鄂東南冷浸稻田改良對(duì)土壤溫度及水稻產(chǎn)量構(gòu)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(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 咸寧 437000；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，武漢 430064）

冷浸田是指長(zhǎng)期受水浸漬，以“冷、爛、毒、瘦”為特征的水田，具有速效養(yǎng)分含量低、養(yǎng)分活化度不夠、有毒物質(zhì)累積多、結(jié)構(gòu)差、溫度低等特點(diǎn)，導(dǎo)致水稻根系發(fā)育不良、分蘗減少、養(yǎng)分吸收差、產(chǎn)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(qū)及鄂中部分縣（市）的丘陵山區(qū)，其中以鄂東南低山丘陵區(qū)面積最大。

冷浸田增產(chǎn)潛力巨大，對(duì)其進(jìn)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(chǎn)力。本研究以鄂東南低丘陵區(qū)冷浸田為研究對(duì)象，采用“挖溝排水、施堿改酸、微肥調(diào)控、秸稈還田”的暖田技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改良，調(diào)查和分析土壤溫度、水稻產(chǎn)量構(gòu)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(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖北省咸寧市咸安區(qū)汀泗橋鎮(zhèn)赤崗村（29°50′N，114°17′E），試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，肥力中等、均勻，排灌方便，陽光充足，土質(zhì)紅黃壤。

1.2 種植材料

試驗(yàn)在同一田塊進(jìn)行，早稻品種為兩優(yōu)287，晚稻品種為泰優(yōu)398。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

均設(shè)置3個(gè)處理：常規(guī)技術(shù)模式（對(duì)照，CK）、暖田技術(shù)模式（T1）、微肥改良技術(shù)模式（T2），隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積84 m2、小區(qū)長(zhǎng)12 m、寬7 m，株行距13.33 cm×16.67 cm，人工插秧，每個(gè)處理四周用農(nóng)膜做好隔離。

1.4 處理措施

1.4.1 常規(guī)技術(shù)模式（CK）人工插秧，秸稈全量還田，常規(guī)管理，冬泡。每小區(qū)施復(fù)合肥5.5 kg。

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

1.4.3 微肥改良技術(shù)模式（T2） 人工插秧，秸稈全量還田。每小區(qū)施5.5 kg復(fù)合肥、1.5 kg二氧化硅、0.3 kg硫酸鋅、7.5 kg石灰，用農(nóng)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(nèi)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(cè)定指標(biāo)和方法

1.6.1 土壤溫度 測(cè)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(chǎn)量構(gòu)成因素 在苗期每小區(qū)選定10穴水稻調(diào)查分蘗數(shù)，成熟期將10穴取樣考種，調(diào)查有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量等。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤溫度的影響

隨著季節(jié)的推移，田間地溫總體上呈現(xiàn)出逐步上升（早稻）和逐步下降（晚稻）的趨勢(shì)。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(shì)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(diǎn)，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(zhǎng)至33.9℃和33.3℃，CK增長(zhǎng)至32.7℃，相比CK，T1和T2地溫分別增長(zhǎng)1.2℃和0.6℃（圖1）。如圖2所示，T1和T2有降溫較慢的特點(diǎn)，溫度越低降溫越緩慢，能起到保溫的作用。5 cm深度12：00調(diào)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(duì)地溫的影響

圖2 晚稻不同處理對(duì)地溫的影響

較常規(guī)技術(shù)模式，暖田技術(shù)模式和微肥改良技術(shù)模式對(duì)不同深度的土壤具有增溫效果，從而能促進(jìn)水稻生長(zhǎng)。

2.2 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

CK、T1和T2對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響見表1。

表1 不同處理產(chǎn)量構(gòu)成

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

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

2.3 不同處理對(duì)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(zhǎng)，為118 d；晚稻全生育期T1和T2為122 d，常規(guī)技術(shù)為123 d。說明暖田技術(shù)可使水稻品種生育期提前，從而降低雙季稻機(jī)插茬口銜接緊的風(fēng)險(xiǎn)。

表2 生育期情況

2.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

對(duì)不同處理的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，進(jìn)行投入與產(chǎn)出核算，以此衡量生產(chǎn)效益。兩優(yōu)287和泰優(yōu)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(jié)與討論

冷浸田土壤透氣性較差，微生物活動(dòng)弱，加之低溫和缺氧條件下還原物質(zhì)積累，對(duì)水稻根系產(chǎn)生毒害作用，甚至造成爛秧死苗現(xiàn)象，嚴(yán)重影響水稻的生長(zhǎng)，造成水稻減產(chǎn)，成為提高湖北省水稻產(chǎn)量的主要障礙［2］。改良措施有調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)，同時(shí)增施鋅肥和硅肥，促進(jìn)水稻穩(wěn)定增產(chǎn)［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(jié)合秸稈還田處理可以提高土壤速效養(yǎng)分含量，對(duì)冷浸田增產(chǎn)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(jī)質(zhì)含量，提高土壤pH，提高土壤酶活性，增加土壤速效養(yǎng)分含量，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，提高水稻產(chǎn)量［5］；長(zhǎng)期開溝排水促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)礦化，增強(qiáng)了土壤微生物活性，提升產(chǎn)量明顯［6］。對(duì)于冷浸田改良的研究多是從單項(xiàng)措施方面進(jìn)行，缺乏施肥和栽培措施相結(jié)合的研究。

針對(duì)鄂東南土壤質(zhì)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(nóng)藝改良的角度，采取“挖溝排水、施堿改酸、微肥調(diào)控、秸稈還田”的栽培措施，創(chuàng)新集成暖田技術(shù)模式。2019年，對(duì)冷浸田晚稻（泰優(yōu)398）的根系發(fā)育、干物質(zhì)含量進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，暖田技術(shù)模式和微肥改良技術(shù)模式能促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)發(fā)育，增加干物質(zhì)積累，增加根冠比［7］。

暖田技術(shù)模式和微肥改良技術(shù)模式與常規(guī)技術(shù)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(zhǎng)發(fā)育能力，增加土壤地溫，促進(jìn)水稻營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸效率，增加干物質(zhì)積累，穩(wěn)定提高水稻的產(chǎn)量，從而增加經(jīng)濟(jì)收益。暖田技術(shù)模式在改善土壤理化性質(zhì)、提高根系生長(zhǎng)、增加地溫、促進(jìn)干物質(zhì)含量、增加產(chǎn)量等方面要優(yōu)于微肥改良技術(shù)模式。2020年寒露風(fēng)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(shù)模式效果更為顯著。