基于生物炭添加的控制灌排對水稻抗倒伏能力及產量的影響

雷 蕾，于敏榮，高 軍，邵光成，孟佳佳，湯樹海

(1.河海大學農業工程學院，南京 210098；2.南京市六合區水務局，南京 211500；3.南京水利水文自動化研究所，南京 210012； 4.淮安市水利局規劃辦，江蘇 淮安 223005；5.漣水縣水利科學研究站，江蘇 淮安 223400)

0 引 言

水稻在中國具有重要的地位，是主要糧食作物[1,2]，也是最大的耗水作物，因此提高水稻產量和減少水稻用水量，不僅對于促進農業高效優質生產意義重大，而且有利于緩解我國水資源短缺問題。盡管水稻節水灌溉可以提高水肥利用效率，實現作物高產穩產，改善稻米品質[3,4]，但由于在南方，水稻生長期適逢雨季，經常性的暴雨引起的過量排水已經成為制約雨水和灌溉水利用效率提高的重要原因。因此，將節水灌溉和控制排水結合的控制灌排近年來成為我國南方地區稻田水分管理的一種主要形式，通過合理控制灌排，有助于提高降雨利用效率，減少稻田氮磷損失，揭示控制灌排對作物生長發育及產量的作用效應，對南方水稻優質、高效、可持續生產和改善南方水田區水環境具有重要的理論與現實意義。

生物炭作為一種土壤改良劑，廣泛應用于農業生產與環境等領域[5]。生物炭(Biochar)一般指生物質如木材、農作物廢棄物、植物組織或動物骨骼等在完全或部分缺氧和相對溫度“較低”(<700 ℃)條件下熱裂解而形成的固態產物[6]。大量研究表明，施用生物炭不僅可以使得土壤理化指標得到改善、土壤含水量提高，而且提高了土壤肥力，有利于農作物生長發育，最終提高產量[7-9]。現有研究表明生物炭施加量對生長指標，如株高、有效分蘗、葉面積指數、千粒重等有較大影響；而灌水模式則對產量指標，如結實率、干重、平均每穗粒數等影響更明顯[10]。倒伏是制約水稻高產、穩產和優產的主要因素之一，一般致使水稻減產10%甚至更大損失[11]。近年來的研究發現，合理利用灌溉排水，可以有效調節生物炭固水保肥的特性。控制灌排對進行生物炭處理的作物生長有何影響？作物抗倒伏能力如何響應?作物產量指標是否受顯著影響？等等以上問題都有待于進一步研究。水稻的灌溉排水問題，實際上是如何控制稻田水位變化的問題，即農田水位調控的問題。農田水位調控是指通過灌溉排水措施保持田面適當水深或維持田間地下水位適當埋深的策略。因此，本文在水稻控制灌溉的基礎上進行控制灌排，人為地增加蓄水上限，降低灌水下限，同時面對生物炭和控制灌排共同作用下作物水分利用過程，研究不同生育期水稻的株高及其他生長指標響應來表征不同水位控制及生物炭處理下的水稻生長指標變化，并對水稻抗倒伏相關指標和產量展開分析，將成為南方水稻優質高效生產的必要要求。

1 材料與方法

1.1 試驗站概況

本研究于2016年6-10月在漣水水利科學研究站新建測坑內進行試驗，測坑面積為3 m ×3 m。試驗區位于漣水縣朱碼鎮境內(119°16′E，33°50′N)，屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫14.4 ℃，降雨量時間分布不均，多年平均降雨量979.1 mm，年蒸發量1 385.4 mm，日照時數2 280 h，平均無霜期240 d。測坑無遮雨棚，水稻生長期降水量以及蒸發量等氣象數據由試驗區小型氣象站提供。測坑內土壤質地為壤土，0～30 cm土層土壤田間持水率為27.9%(質量含水率)，土壤容重為1.42 g/cm3，pH為6.82，有機質質量分數為2.19%，全氮為0.98 g/kg，全磷為1.12 g/kg。

1.2 試驗設計

供試水稻品種為當地高產品種兩優9918。水稻于5月26日泡種，5月29日育秧，6月25日移植，10月29日收割。水稻移植密度皆為15 cm×22 cm，每穴3根籽苗。水稻生長期共施3次肥，基肥為復合肥(N∶P2O5∶K2O 為15∶15∶15)，施肥量為900 kg/hm2，追肥2次均為尿素(含氮量為46.4%)，追肥量為300 kg/hm2。供試秸稈生物炭為玉米秸稈在約450 ℃微氧環境下炭化而成，其pH值為10.15、全碳量為358.7 g/kg、全氮量為6.56 g/kg、有效磷為0.69 g/kg、速效鉀為4.93 g/kg。生物炭施加比例以每千克干土施加生物炭的量計，根據土體重量計算生物炭重量，再將生物炭與土壤充分混勻。

試驗設水位控制和生物炭施加2因素。具體水位控制指標與生物炭處理如表1所示。分蘗期時，水位控制為輕旱控排(W1)水平下，當田間水位低于-20 cm時灌水到2 cm，田間水位超過10 cm時排水至允許蓄水水位10 cm，水位控制為重旱控排(W2)水平下，當田間水位低于-30 cm時灌水到2 cm，田間水位超過20 cm時排水至允許蓄水水位20 cm。拔節孕穗期至乳熟期，水位控制為輕旱控排(W1)水平下，田間水位低于-20 cm時灌水到5 cm，田間水位超過20 cm時排水至允許蓄水水位20 cm，水位控制為重旱控排(W2)水平下，田間水位低于-30 cm時灌水到5 cm，田間水位超過30 cm時排水至允許蓄水水位30 cm；黃熟期不留水層，自然落干。本文的對照是參照當地的水稻灌排制度而設計的處理W1B0。每個處理重復3次共12個測坑，各測坑隨機布置。除水位控制及生物炭處理外，其他農技措施均相同。

表1 不同水位控制指標及生物炭處理 cm

注：生物炭施加設2種模式，B0：無生物炭施加，B1:50 g/kg(以每千克干土施加生物炭的質量計)。W1、W2指兩種水位控制水平，以農田水位狀況作為田間水分控制指標，單位為cm，負值表示田間地下水埋深，正值表示田面水層深度，-I～J～K, I為灌水適宜下限，J為灌水適宜上限，K為降雨時允許蓄水深度。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 水位及水量觀測

每日上午08∶00-09∶00測定稻田內水位深度，水層深度通過鋼尺讀數。當天的觀測值低于或接近下限值(差值≤10 mm(水層)或50 mm(地下水))時，按處理要求進行灌溉。①若田面有水層，記錄灌水前后水層深度，兩者之差即灌水量。②若田面無水層，記錄灌水量。

地表進行排水時，記錄排水前后的水層深度，深度之差即為排水量。田間滲漏量利用田間測筒進行測定。

1.3.2 土壤水分觀測

田面無水層階段，應每2 d定時(早上9點之前)觀測表層(0～20 cm)的土壤含水量。

1.3.3 生長發育、抗倒伏相關指標觀測

株高：水稻移栽前測量一次株高。從分蘗期開始，每個測坑每隔5 d定點觀測5穴株高，控水處理的在控水前后各加測一次。測量作物地面以上的長度(不包括根部)：揚花之前為田面至最高葉尖的高度，揚花后為田面至穗頂(不計芒)的高度。

根據近年來的試驗結果，水稻黃熟期前后倒伏幾率最大。故在黃熟期每個測坑隨機選取3穴，每穴選擇3個莖稈，共9個重復。取樣時齊土割掉地上部分備用。

節間長度、節間干質量和單位長度節間干質量：將主莖依據節點剪斷，基部第一伸長節間稱為第一節間(Ⅰ)，向上依次為第二節間(Ⅱ)、第三節間(Ⅲ)。用鋼尺測量各節間長度。將各節間莖稈放置于烘箱中，105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干直至質量恒定，稱重各節間莖稈干質量。單位長度節間干質量=節間干質量/節間長度。

節間外徑和莖壁厚度：將節間自中部截斷，用游標卡尺量測莖稈長軸外徑和短軸外徑(帶葉鞘)，取平均值即為節間外徑。測定長軸、短軸和莖壁4個交點的厚度，取平均值作為莖壁厚度。

穗長、穗鮮質量和單株鮮質量：用鋼尺量測穗長并用天平測定鮮質量，剪去地面以下的部分稱重，即得單株鮮質量。

莖稈抗折力(F)：參考文獻[12]，鑒于水稻倒伏的主要形式是莖稈的基部倒伏[13]，故選取基部第二節間作為測試樣本。將莖稈(含葉鞘)放置水平，固定兩端使其成為簡支梁，中間部位懸空，使用電子萬能試驗機(CMT6104)，在莖稈中心位置放置壓力應變傳感器(20 N)，施加自上而下的豎向壓力，傳感器以0.1 mm/s的速度向下移動，伴隨傳感器向下移動，莖稈壓力和撓度不斷增大，壓力達到最大值時莖稈發生屈服破壞，此時的最大壓力即莖稈最大抗折力(N)。

彎曲力矩(BM)：第二節間基部至穗頂長度×第二節間基部至穗頂鮮質量×0.001×9.8，N·cm。

倒伏指數(LI)：LI=BM/F×100。參考瀨古秀生的方法計算，具體參見文獻[14]。

累積破壞能量(D)：水稻莖稈從開始受力直至發生破壞，中心位移量以及壓力乘積之和就是莖稈累積破壞能量。計算機軟件自動采集施加壓力及傳感器位移量，采集間隔為0.1 s。根據既定破壞時間，計算此前每個0.1 s內壓力與位移的乘積，累加即得累積破壞能量。

1.3.4 考 種

水稻收獲期，在每個測坑中選取5穴具有代表性的植株，晾干后觀測每穗粒數、有效穗數和千粒重，計算空秕率。對所有水稻植株進行收割、脫粒、晾干、稱重，最終計算產量。

1.4 數據處理與方法

采用Microsoft Excel 2016繪制表格，利用SPSS 22.0軟件依據最小極差法(LSD)對本文數據進行顯著性分析(α=0.05)，運用Origin 2017軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻生長指標的影響

2.1.1 生物炭和控制灌排對水稻株高的影響

水稻分蘗期是水稻形成產量的重要時期，分蘗期水稻株高增速較快。由圖1(a)可知，W2B1在分蘗期末期株高最高，其次是W1B1、W2B0、W1B0。W1B0、W1B1、W2B0、W2B1的增長速率分別1.94、2.14、2.16、2.25 cm/d。前期各處理差異不明顯，后期相同水位控制下，生物炭在分蘗期對水稻株高的促進作用比較明顯，原因主要是生物炭有利于提高根系下扎深度，促進根系縱向生長，可以吸收更多土壤中的養分[15]。沒有生物炭或相同生物炭施加情況下，淹水深度越高，更有利于植株生長，相關研究結果也表明，短時間淹水能促進植株乙烯的合成，有利于莖稈的延長生長，能減輕澇脅迫的影響，導致該時期水稻株高增長較快[16,17]。

圖1 不同處理下水稻各生育期株高變化Fig.1 Plant height changes at different growth stages of rice under different treatments

由圖1(b)可知，在拔節孕穗期W1B1水稻株高最高，其次是W2B1、W2B0、W1B0。增速按從大到小排序依次是W1B1、W2B0、W2B1、W1B0，分別是1.81，1.66，1.64，1.52 cm/d。各處理末期株高與株高增速均高于W1B0處理。W1B0與W1B1相比，W1B1比W1B0高16.6 cm，結合W2B0與W2B1相比可以得出，生物炭在拔節孕穗期對水稻株高亦具有明顯促進作用，W1B0與W2B0，W1B1與W2B1相比表明控制灌排W2水平有利于植株生長，7月29日左右株高增長速度加快，但隨著受澇時間的延長，水位過高不利于生長，株高增長趨于緩慢[18]，與W2B0、W2B1株高增速均低于W1B1株高增速規律一致，但仍高于W1B0對照株高增速。

由圖1(c)可知，各處理在抽穗開花期增長速度較緩慢，株高趨于穩定，主要是由于水稻從營養生長轉向生殖生長，最終呈現穩定趨勢，株高增長趨于緩慢。株高從高到低排序依次是：W2B1、W1B1、W2B0、W1B0。W1B1株高比W1B0高8.47%，W2B1比W2B0高2.97%，可以看出低水位情況下生物炭施加對株高的促進作用更明顯。W2B0株高較W1B0高9.2 cm，W2B1株高較W1B1高2.2 cm，可看出控制灌排W2水平可以顯著增加株高高度，而控制灌排W2水平對株高的促進作用并未因施加生物炭而得到加強。

2.1.2 生物炭和控制水位對水稻莖稈形態性狀的影響

不同生物炭與控制灌排處理下的水稻莖稈形態性狀表明(表2)，W1B1處理各節節間長度較W1B0處理分別顯著減少了17.1%、19.6%和19.3%；W1B0各節節間長度比W2B0分別小1.24、0.69、0.96 cm，而且兩處理之間差異顯著(p<0.05)，說明控制灌排W2水平有助于莖干的伸長生長。與處理W1B0相比，W1B1處理的各節節間莖壁厚度分別顯著增大了42.9%、44.3%和39.7%；相比W2B0處理，水位控制處理為W1水平下的W1B0各節莖壁厚度也顯著增大，而且兩者之間差異顯著(p<0.05)。施加生物炭的W1B1處理與W1B0處理相比，其各節節間外徑顯著增大(p<0.05)；而水位控制W1的各節節間外徑則較水位控制W2分別顯著增加了8.4%、5.9%和13.4%(p<0.05)。綜上，生物炭處理可以顯著降低莖間長度，增加莖壁厚度，增大節間外徑，控制灌排W2水平則使各節節間長度顯著增長，減小莖壁厚度和節間外徑。

由表3可知，對于基部節間干質量，W1B1處理較W1B0處理各節分別增大了44.4%、43.9%、17.4%，而且處理之間差異顯著。控制灌排處理下，W2B0和W1B0處理，W2B1和W1B1處理之間除第三節外，第一節、第二節的節間干質量差異均不顯著(p<0.05)。對于單位長度節間干質量，W1B1處理較W1B0各節分別顯著增大了71.8%、39.5%、46.7%；相較于傳統水位處理，控制灌排W2水平處理下各節單位長度節間干質量均顯著下降(p<0.05)。綜上，生物炭處理對基部節間干物質量和單位長度節間干質量均有極顯著影響，控制灌排則只對單位長度節間干質量有極顯著影響，對第二節基部節間干物質量有顯著影響，而生物炭和控制灌排交互作用除對第二節基部節間干物質量無顯著影響，其他均為極顯著影響。

表2 不同處理下水稻莖稈形態Tab.2 Stem morphology of rice under different treatments

注：*表示差異顯著(0.01

表3 不同處理下的基部節間干質量與單位長度節間干質量Tab.3 The basal internode dry mass and internode dry mass per unit length under different treatments

2.1.3 生物炭和控制水位對莖稈力學性狀及抗倒伏能力的影響

抗折力(BR)是水稻在自上而下垂直作用力下發生折斷時莖稈能夠承受的最大壓力，是用來評價莖稈抗倒伏能力的重要指標之一；彎曲力矩(BM)是衡量莖稈抗倒伏能力的另一關鍵指標，其與抗折力的比值表征倒伏指數；倒伏指數(LI)是表示水稻抗倒伏能力的一個綜合直觀指標，倒伏指數越低，水稻越不易倒伏，即其莖稈抗倒伏能力越強。不同處理下BR、BM、LI等水稻莖稈力學指標如表4所示。

表4 不同處理下莖稈力學性狀及抗倒伏能力Tab.4 Mechanical properties and lodging resistance of stem under different treatments

由表4發現，施加生物炭處理下的W1B1的抗折力和彎曲力矩分別較W1B0處理顯著增加了14.2%和9.3%；水位控制為W2水平下水稻植株莖稈抗折力和彎曲力矩則較水位處理W1顯著降低了8.9%和13.9%(p<0.05)；彎曲力矩由株高和地上部分鮮質量共同決定。與W1B0處理鮮質量(17.56 g/株)相比，W1B1處理鮮質量(19.43 g/株)顯著增加了10.65%，W2B0處理鮮質量(15.23 g/株)則顯著降低了13.3%，這表明地上部分鮮質量的不同引起了各處理彎曲力矩的差異。

倒伏指數是衡量水稻倒伏性能的綜合指標，其數值越小，水稻發生倒伏的概率越低，即抗倒伏能力越強。莖稈累積破壞能量(DE)是評判水稻莖稈抗倒伏能力的重要指標，體現了莖稈抵抗持續變形的能力和外力作用下的耐受力。研究表明，相同水位處理下，施加生物炭可使水稻植株莖倒伏指數顯著下降，如W1B1處理較W1B0處理降低4.3%，W2B1處理較W2B0處理下降5.8%；而無生物炭或相同生物炭施加情況下，控制灌排W2處理則使水稻植株莖倒伏指數顯著增大，意味著控制灌排W2處理會使水稻發生潛在倒伏的概率增大。至于累積破壞能量，相同水位下施加生物炭處理可使其顯著增大，而控制灌排W2處理則使其顯著減小。綜上，生物炭施加及控制灌排處理均極顯著影響抗折力、彎曲力矩、倒伏指數和累積破壞能量，而在生物炭與控制灌排交互作用下，以上指標差異不顯著(p>0.01)，可以推測，生物炭施加和控制灌排之間的耦合作用不明顯。

2.2 生物炭和控制水位對水稻穗長、空秕率及產量的影響

如表5所示，施加生物炭和水位控制均對水稻穗長有極其顯著的影響(p<0.01)，生物炭施加與水位控制交互作用對水稻穗長有顯著影響(p<0.05)。在兩種控制灌排下，生物炭施加均顯著增加了穗長。相同條件下，控制灌排W2處理對穗長具有顯著促進作用，其中W2B0處理比W1B0高出7.1%，當施加生物炭的W2B1處理則比W1B1高出10.4%。相比處理W1B0，水位控制對水稻穗長的促進作用明顯強于生物炭對水稻穗長的影響。

表5 不同處理下水稻的穗長、空秕率、產量與千粒重Tab.5 Panicle length, empty chaff rate, yield and 1000-grain weight of rice under different treatments

在兩種水位控制情況下，生物炭施加對空秕率的下降影響不顯著。在不施加生物炭和施加生物炭情況下，控制灌排W2處理均顯著減少稻谷的空秕率，同時，施加生物炭對水稻空秕率有顯著的影響，通過方差分析發現，控制灌排對水稻空秕率的影響為極顯著(p<0.01)，但是控制灌排和生物炭交互作用后對水稻空秕率則沒有顯著影響。

施加生物炭對水稻產量有極顯著的影響(p<0.01)，控制灌排對水稻產量有極其顯著影響(p<0.01)，但水位控制和生物炭交互作用對水稻產量無顯著影響。在控制灌排為W1條件下，W1B0產量與W1B1存在顯著差異，W1B1處理比W1B0處理高出6.66%。在水位控制為W2條件下，施加生物炭W2B1處理的產量顯著高于W2B0處理。在不施加生物炭和施加生物炭的情況下，控制灌排W2處理均顯著提高了水稻產量，其中W2B0比W1B0高出8.40%，當施加生物炭處理W2B1比W1B1高出6.73%。研究發現，相比處理W1B0，控制灌排對水稻產量的影響強于生物炭。

在兩種水位控制情況下，生物炭施加對千粒重的影響均不顯著。在不施加生物炭和施加生物炭的條件下，控制灌排W2處理均顯著增加了千粒重，其中W2B0處理比W1B0高了3.5%，W2B1比W1B1高了3.6%。相比處理W1B0，控制灌排W2處理比生物炭添加更有利于增大千粒重。方差分析發現，生物炭施加對水稻千粒重無顯著的影響(p>0.05)，控制灌排對水稻千粒重存在極其顯著影響(p<0.01)，而控制灌排和生物炭交互作用對水稻千粒重無顯著影響(p>0.05)。

3 討 論

3.1 生物炭和控制水位對水稻株高的影響

袁琴琴[19]認為生物炭在土壤改良劑運用過程中,不僅能夠有效地減少土壤中養分的流失,而且能夠有效地促進土壤中養分的停留，對土壤中養分的循環產生很重要的作用。在水稻分蘗期、拔節孕穗期、抽穗開花期、灌漿結實期生物炭對株高均起促進作用。Zwieten等[20]以10 t/hm2的生物炭施用量為標準加入到酸性土壤中，結果發現小麥株高顯著提高。劉世杰等[21]的研究也證明，施用生物炭的玉米其株高、莖粗較沒有施用生物炭的處理分別增加了4.31～13.13和0.04～0.18 cm。于艷梅等[22]研究表明淹水深度逐漸增加，水稻株高增長幅度越大，淹水歷時越長，水稻株高增幅越明顯。本研究發現在生物炭添加及控制灌排W2條件下，水稻株高均得到顯著提高，原因可能在于生物炭添加改善了土壤水分條件，有效促進了土壤養分的停留，而控制灌排使得降雨過后無需頻繁排水，保留了土壤及水體中氮磷等營養元素，同時灌水下限的降低有助于根系呼吸，促進根系生長，地下水埋深越大，作物根系在土壤層生長越發旺盛，扎根深度越高，吸收養分能力越強，進而使株高增加，這與王曉紅等[23]的研究結果一致。同時本研究也發現控制灌排W2處理對株高的促進作用并未因施加生物炭而得到加強，原因可能是生物炭施入土壤時間較短，相關耦合效果還需進一步實驗研究。

3.2 生物炭和控制水位對水稻莖稈形態、力學性狀及抗倒伏能力的影響

研究表明，水稻發生倒伏的敏感時期是齊穗后21～30 d，發生倒伏的敏感節位多在莖稈基部的2～3個節間[24-26]，植株的抗倒伏性與株高、重心、莖粗、節間長度、節間粗度、莖壁厚度、莖稈質量等莖稈物理性狀以及莖稈橫切面積、大小維管束數目和面積等莖稈組織解剖結構關系均十分密切。株高過高，特別是下部兩個節間過長是倒伏的重要原因[27]。在齊穗后25 d，對株高、節間長度、節間粗度、莖壁厚度、節間干質量等莖稈物理性狀和莖稈抗折力、彎曲力矩等力學特性進行測定與計算，并對它們與植株抗倒伏能力的關系進行研究與分析。研究表明，淹水深度過大會導致莖稈節間長度增加，莖粗減小，機械強度降低，易引起后期倒伏[28]；淹水深度過大會降低水稻抗倒伏能力[29,30]。彭世彰等[31]認為控制灌溉下水稻節間長度下降、基部莖稈壁厚增加，力學性能較常規灌溉更為優越。目前有關生物炭研究主要集中在土壤改良、作物增產、溫室氣體減排和調控土壤微環境等方面，而針對生物炭施加對水稻抗倒伏能力的影響的相關研究較少，針對生物炭與控制灌排對水稻抗倒伏能力的耦合影響，相關研究更是匱乏。本研究發現，生物炭添加有助于縮短節間長度，同時增大莖稈壁厚，使得節間外徑變大，同時增大基部節間干質量，最終使水稻的抗倒伏能力得到提高。但在控制灌排W2條件下，水稻的倒伏指數升高，累積破壞能量下降，水稻抗倒伏能力呈現下降的趨勢，這與郭相平等[13]研究發現的在節水模式下適當加大雨后蓄水深度不會增加倒伏風險的結論相反，原因可能是澇脅迫帶來的拮抗倒伏的效果是有限的，同時也與受澇程度有關，可以推測，若淹水時間過長，水稻的抗倒伏能力仍呈下降趨勢。同時本研究也發現生物炭及水位控制對水稻倒伏性能無顯著耦合作用，可能是由于生物炭施加對抗倒伏能力的提高作用與控制灌排W2處理增大水稻倒伏性能的負效應存在抵消，具體機理及相關作用還需進一步實驗驗證。

3.3 生物炭和控制水位對水稻穗長、空秕率及產量的影響

李昌見等[5]研究表明生物炭能促進作物生長、提高作物產量。作物干物質的累積、分配與土壤水分分布關系緊密，封超年等[32]研究發現不同地下水埋深調控了小麥根系在土體的分布范圍、下扎深度和功能，調節了光合生產能力，影響花后干物質積累量，使庫容量和庫的充實度發生差異，最終影響產量。本研究表明單獨生物炭添加和控制灌排W2處理均顯著提高了水稻產量，這與張偉明等[15]和郭楓等[33]的研究結果一致。其中水位控制對產量的影響更為明顯。同時，本研究發現生物炭施加對增大作物千粒重的影響不顯著，可能的原因在于生物炭的原料特性、理化性質、施用量、施用方式、土壤質地、環境條件等差異，因此，針對生物炭對于千粒重及產量的影響研究還需要更長期、深入具體的試驗。

4 結 論

(1)在生物炭添加及控制灌排W2處理下，水稻株高均得到顯著提高，而控制灌排W2對株高的促進作用并未因施加生物炭而得到加強。

(2)生物炭添加可以縮短節間長度，增大莖稈壁厚和節間外徑，降低水稻的倒伏指數，提升累積破壞能量，顯著提升水稻抗倒伏能力。但在控制灌排W2條件下，水稻倒伏指數升高，累積破壞能量下降，水稻抗倒伏能力呈現下降的趨勢。

(3)控制灌排與生物炭添加均對水稻穗長和空秕率有顯著影響，其中控制灌排的影響更為明顯，生物炭添加和控制灌排W2單因素作用均顯著提高了水稻產量，但兩者交互作用卻對產量無顯著影響，表明控制灌排對生物炭提升產量的促進效果不明顯，相關水炭耦合效果還需進一步試驗研究。

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