小麥秸稈還田方式對四川主推水稻品種產量的影響

馬鵬+陶詩順+黃晶+余康寧+吳霞+鐘昀

摘要：通過大田試驗研究了小麥秸稈不同的還田方式對四川主推水稻產量的影響，結果表明，在不同的小麥秸稈還田方式下水稻的穗部經濟形狀及產量表現從大到小的依次為：水翻埋>旱翻埋>田面覆蓋>對照組。對供試的F優498、德香4103、D優17、花香7號這4種水稻在水翻埋、對照、田面覆蓋和旱翻埋4種處理下進行分析得知，F優498在水翻埋處理下的產量高于其他3種處理，德香4103在旱翻埋處理下的產量高于其他3種處理，試驗旨在為水稻直播技術、節水灌溉及作物秸稈的有效利用提供技術指導和理論依據。

關鍵詞：雜交水稻；秸稈還田；產量；四川盆地

中圖分類號：S511.04

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0115-03

隨著我國農業的提高，我國糧食產量也在不斷地發展，秸稈的數量也隨著增加。在過去農民通常會將農作物的秸稈當做燒火做飯的燃料或者是當圈肥的墊圈材料，現在人民的生活水平提高了，多數都利用煤電資源或者是燃氣資源，不再利用秸稈做燃料，因此就有大量的秸稈堆積，大多數農民將田間堆積的秸稈進行焚燒或者是扔在水溝里，秸稈焚燒給環境造成了很大的污染，水溝里的秸稈隨水流進入江河對水體也造成了污染，秸稈不僅是農作物的副產品，也是一種可再生的有機資源，含有豐富的碳、氮、磷及中微量元素等養分[1]。秸稈還田具有改善土壤環境、增加土壤養分及調節田間小氣候等作用，因此成為現在農業生產上的有效利用秸稈的方式之一。農作物秸稈還田方式對作物產量和品質的影響已有相關的報道[2-3]。還田的農作物秸稈在微生物的作用下進行腐爛降解最終釋放出氮、磷和鉀等養分供給植物吸收。本研究在前人研究的基礎上拓展了小麥秸稈多種還田方式對四川盆地主推水稻產量影響的研究，以期為農田養分的合理利用、減少環境污染及秸稈資源的合理利用提供技術支撐和理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以近3年四川主推雜交水稻為材料，包括：F優498、德香4103、D優17、花香7號。

1.1.1 試驗器材 PME型自動數粒儀（浙江拓撲儀器有限公司，型號：SLY-A）、脫粒機（四川紅馳農機制造有限公司，型號：5T-40），種子風選儀（浙江拓撲儀器有限公司，型號：CFY-11）、電子天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司，型號：BS2202S）、SPAD-502葉綠素快速測定儀、尼龍網袋。

1.2 試驗方法

1.2.1 秸稈覆蓋處理 試驗設置4種小麥秸稈還田處理，主要包括：（1）小麥秸稈覆蓋田面；（2）水耕翻埋小麥秸稈；（3）旱耕翻埋小麥秸稈；（4）不還田作對照（CK）。隨機區組設計，每處理3次重復。秸稈用量為每小區4.0 kg（根據秸稈全量還田計算）。所用秸稈為機收后的粉碎小麥秸稈。

1.2.2 水稻種植 試驗采用直播方式，播種時間在2013年5月20日。播種前將種子浸泡3 d，不催芽。試驗小區面積為4 m×4 m，播種行距36 cm，水稻植株在4葉時定苗，保持每行22株，株距16 cm，并保證植株分布均勻一致，折算密度11 900株/667 m2。施用大糧倉牌水稻優化配方復混肥，其養分含量為N（19%）+P2O5（10%）+K2O（6%）。按 10.0 kg/667 m2 純氮計算施肥量。每小區面積共施復混肥 473 g，其中4葉期施用95 g（20%），6葉期施用142 g（30%），8葉期施用236 g（50%）。SPAD值的測定采用日本產的SPAD-502葉綠素快速測定儀，從分蘗期至成熟期每10天選有代表性的植株最上且完全抽出的葉片，測定葉片的中部及其上下1/3處3點的SPAD值，取平均值，每個小區測10點，取平均值。

1.3 調查與測定項目與數據分析方法

測定不同小麥秸稈還田方式在水稻最高分蘗期及齊穗期水稻葉片的SPAD值。成熟以后，每品種取22株分別將稻穗全部剪下，置于尼龍網袋內風干至水分含量達135%左右時用脫粒機進行脫粒，測1 m2有效穗數、每穗總粒數、實粒數、結實率、千粒質量等，最終計算出各個水稻品種的產量，數據分析采用Excel 2003對相關數據進行整理，DPS 7.05軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 小麥秸稈不同還田方式對水稻不同生育期SPAD值的影響

水稻葉片是水稻物質積累的主要場所，也是進行光合作用最主要的器官。氮素是葉綠素主要構成元素之一，同時氮素也是水稻生長發育過程中極為重要的元素之一，對水稻的產量和品質都有很大的影響[4]。在一定范圍內，水稻葉綠素含量與水稻葉片中的氮素養分和水稻產量之間存在著密切的關系[5]。本試驗采用SPAD儀測定的是水稻植株中葉綠素相對含量，SPAD葉綠素測定儀攜帶簡便，SPAD代表植物葉片中葉綠素的相對值，數值越大說明葉綠素含量越高[6]，通過田間調查測定了水稻不同生育期的SPAD值（表1）。

由表1可知，不同的水稻品種在不同秸稈還田方式下的SPAD值不盡相同，可能是因為水稻分蘗期，微生物只是將部分小麥秸稈進行腐解產生的氮素含量低，向葉片中轉移的氮素量少，而到齊穗期的時候微生物將大部分秸稈進行腐解向植株葉片中轉移的氮素量多，成熟期水稻葉片中的營養物質包括氮素向籽粒中轉移，在后期植株葉片中的氮素含量降低導致后期葉片的SPAD值降低。總體趨勢是水稻葉片中葉綠素相對含量在前期逐漸升高，后期慢慢降低，影響水稻SPAD值的含量除了品種之間本身存在的差異外還受環境因素等的影響，如某一時期氣溫增高，日照強度增加，水稻處于生長旺盛階段，水稻植株葉片中的葉綠素含量達到頂峰等。通過測定SPAD值可以初步了解水稻生長中的氮素營養動態，為水稻施肥提供科學依據。

2.2 不同小麥秸稈還田方式下水稻穗部經濟形狀及產量表現

在農業生產中并不是秸稈還田量越大越好，如果還田量過大可能會帶來一些負面影響，如秸稈不能完全腐爛等不僅不會使作物增產，嚴重的還可能會導致減產，因此要進行秸稈的適量還田。本試驗根據秸稈全量還田最終給每個小區施用 4.0 kg 的小麥秸稈，此試驗設計4種不同的還田方式，旨在探索四川盆地主推水稻品種在小麥秸稈不同還田方式下的穗部經濟形狀及后期產量的表現，為作物秸稈還田及水稻直播技術提供理論依據。試驗測定了不同的還田方式對水稻生長動態的影響（圖1至圖4）。

從圖1至圖4可以看出，不同水稻品種在不同的還田方式處理下有效穗和總粒數變化基本沒有差異，在這4種不同的還田方式處理中水翻埋對不同水稻品種產量的影響比較大，在水翻埋處理下F優498和花香7號這2種水稻品種可達到600 kg/667 m2，旱翻埋處理和田面覆蓋處理對水稻的產量相對于對照組略有增加。對水翻埋來說，隨著時間的推移微生物所處的環境更加適宜，因此將小麥秸稈進行充分腐解，產生更多的氮素供給水稻植株，而旱翻埋的水分含量相對于水翻埋來說要少得多，部分秸稈沒有完全被腐解，田面覆蓋處理中沒有將秸稈完全翻埋在田里，只是在田面漂浮，微生物將小麥秸稈腐解的程度不如水翻埋和旱翻埋這2種處理，在水稻后期植株中的葉片中的氮素向籽粒轉移的量也不盡相同，最終表現出不同的產量。總之，在這4種不同的秸稈還田方式下對不同品種水稻產量的影響從大到小依次是：水翻埋>旱翻埋>田面覆蓋>對照組，這些處理不僅可以有效地解決農業生產中的秸稈問題，還可以提供水稻生長所需的氮素，促進水稻增產。

2.3 不同秸稈還田方式下水稻穗部經濟形狀和產量差異

試驗測定了4種不同的處理對同一水稻品種的穗部經濟形狀及產量的影響，來探索每一品種在哪種小麥秸稈還田的處理下可以獲得較高的產量，通過分析得到的結果如圖5至圖8所示。

由圖5可見，F優498 在不同的小麥秸稈處理下產量表現出一定的差異性，F優498在水翻埋處理下的產量相對于對照組高13%左右，在水稻生長過程中所需要的營養物質除了通過施肥，主要還是從土壤中攝取，土壤中的微生物量對水稻產量也有一定的影響[7]。田面覆蓋和旱翻埋處理相對于對照不但沒有增產，甚至F優498在田面覆蓋處理下表現出減產，主要是因為田面覆蓋只是在地表面而沒有被微生物充分腐解，旱翻埋處理中的微生物并非處在最適宜的環境因此對小麥秸稈腐解的程度不夠。旱翻埋相對于水翻埋表現出低產但在節水方面具有很大的意義。

由圖6可見，不同小麥秸稈還田方式對德香4103 水稻品種產量的影響也不同，德香4103在旱翻埋處理下的產量相對于對照組增加11%左右，田面覆蓋和水翻埋處理相對于對照組沒有明顯的增產，主要原因可能是因為品種本身的差異，水稻植株葉片對農田中微生物腐解小麥秸稈產生的氮素吸收程度不同而表現出一定的差異。

D優17水稻品種在不同小麥秸稈還田方式下生長動態的變化如圖7所示，在設計的4種處理下，水翻埋、田面覆蓋及旱翻埋處理相對于對照組產量沒有增產趨勢反而有減產的趨勢，減產的趨勢可能原因有2個方面：一是水稻本身的基因決定對氮素等營養元素的吸收。二是同一小區或不同小區內微生物量不一致導致對小麥秸稈腐解的程度不一樣，沒有完全腐解，產生少量的有害物質對水稻根部產生毒害造成水稻減產。所以在對照組中的產量略高于其他處理。

花香7號水稻在水翻埋處理下的產量相對于對照組增產4%左右，同一水稻品種的產量在不同的小麥秸稈還田方式下表現也不同，從圖8可以看出，花香7號在田面覆蓋和旱翻埋處理下的產量與對照組相比表現出一定的減少，其原因和不同小麥秸稈還田方式對D優17水稻品種生長動態的影響的原因相類似。

3 結論與討論

試驗通過測定不同的秸稈還田方式對不同水稻生長動態的影響和同一種水稻品種在不同的秸稈還田方式下的穗部經濟形狀和產量的變化這2個方面來探索四川盆地主推水稻在小麥秸稈還田方式下的效益，結果表明，不同的還田方式對不同水稻品種的產量表現從大到小的依次是：水翻埋>旱翻埋>田面覆蓋>對照組，對供試的F優498、德香4103、D優17、花香7號這4種水稻品種在水翻埋、對照、田面覆蓋和旱翻埋4種處理下的產量表現進行分析得知，F優498在水翻埋處理下的產量高于其他3種處理，德香4103在旱翻埋處理下的產量高于其他3種處理，D優17和花香7號相對于對照組沒有增產反而有減產的趨勢，主要原因可能是小麥秸稈在水泡發酵后，產生了一些有毒物質。另外，植物中C/N比值較高，使秸稈在土壤中分解緩慢，微生物和秸稈爭氮導致水稻植株對氮素利用率降低最終導致產量減少[8]。總體來看農作物秸稈還田有利于土壤中有機質的積累和土壤肥力的提高[9]，本試驗除了解決水稻產量問題外，還解決了農業生產中的秸稈還田問題及不合理的秸稈還田對環境和農業面源帶來的污染問題，為秸稈在農業生產上的有效利用提供了理論參考。

參考文獻：

[1]江永紅，宇振榮，馬永良. 秸稈還田對農田生態系統及作物生長的影響[J]. 土壤通報，2001，32（5）：209-213.

[2]翟軍海，凌 莉，高亞軍，等. 補充灌溉、氮素營養與秸稈覆蓋對冬小麥生長及產量的影響研究[J]. 中國生態農業學報，2004，12（1）：130-132.

[3]孟凡喬，吳文良，辛德惠. 高產農田土壤有機質、養分的變化規律與作物產量的關系[J]. 植物營養與肥料學報，2000，6（4）：370-374.

[4]沈掌泉，王 珂，朱君艷. 葉綠素計診斷不同水稻品種氮素營養水平的研究初報[J]. 科技通報，2002，18（3）：173-176.

[5]范淑秀，陳溫福. 超高產水稻品種葉綠素變化規律研究初報[J]. 沈陽農業大學學報，2005，36（1）：14-17.

[6]張平遠. 用便攜式葉綠素儀測定作物氮營養[J]. 農業科技通訊，2002（10）：44.

[7]Garland J I. Analytical approaches to characterization source utilization[J]. Soil Biology & Biochemistry，2005，28：213-221.

[8]江永紅，宇振榮，馬永良. 秸稈還田對農田生態系統及作物生長的影響[J]. 土壤通報，2001，32（5）：209-213.

[9]葉文培，謝小立，王凱榮，等. 不同時期秸稈還田對水稻生長發育及產量的影響[J]. 中國水稻科學，2008，22（1）：65-70.陳宗祥，姜 偉，左示敏，等. 2種剪穎濕水去雄方法在水稻雜交中的效果分析[J]. 江蘇農業科學，2016，44（4）：118-120.