均有效穗數(shù)取5穴進(jìn)行室內(nèi)考種，調(diào)查株高、穗長、穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。收獲時(shí)每小區(qū)采用對(duì)角線法取樣，按1 m2面積收割測產(chǎn)。

1.4? 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010和Statistix 7軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，多重比較采用LSD法，P<0.05為顯著水平。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 旋耕對(duì)SPAD值的影響

旋耕處理間SPAD值比較見表2。

據(jù)表2可知，旋耕處理對(duì)拔節(jié)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(gè)地點(diǎn)間在抽穗期表現(xiàn)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(gè)處理差異顯著，耕深12 cm和15 cm間差異不顯著;而在拔節(jié)期，遼中表現(xiàn)出與上面類似的變化趨勢，而燈塔在3個(gè)耕深處理間均存在一定的差異;在灌漿期則燈塔在3個(gè)處理間差異均不顯著，遼中則在3個(gè)處理間均存在一定差異，以耕深9 cm處理與其他兩個(gè)處理差異較顯著。

2.2? 旋耕對(duì)干物重的影響

旋耕處理間干物重比較見表3。

據(jù)表3可知，旋耕處理對(duì)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(gè)時(shí)期的根干重上都存在顯著差異，特別是拔節(jié)期和灌漿期3個(gè)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(jié)期和灌漿期則差異顯著，其中在拔節(jié)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(jié)期地上部干重在兩個(gè)地點(diǎn)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(jié)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(diǎn)而表現(xiàn)不同。拔節(jié)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?zé)羲诟魈幚黹g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(duì)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(jù)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(gè)地點(diǎn)表現(xiàn)出相同的變化趨勢，燈塔的株高較遼中高。據(jù)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(diǎn)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(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

旋耕處理間產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較見表4。

據(jù)表4可知，總體上旋耕處理對(duì)穗數(shù)和產(chǎn)量的具有顯著的影響，而對(duì)穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的影響不顯著。隨著旋耕深度的增加，穗數(shù)和產(chǎn)量增加，對(duì)于穗數(shù)而言，當(dāng)耕深達(dá)到15 cm時(shí)，才有顯著增加，而對(duì)于產(chǎn)量，當(dāng)耕深達(dá)到12 cm時(shí)則出現(xiàn)顯著的增加，耕深12 cm和15 cm間差異不顯著。

3? 結(jié)? 論

不同的耕作方式對(duì)土壤的作用強(qiáng)度不同，對(duì)土壤的理化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)影響不同，進(jìn)而影響作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量的形成。合理科學(xué)的土壤耕作方式能夠改善土壤性狀，促進(jìn)作物根系生長和提高產(chǎn)量[5-6]。旋耕是目前生產(chǎn)上普遍采用的耕作方式，與翻耕相比，不需要大型機(jī)作業(yè)，可以大大降低成本。旋耕雖然不如翻耕對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的影響程度大，但據(jù)劉艷等[7]的研究表明，當(dāng)旋耕深度達(dá)到12 cm時(shí)與翻耕15 cm處理產(chǎn)量差異不顯著?？梢娭灰x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(guān)于旋耕的研究多是與翻耕、免耕等的對(duì)比研究，采用的旋耕深度也各不相同，多數(shù)集中在9～15 cm，由于旋耕深度不同，對(duì)土壤和作物必然產(chǎn)生不同的作用效果[11-16]。目前單純就旋耕深度對(duì)水稻生長和產(chǎn)量性狀的影響研究未見報(bào)道。本文對(duì)旋耕深度對(duì)水稻生長和產(chǎn)量性狀的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明旋耕深度對(duì)水稻生長和產(chǎn)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(shù)和產(chǎn)量均顯著增大，而穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的變化較小。各時(shí)期SPAD值、抽穗期根干重、灌漿期地上部干重和產(chǎn)量在耕深達(dá)到12 cm顯著增加，而耕深12 cm和15 cm間差異不顯著。拔節(jié)期和灌漿期地上部干重、穗長和穗數(shù)當(dāng)耕深達(dá)到15 cm時(shí)顯著增加，耕深9 cm和12 cm間差異不顯著;旋耕深度對(duì)株高的影響最明顯，3個(gè)耕深處理間均存在顯著差異。不同地點(diǎn)間表現(xiàn)相似的變化趨勢?？傮w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(jié)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(xù)2～3年，甚至在翻耕后第二年的正向作用才能體現(xiàn)出來，因此，旋耕的適宜深度還需要多年、多點(diǎn)進(jìn)一步驗(yàn)證。與翻耕相比，旋耕由于受機(jī)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(jiān)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(chǎn)量形成受到影響[17-19]。因此要進(jìn)行合理的耕作，翻耕、旋耕、免耕合理配合，交替運(yùn)作，充分利用各種耕作方式的優(yōu)缺點(diǎn)，營造一個(gè)“上糊、下松、有水、有氣”的合理耕層，保證水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，獲得效益最大化，維持水稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，保證國家糧食安全和生態(tài)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]石彥琴，高旺盛，陳源泉.耕層厚度對(duì)華北高產(chǎn)灌溉農(nóng)田土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010（11）：85-90.

[2]閆驚濤，康永亮，田志浩.土壤耕作深度對(duì)旱地冬小麥生長和水分利用的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（10）：81-83.

[3]姜小鳳，張仁陟，王玲英.不同耕作方式對(duì)旱地土壤酸解有機(jī)總氮的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（1）：48-51.

[4]孟慶秋，謝佳貴，胡會(huì)軍.土壤深松對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000（2）：25-28.

[5]梁金鳳，齊慶振，賈小紅.不同耕作方式對(duì)土壤性質(zhì)與玉米生長的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2010（4）：945-950.

[6]鄭洪兵，鄭金玉，羅洋，等.長期不同耕作方式下的土壤硬度變化特征[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015（9）：63-67.

[7]劉艷，孫文濤，宮亮，等.不同耕作措施對(duì)水稻土耕層理化性質(zhì)及水稻產(chǎn)量的影響[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（6）：16-18.

[8]唐先亮，魏甲彬，周玲紅，等.耕作方式對(duì)稻田土壤微生物量碳氮的動(dòng)態(tài)影響[J].作物研究，2016（3）：282-287.

[9]李華興，盧維盛，劉元金.不同耕作方法對(duì)水稻生長和土壤生態(tài)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2001（4）：553-556.

[10]錢銀飛，劉白銀，彭春瑞.不同耕作方式對(duì)南方紅壤區(qū)雙季稻周年產(chǎn)量及土壤性狀的影響[A].中國作物學(xué)會(huì).2014年全國青年作物栽培與生理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].北京：中國作物學(xué)會(huì)，2014.

[11]杭玉潔，王強(qiáng)盛，許國春，等.稻田土壤養(yǎng)分特性對(duì)不同耕作方式的生態(tài)響應(yīng)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017（10）：106-112.

[12]崔興烈，林元哲，全明道，等.不同耕法對(duì)水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量效應(yīng)[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991（3）：90-96.

[13]HUANG M， ZOU Y， JIANG P， et al. Effect of tillage on soil and crop proterities of wet seeded flooded rice[J].Field Crop Research，2012（129）：28-38.

[14]Rajender Singh Chhokar.不同耕作和種植方式對(duì)稻田雜草和水稻產(chǎn)量的影響[J].禹盛苗，譯.中國稻米，2016（5）：48-52.

[15]谷子寒，王元元，帥澤宇，等.土壤耕作方式對(duì)水稻產(chǎn)量形成特性的影響初探[J].作物研究，

（上接第94頁） 2017（2）：103-109.

[16]姚秀娟.翻耕與旋耕作用對(duì)水稻生產(chǎn)的影響[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2007（7）：27-28.

[17]閆立春，李合軍，戚振標(biāo).不同耕作方式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響[J].墾殖與稻作，2004（S1）：22-23.

[18]湯軍，黃山，譚雪明，等.不同耕作方式對(duì)機(jī)插雙季水稻產(chǎn)量的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（5）：996-1001.

[19]黃佑崗，馮躍華，許桂玲，等.不同耕作方式對(duì)雜交秈稻生長特性和產(chǎn)量形成的影響[J].中國稻米，2017（4）：139-143.