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我國水稻免耕栽培技術研究進展

2016-01-27 04:25:08唐利忠周文新易鎮邪湖南農業大學農學院長沙410128
作物研究 2016年3期
關鍵詞:栽培技術水稻

唐利忠,周文新,易鎮邪(湖南農業大學農學院,長沙410128)

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我國水稻免耕栽培技術研究進展

唐利忠,周文新*,易鎮邪*
(湖南農業大學農學院,長沙410128)

摘 要:免耕是保護性耕作的核心技術之一。在介紹國內外水稻免耕栽培技術發展情況的基礎上,綜述了水稻免耕栽培對水稻土壤特性、水稻生長發育及產量的影響研究進展,介紹了我國水稻免耕栽培關鍵技術的研究現狀,并對其研究方向和研究重點提出了幾點建議。

關鍵詞:水稻;免耕;栽培技術

隨著人口的迅速增長和經濟社會的快速發展,我國對糧食的需求量越來越大。為保障糧食安全,我國出臺了一系列耕地保護性措施,并不斷開發現有農田的生產潛力——提高復種指數、加大土壤作業頻率、增加土壤灌溉面積、增施化肥農藥等。這些措施為保障我國糧食安全起著巨大作用,但人工、機械和農藥化肥的大量投入,極大的降低了糧食生產效益,也造成了嚴重的水土流失和環境污染。

借鑒國外發展經驗,結合自身農業發展實際,我國于20世紀60年代開始了免耕技術的探索。經過近半個多世紀的發展,旱地免耕栽培技術在小麥、大豆、玉米、高粱等旱地作物上得到大范圍推廣應用。結果表明,免耕栽培技術大大降低了農業生產活動對環境的破壞,顯著地提高了旱地作物的生產效益[1]。由于傳統稻田耕作技術對環境影響的間接性和隱蔽性,以及水稻免耕栽培配套設施和生產觀念的落后,水稻免耕栽培技術的發展已遠遠落后于旱地作物。近年來,我國水稻生產面臨一系列問題:工業化進程加速導致農業從業人員銳減,人口老齡化加劇;水稻生產規模化和機械化進程緩慢,傳統勞動密集型水稻生產模式導致水稻生產效益低下;糧食托市收購導致糧食價格國際競爭力低下,我國糧食安全戰略和全球市場經濟主導的糧食價格矛盾突出。這些問題迫使我國不得不改變現有的水稻生產模式,而發展和推廣水稻免耕栽培技術,不失為一條有效途徑。

1 免耕的定義及內涵

免耕是保護性耕作的核心技術之一。保護性耕作是指:主要以機械化作業為手段,減少耕作作業至能保證種子發芽即可,同時以農作物秸稈及殘茬覆蓋地表,并主要采用農藥來控制病蟲害和雜草的一種耕作技術。

按照不同的劃分方法,保護性耕作又可分為免耕、少耕等不同的具體耕作措施。例如,按照耕作作業量的減少程度來劃分,主要可分為“免耕法”和“少耕法”[2]。“免耕法”指播前完全不進行耕作,只在播前施用除草劑和在播種時進行極少量的開槽、溝和穴作業以保證種子有足夠的空間和泥土覆蓋量,而秸稈仍覆于地表以減少水土流失。“少耕法”則指前茬作物收獲后不進行翻耕,只在下茬作物播前用除草劑除草以及進行少量的表土耕作和松土。當然,受制于連續少免耕導致的土壤結構惡化,“免耕法”和“少耕法”并不是一直不進行翻耕,而是隔幾年翻耕一次以改善土壤結構。

1984年,美國農業部土壤保護局將保護性耕作重新定義為一種配以大量秸稈、殘茬覆蓋的最小土壤耕作措施,并以秸稈覆蓋量為劃分依據將保護性耕作劃分為免耕和少耕[3]。其中,免耕要求前茬作物收獲后秸稈和殘茬覆蓋量大于30%,并輔之以其他能減少水土流失的耕作方法和種植制度。而少耕則指前茬作物收獲后秸稈和殘茬覆蓋量在15%~30%,采用中耕和農藥除草殺蟲的保護性耕作措施。與以耕作作業量的減少程度來劃分的方法不同,該劃分方法對耕作次數和耕作強度的減少程度要求稍低,但本質上區別于傳統耕作中的秸稈翻壓還田,盡量的保證了對土壤最小程度的破壞。

由于各地區土壤、氣候條件和種植制度不同,導致免耕的具體耕作方法不盡相同。目前,我國更傾向于以耕作作業量的減少程度來劃分,并且因地制宜的發展了具有區域特色的覆蓋免耕、壟作免耕和不耕等免耕類型。

2 國內外水稻免耕栽培技術發展概況

2.1國外水稻免耕栽培技術發展概況

1934年,美國的一場“黑色風暴”拉開了保護性耕作研究的序幕[4]。從20世紀40年代末美國旱地免耕耕作技術的首次實踐[5],到1955年由英國皇家化學公司發明新型除草劑——百草枯,再到20世紀70~80年代,免耕法與養分管理、水分管理、雜草控制系統化的首次提出,旱地免耕技術得到了飛快的發展和應用[6]。

相較于旱地作物,國外水稻免耕栽培技術不僅起步較晚,發展也較緩慢。日本是最早將少免耕作為一種水稻栽培措施來研究的國家,并發展了“水稻栽培插法”。免耕直播在日本的興起可追溯到1912~1926年的大正時代。隨后日本在常耕拋秧、常耕直播和免耕直播等輕簡化栽培技術措施和輕簡化栽培機具上做了大量深入研究。岡山縣于1992年開展了一項3年水稻連續免耕旱直播試驗并測試了minoru免耕直播機,效果較好[7]。菲律賓對低地水稻免耕栽培技術進行了較多的研究,如1993年對低地田塊進行3年免耕直播稻—麥輪作研究,而后于1998年在國際水稻所建立了低地免耕灌溉的3年定位試驗,發現土壤改良效果顯著,且有一定幅度增產[8,9]。美國和澳大利亞對水稻免耕直播也有一定研究并取得良好的效果。澳大利亞學者于1945 ~1964年研究發現,利用Connor shea sod播種器可將水稻直接播種在未經翻耕的牧地,且產量表現較好[10,11]。1990年代美國路易斯安那州和阿肯色州有少量水稻免耕栽培的報道,且2001年佛羅里達州的免耕直播水稻面積占該洲水稻種植面積的10%[12],但少有后續報道。

2.2我國水稻免耕栽培技術發展概況

我國稻田免耕技術開始于20世紀60年代江蘇地區的稻茬免耕麥技術的應用。到80年代,水稻免耕栽培技術在南方獲得較大發展,針對稻—稻—麥三熟免耕滅茬技術的研究取得一定效果,實現了稻麥增收。同時,水稻壟作免耕在我國四川盆地低冷浸田試驗獲得成功,壟作免耕水稻獲得大幅增產,隨后候光炯提出了“自然免耕理論”[13]。1996年,廣東省農科院率先提出免耕拋秧這一概念,并發現稻田免耕技術和拋秧技術結合可節本增效。2003年這一技術被我國確定為重點推廣技術之一[14]。水稻免耕直播技術近年來發展較為迅速,尤其是在經濟發達的江浙地區。目前,我國通過自主研發與引進吸收相結合,已形成一套適用于我國南方稻田的農藝—農機相結合的免耕稻田直播技術[12]。

3 我國水稻免耕栽培技術研究現狀

3.1水稻免耕栽培對水稻生長發育及產量的影響

3.1.1水稻免耕栽培對水稻生長發育的影響

水稻生長發育特性與栽培條件密切相關。水稻免耕栽培在不翻動土層的情況下,土壤結構保持較好,容重降低,總孔隙度較大,常出現“養分表聚”現象,這些變化勢必對水稻的根系生長、分蘗發生和形態建成產生影響。同時,免耕條件下不同的免耕定植方式、免耕類型(覆蓋耕作、壟作和不耕)也對水稻的生長發育有著不同程度的影響。

不同的免耕水稻定植方式對水稻生長發育影響有較大差異。研究發現,免耕拋秧水稻全生育期延長3~5 d,分蘗發生遲且時間短,分蘗數較少,后期綠葉數多[15]。4年連續免耕比較試驗發現,免耕拋秧水稻分蘗約比插秧慢3~4 d、分蘗時間短、個體健壯、后期少早衰[16]。與前者研究結果不同,魏優亮等[17]通過免耕拋秧對比試驗發現,免耕拋秧、翻耕拋秧和翻耕手插秧3種栽培方式下,水稻的生育期一致;但免耕拋秧稻分蘗力強,生長量較大。免耕直播方面,與常耕直播相比,免耕直播稻扎根立苗慢1 ~2 d,分蘗前期生長較慢,中期速度加快,盛期時兩者苗數基本持平;但免耕直播稻白根數較多,中期生長穩健,后期綠葉數較多[18]。全國明等[15]研究表明,免耕直播稻無秧田期,全生育期縮短6~25 d,單株分蘗能力強、速度快。而免耕直播也有一定的劣勢,群體基數大、根系分布淺、稻株組織偏嫩、莖稈纖細,后期易造成大面積倒伏[19]。因此,免耕直播宜選用生育期短、抗倒伏品種。免耕機插方面,陳惠哲等[20]發現,免耕機插與翻耕機插莖蘗動態基本一致,干物質積累不同品種分別比對照高出8.24%和19.37%。總體而言,在拋秧條件下,免耕較常耕水稻莖蘗數稍低,但植株更為健壯,后期活力較高;直播條件下,免耕水稻全生育期稍短、單株分蘗能力強、后期活力強,但植株體偏弱,根系淺,易倒伏;而機插條件下,免耕較翻耕水稻干物質積累較多。

免耕類型(覆蓋耕作、壟作和不耕)方面,覆蓋耕作是旱地免耕技術的一種主要形式,由于水稻栽培的特殊性,秸稈覆蓋常作為一種稻田秸稈還田方式來研究,并不適合作為一種單獨的水稻免耕技術模式。除部分地區低冷浸田實行壟作和廂作外,我國大部分的水稻免耕類型為不耕——即在收獲前作后,不進行任何土壤耕作,施用除草劑來除草滅茬,幾天后灌水漚茬泡田,然后排水定植,中期施用除草劑除草。目前,針對水稻免耕壟作、廂作的研究報道較多。研究表明,壟作免耕水稻葉面積指數和凈同化率在水稻生育前期無明顯差異,而在拔節期較免耕平作增加66.5%和20.7%[21]。唐新媛等[22]研究表明,壟作免耕栽培條件下,水稻分蘗發生早且分蘗速度快,有效分蘗終止期比平作早6~7 d;壟作與平作栽培相比,最高苗數和有效穗數分別增加9.2 萬/ hm2和5.9萬/ hm2。長期壟作免耕試驗表明,水稻根系長度為壟作>水旱輪作>平作,拔節期壟作水稻根長比水旱輪作和平作增加39.0%和21.3%;壟作免耕水稻分蘗時間早、速度快,分蘗盛期比后兩者提前3~5 d;壟作免耕水稻在株高、劍葉長和穗長等方面均優于水旱輪作和平作[23]。由此可見,壟作免耕水稻在生長發育方面具有較大優勢。同時,稻田壟作養鴨、壟作養魚等新型免耕形式的出現,使稻田壟作免耕具有更為廣闊的前景[24]。

3.1.2水稻免耕栽培對水稻產量的影響

近年來,國內關于水稻免耕栽培對水稻產量影響的研究較多,一般認為短期免耕有一定的增產作用,而連續多年免耕后土壤結構遭到破壞、容重增加、總孔隙度下降,水稻產量下降。南昌市雙季稻連續免耕拋秧試驗表明,稻田連續2年免耕處理較翻耕處理早、晚稻產量分別增加2.70%和1.87%,差異不顯著;而連續5年免耕處理早、晚稻產量分別下降9.16%和12.56%[25]。有研究表明,與翻耕處理相比,免耕直播早、晚稻分別增產4.98%和7.79%,而免耕拋秧處理早、晚稻分別減產5.17%和6.63%,達顯著差異水平(p < 0.05)[26]。對浙優1號和甬優9號免耕機插試驗發現,免耕第一年兩品種分別比常耕對照增產0.60%和1.75%,第二年分別比對照增產1.02%和2.30%[20]。與上述規律不同,黃國勤等[27]通過8年定位試驗發現,免耕插秧和免耕拋秧均較對照有較大幅度增產,其中免耕拋秧與常耕對照相比增產幅度達7%~11.4%;隨著免耕時間的延長,免耕手插增產幅度最大達28.9%。高明等[23]通過多年壟作免耕研究發現,連續11年水稻壟作免耕處理平均產量分別比水旱輪作和常規平作高11.3%和10.3%,增產顯著。

總體而言,目前有關免耕栽培對水稻產量影響的研究主要有三種結論:免耕增產、免耕平產和免耕減產。造成這種情況的主要原因是免耕栽培水稻產量與免耕年限、土壤類型、氣候、品種、定植方式和輪作方式等因素密切相關。短時期內,單純通過比較產量來判定免耕水稻是否增產并無實際意義,結果也不客觀。同一區域,相同的土壤、品種、技術措施和輪作方式下,必須通過長期定位試驗來考察免耕對水稻的增產效果,以此判斷某一免耕技術措施是否具有優勢,從而建立適合本地區的特定免耕水稻栽培技術模式,實現水稻節本增效和可持續發展的目的。而目前,此方面的研究還極為欠缺。

3.2水稻免耕栽培對稻田土壤特性的影響

3.2.1水稻免耕栽培對稻田土壤物理特性的影響

土壤容重、土壤孔隙度和土壤保水性能是考察土壤物理性質的常用指標。土壤容重變化與土壤總孔隙度和土壤有機質含量消長密切相關,而土壤孔隙度中,總孔隙度和非毛管孔隙度是兩個較為常用的指標,總孔隙度在很大程度上決定了土壤容重,而非毛管孔隙度與土壤保水性能密切相關。短期水稻免耕栽培,取消了翻耕和旋耕等耕作措施,蚯蚓、線蟲等土壤動物活動未遭干擾,土壤孔隙發育良好,容重下降。而長期稻田免耕由于機收(偶有機插)和自然沉降作用,土壤變得緊實,土壤總孔隙度下降(非毛管孔隙度下降而毛管孔隙度上升),土壤容重增大,土壤保水性能有所下降[26]。

研究表明,一季晚稻免耕直播可使土壤0~20 cm土層孔隙度增加,與翻耕相比,免耕直播稻田0 ~5 cm土層容重降低3.55%,總孔隙度、毛管孔隙度、通氣孔隙度和毛管持水量分別增加4.80%、1.59%、39.85%和7.04%[28]。稻—油輪作兩年連續免耕直播試驗表明,土壤表層土(0~5 cm)容重降低,土壤亞表層土(0~20 cm)容重略微上升[29]。免耕拋秧方面,吳建富等[30]通過3年連續免耕拋秧試驗發現,第一年免耕拋秧土壤容重小于翻耕拋秧,總孔隙度和非毛管孔隙度大于翻耕拋秧;到第二年、第三年,容重由1.234 g/ cm3上升到1.269、1.375 g/ cm3,大于翻耕拋秧(1.248、1.273 g/ cm3);總孔隙度由53.36%下降至52.08%、48.58%,小于翻耕拋秧(52.77%、51.94%)。免耕機插秧也存在類似規律,尤其是土壤表層土(0~5 cm)容重下降明顯,總孔隙度也有所下降[31]。免耕壟作方面,高明等[23]發現與常規平作相比,免耕壟作的土壤容重在表土層(0~10 cm)和亞表土層(10~20 cm)分別為0.41、0.44 g/ cm3,高于常規平作的0.38、0.40 g/ cm3,這主要與壟作土壤含水量較低有關,但前者土壤總孔隙度卻高于常規平作。總體而言,免耕栽培條件下水稻定植技術對土壤物理特性的影響差異不明顯,而免耕類型對土壤特性影響較大,其中壟作對改善稻田土壤結構、增加孔隙度具有較大優勢。

3.2.2水稻免耕栽培對稻田土壤化學特性的影響

水稻免耕栽培對土壤化學性質的影響主要表現在土壤pH、土壤有機質含量和土壤供肥特性方面。與常規翻耕不同,稻田免耕不翻動土壤,秸稈覆蓋并腐爛于土壤表面,導致土壤pH、有機質含量和土壤肥性在土壤表層變化較為顯著,并常出現“養分表聚”現象[32]。馮躍華等[28]通過免耕直播一季晚稻試驗發現,中表層土(5~10 cm)pH值比翻耕直播增加3.53%,而表層土(0~5 cm)有機質、全氮、堿解氮、有效磷含量比對照翻耕直播增大3.23%、15.60%、8.34%、36.64%,說明免耕有利于養分在土表富集。劉懷珍等[33]于廣州的水稻連續免耕拋秧試驗表明,粘質土免耕兩年各土層有機質含量均有所增加,而中壤土除第一年上升后,便逐年下降;氮素方面,粘質土全氮和速效氮在兩年內有所增加,中壤土全氮和速效氮在表層(0~5 cm)有增加趨勢,其他土層逐年下降。

另外,免耕稻田秸稈還田量和方式、輪作方式、免耕類型以及免耕年限對土壤化學性質的影響也有較大差異。黃景[34]通過稻草還田免耕試驗發現,稻草還田影響稻田氮素轉化,與常規免耕相比,稻草還田免耕處理顯著提高了表土層(0~5 cm)銨態氮、堿解氮和全氮含量。對免耕稻田稻草不同還田方式的研究表明,高樁免耕、覆蓋免耕和無草免耕的有機碳密度分別為28.93、29.29、28.56 t/ hm2,表土層(0 ~5 cm)C/ N為14.43、13.82、12.99,達顯著差異水平(p <0.05)。蘭全美[35]發現水旱輪作后,免耕稻田土壤有機質、全氮和速效氮磷鉀在表土層富集現象明顯,水作田各肥力指標均表現高于旱作;另外,隨著免耕時間延長,水作旱作土壤pH下降明顯,而肥力水平下降差距較大。

3.2.3水稻免耕栽培對稻田土壤生物學特性的影響

土壤微生物豐度和土壤酶活性是表征土壤供肥特性的重要指標,而土壤動物的活動,有利于改善土壤結構,增加土壤孔隙度,降低容重[36]。與傳統翻耕相比,水稻免耕栽培不會干擾土壤動物的正常活動,有利于提高土壤生物群體的穩定性,改善土壤結構。土壤微生物和土壤酶活性受季節變化影響強烈,而免耕可以為其提供較為穩定的環境[37]。不同的免耕類型和秸稈還田量及還田方式對土壤生物特性的影響差異較大。研究表明,不同的免耕類型對土壤動物密度影響呈壟作免耕>平作免耕的趨勢,其中以線蟲、線蚓類和蚯蚓類增加顯著[38]。半旱式免耕壟作和廂作試驗表明,土壤各表層微生物無明顯區別,微生物豐度隨季節變化小,甚至出現反季節性的穩中有升[39]。水旱輪作免耕較常規耕作土壤微生物數量和生物多樣性顯著降低,但微生物C、N顯著高于常耕[40]。另外,研究表明秸稈還田條件下,放線菌和好氣性細菌數量增加而土壤真菌和嫌氣性細菌數量減少;免耕條件下,秸稈還田量為1/3時微生物活性最高[41]。

3.3我國水稻免耕栽培關鍵技術研究現狀

3.3.1殘茬處理技術和雜草控制技術

免耕稻田殘茬處理技術和雜草控制技術得益于除草劑的發展。目前普遍使用的除草劑有兩種類型:內吸型除草劑,如國產草甘膦、農達以及農民樂747等;以及觸殺型除草劑,如d除、百草枯等[42]。水稻免耕栽培中除草滅茬往往同時進行,且對留茬高度有一定要求(一般不超過15 cm),田間不宜持水,農藥噴灑后要在一定的時間后才能泡田漚茬。可見,免耕稻田除草滅茬要比旱地復雜的多。

隨著水稻免耕栽培技術的推廣,我國對稻田除草滅茬技術進行了多方位的研究。由于同一稻作區雜草種類多樣,而不同稻作區氣候、雜草種類各異,目前國內研究主要集中在不同稻作區、不同除草劑混合配比的施用效果上。徐世宏等[43]于2002~2003年在廣西多個縣區研究了免耕稻田不同除草劑的施用效果,結果表明,農民樂747、10%草甘膦、克無蹤3種除草劑單獨施用效果較好且無明顯差異。程飛虎等[44]于2005~2007年在江西多縣進行免耕拋秧田不同除草劑處理效果研究,發現3 kg/ hm2農民樂747除草劑效果較好,草甘膦、克無蹤、二甲四氯單獨及其混合配比處理對免耕稻田雜草防效差異不顯著;克無蹤或草甘膦除草劑加碳銨處理對晚稻免耕拋秧田落粒谷秧的殺滅和再生稻滅茬效果較好。安徽省廬江縣克無蹤技術效應評價表明,每公頃施用20%克無蹤水劑3000 mL,24 h后雜草枯死率為100%,稻茬枯死率為96%,腐爛期為5~7 d[45]。然而,克無蹤、草甘膦等混合施用以及除草劑配施碳銨、氯化鉀優于單獨施用的效果也有大量報導[42,46,47]。可見稻田免耕除草滅茬技術需要因地制宜的開展單獨、混施或配施研究,并在特定地區形成技術規范。

3.3.2免耕水稻病蟲害防治技術

水稻病蟲害是我國水稻免耕栽培技術發展的一大障礙。目前我國免耕栽培水稻病蟲害防治措施與傳統栽培并無多大差異。且大量研究表明不同耕作方式對水稻病蟲害的發病規律并無顯著影響,部分研究甚至發現,免耕+秸稈還田對水稻病蟲害的發生有抑制作用[48,49]。然而,免耕栽培水稻病蟲害的發生與水稻定植方式密切相關。研究表明,免耕拋秧較免耕插秧單穴莖蘗數多、拋秧不均勻導致局部群體惡化,使局部群體病蟲害加重[50~52];而免耕直播水稻在種子發芽時極易受到病菌侵染,雖然直播稻能避開稻飛虱遷飛高峰,但未能有效控制,且中期群體難以控制,無規則行株距,導致中后期防治困難,病蟲害發生較為嚴重[19]。針對免耕直播稻病蟲害發病特點,張海濤研究認為,免耕直播稻苗期主要防治對象為苗稻瘟和白葉枯病以及稻薊馬和稻象甲;分蘗期可適當放松,以減少農藥噴施;分蘗末期尤其注意稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病和穗頸瘟[53]。可以看出,針對免耕直播和免耕拋秧的研究[24,53~58],大多停留在病蟲害發生特點分析上,針對性、系統性的防治和評價體系建立還有待加強。近年來,生物農藥對水稻病蟲害防治效果已有大量研究[54,55],但鮮有針對免耕水稻發病特點開展生物農藥防治的研究報道。

3.3.3免耕稻田肥水管理技術

肥料運籌和施肥量優化是常規耕作模式下水稻養分高效利用和高產的必要前提,對免耕水稻而言,則顯得更為重要。施肥量方面,大量研究表明免耕稻田適量增施氮肥有利于水稻分蘗早生快發、增加有效穗和提高產量[56];免耕稻田秸稈還田量較大的情況下,土壤C/ N增大,微生物與水稻爭氮現象嚴重,適當增施氮肥是十分必要的[57]。而在施氮量不變的條件下,增施鉀肥可提高水稻的氮素利用率,促進水稻根系生長,充實莖稈提高抗倒伏能力[58]。肥料運籌方面,免耕稻田無法將基肥翻埋入土,一次性施肥量過大將導致養分大量流失,一般提倡“少量多次、前肥后移”的運籌方式。大量研究發現,免耕稻田進行合理的肥料運籌不僅能減少養分流失,提高養分利用率,在促進免耕水稻穩產、增產方面也發揮著重要的作用[59,60]。肥料結構方面,免耕稻田常發生“養分表聚”和后期缺肥嚴重等現象,而增施有機肥,提高有機肥/化肥比例,有機肥基施和化肥后移可以緩解這一矛盾[61]。綠肥免耕還田可以改善土壤結構、增加土壤養分、保障連續免耕條件下水稻穩產[62],且目前免耕+綠肥還田在我國已獲得較大的發展。與此同時,緩、控釋肥應用于水稻免耕栽培也逐漸受到重視[63]。總體來看,我國對免耕稻田養分管理已進行了多方位的研究,并初步掌握了水稻免耕栽培條件下的施肥規律,但“少量多次、前肥后移”等肥料運籌方式無疑會增加勞動力的投入和提高對施肥技術的要求,大力發展緩控釋肥和提高施肥技術,無疑是免耕栽培向輕簡型水稻栽培發展的重要一環。

傳統耕作稻田水分管理主要是圍繞“水肥氣熱”平衡開展——直播稻早期安全出苗和齊苗、拋秧稻及早立苗;中期淺水促分蘗,曬田控制無效分蘗,充足水分保證孕穗灌漿;后期保持土壤濕潤防早衰。而免耕稻田水分管理更傾向于節水方向發展。陳莉等[64]研究發現,免耕直播稻采用旱育技術和“薄露”技術(“薄”指田間水層在20 mm左右;“露”指經常使表土露出)可實現高產(早稻6573.7 kg/ hm2,中稻8606.8 kg/ hm2)。秦華東等[65,66]研究發現,干濕交替灌溉在免耕拋秧水稻發根力、根冠比、根系活力和產量等方面優于水層淹灌和濕潤灌溉。在保證產量的前提下,水分管理與水稻養分利用率的關系是目前研究的熱點。陳天仁等[67]研究表明,免耕條件下水層灌溉處理早稻植株全氮含量最高,其次是交替灌溉處理,濕潤灌溉處理最低;晚稻以交替灌溉處理植株全氮含量最高。Sun等[68]通過麥茬免耕稻節水試驗發現,半濕潤灌溉處理水稻莖稈和籽粒中全氮含量要低于水層灌溉。而徐世宏等[69]研究發現,免耕水稻氮素積累呈現濕潤處理>交替灌溉>水層灌溉趨勢,而此現象可能與土壤條件和水稻品種差異有關。此外,免耕稻田水分管理對水稻水分高效利用以及土壤肥力影響方面也有一定的研究[70,71]。

4 展望

近年來,水稻免耕栽培在我國華東、華南、西南和長江中下游地區,尤其是沿海經濟發達地區已獲得較大范圍的推廣和應用。但相應栽培技術(如不同稻作區的最適免耕模式、雙季稻連作茬口銜接、病蟲草害防治、施肥技術等)研究已經落后于生產發展。

為使我國水稻免耕栽培成為真正意義上的節本省工、節能環保、高產高效的水稻栽培模式,今后還應加強以下幾方面的研究:(1)科學規劃研究力量,加大基礎研究力度。開展對特定稻作區在不同免耕定植條件下的水稻產量、品質及土壤特性的變化規律研究,形成具有區域特色的水稻免耕栽培技術模式和技術體系。(2)加大水稻免耕栽培關鍵技術研究力度。針對南方雙季稻稻作區茬口時間緊的問題,開展能快速腐解稻茬、秸稈的化學及生物藥劑研究;針對施肥次數多、化肥施用量大和施肥困難的問題,結合測土配方施肥,開展有機、無機肥配施,免耕稻田綠肥還田和輕簡施肥技術研究,特別是適合于淹水環境的緩控釋肥研究;開發輕簡型水稻直播機,發展機械拋秧、智能拋秧技術,解決直播、拋秧不均的問題;加大對免耕直播、免耕拋秧條件下,水稻病蟲害發生特點研究,開發生物農藥,開展統防統治。

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Advances of the Study about Rice No-tillage Culture Techniques in China

TANG Lizhong,ZHOU Wenxin*,YI Zhenxie*
(College of Agronomy,Hunan Agricultural University,Changsha,Hunan 410128,China)

Abstract:No-tillage is one of key techniques for conservation tillage.On the basis of introduction on development of rice no-tillage culture techniques at home and abroad,the research progress on effects of rice no-tillage culture on the properties of paddy soils,rice growth,development and yield were reviewed.The research status of key techniques of rice no-tillage culture was introduced.Suggestions on research directions and priority areas in the future were put forward.

Keywords:rice;no-tillage;cultivation techniques

中圖分類號:S511.04;S341

文獻標識碼:A

文章編號:1001-5280(2016)03-0335-08

DOI:10.16848/ j.cnki.issn.1001-5280.2016.03.24

收稿日期:2016- 01- 11

作者簡介:唐利忠(1991 -),男,碩士研究生,Email:975624569@ qq.com。*通信作者:周文新,研究員,博士,碩士生導師,主要從事作物生理生態、作物高效栽培技術研究,Email:2640742051@ qq.com;易鎮邪,教授,博士,博士生導師,主要從事作物高產生理與資源高效利用研究,Email:yizhenxie@126.com。

基金項目:國家科技支撐計劃項目(2011BAD16B01,2012BAD04B10 -01,2013BAD07B11 -02)。

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