水稻覆草旱种对产量与品质的影响

李鸿伟 陈雪玲

1.朝阳市农业环境监测保护站;2.北票市蔬菜站

一、水稻旱种的研究

由于传统水稻栽培方法耗水量达到10500～13500 立方米/公顷,有些地方甚至高达30000 立方米/公顷,因此在我国水资源十分紧张的情况下,水稻节水灌溉具有十分重要的经济、社会和生态效益。 根据中国水稻研究所和其它省的试验研究与实践, 水稻需水量只要达4500 立方米/公顷左右就可使产量达6000 千克/公顷[1]，由此可以知道水稻节水潜力十分巨大。 20 世纪80 年代以来,以间歇、湿润等为代表的水稻节水灌溉技术发展较快,节水可达20%～40%,且水稻产量比传统淹水更高[2-5]。覆膜旱作水稻技术因其比间歇、润湿灌溉更具有显著的节水效应, 因此近几年倍受研究者的重视。

水稻地膜覆盖技术是利用地膜(或秸秆) 覆盖,进行旱种旱管, 以雨浇灌为主, 辅以必要人工灌溉的一种节水栽培技术。这一技术在缺水稻区或灌溉条件较差的旱地、 丘陵山区及高砂土区具有广泛的应用前景[6]。 增产机制主要在于改善了土壤水、 热状况[7-10]和作物根际的微生态环境。 把地膜覆盖技术应用到水稻栽培中, 就形成了水稻旱作覆膜栽培技术, 这是在水源不足地区首先发展起来的节水种植方式[1],具有明显的增产和稳产效果。 相关研究结果表明, 土壤中有效氮素形态会因外界条件不同而改变。

二、秸秆还田的研究

我国秸秆资源丰富， 目前秸秆年产量高达数亿吨。 由于人们生活和经济水平及农业机械化的发展，昔日作为农民薪材的作物秸秆， 如今却成了废物，加之农村劳动力的转移，每年夏收和秋收季节，为了抢农时，节约人力，大量的农作物秸秆被农民付之一炬，不仅浪费了资源、污染了环境而且对土壤的生态系统造成不利的影响[11-15]，焚烧秸秆不仅烧掉秸秆本身所含的有机质， 而且还烧掉了土壤中的部分有机质，同时焚烧后，土壤中的细菌、放线菌和真菌数量分别较焚烧前减少了。 此外，焚烧秸秆所造成的土壤水分的蒸发及土壤结构的破坏， 也不利于土壤微生物的生存。 另一方面秸秆焚烧会对大气环境以及交通、航空等带来危害。秸秆问题己经引起各界的重视国内外众多学者进行了广泛研究， 使得秸秆还田面积逐年扩大[16]。

同时农作物秸秆是一种含碳丰富的能源物质，对保持和提高土壤肥力以及农业的可持续发展均有重要作用[17]。 作物秸秆除含较多有机质外，还含相当数量的氮、磷、钾等营养元素，秸秆的堆积或焚烧不但浪费资源，而且影响交通安全和造成环境污染。 秸秆还田不但可补偿土壤潜在肥力的消耗、改善养分供应状况、培肥地力，而且能增加土壤中有机质、有效氮、速效磷和速效钾的含量[18,19]。 秸秆还田不仅能够改良土壤结构，提高耕地质量，而且能够增加土壤有机碳含量，发掘农业土壤的固碳潜力，对于缓解气候变暖与实现农田可持续发展具有双重的积极意义[20,21]。

三、覆盖旱种的研究

1.产量的研究

关于水稻覆盖旱种对水稻产量的影响，研究结果并不尽一致，这可能与品种、生态条件、栽培措施等因素有关。 石英等研究结果表明，旱作水稻的产量虽然显著低于常规栽培水稻,但从水稻产量构成看,旱作水稻的千粒重、结实率都大于常规栽培,并且旱作水稻整个生育期间尤其是灌浆期群体叶色深绿,根系粗壮,而水作水稻在灌浆期就出现上部叶色淡绿,下部叶色枯黄的现象, 这表明旱作水稻仍有较大的增产潜力。不同覆盖物下旱作处理的水稻产量高低顺序为半腐解稻草覆盖＞ 生稻草覆盖＞ 地膜覆盖＞ 蚕豆秆覆盖＞纸膜覆盖。 可见,选择合适的土壤表层覆盖物是旱作水稻高产的关键[22]。

张自常等研究表明， 覆草旱种的产量略低于水种，但无显著差异，覆草旱种的产量显著高于覆膜旱种和裸地旱种，从产量构成因素来看，覆草旱种主要是在于提高了结实率和千粒重, 弥补每穗粒数的损失，因此产量减少差异不显著[23]。黄义德等从产量结构上分析,覆膜旱作水稻的每穗总粒数、结实率和千粒重均比水作的有所下降,但因有效穗较多,每公顷总颖花量仍高于水作的,故产量与水作的不差上下[24]。

2.品质的研究

稻米品质是一个综合性状，它涉及到加工、外观、蒸煮食味和营养品质几个方面的多项指标。稻米品质的形成既受品种遗传基因的控制，又受环境因素的影响[32]。 徐国伟等研究表明，覆膜和裸地旱种会降低稻米的外观品质, 胶稠度、使得稻米的蒸煮品质变劣,营养品质有所提高， 而覆草旱种对稻米的外观品质直链淀粉含量、 胶稠度和蛋白质含量等均无明显的影响[25]。 张自常等研究表明，并不是所有覆盖旱种都会降低稻米品质, 在长江中下游地区, 覆膜旱种和裸地旱种会使稻米品质变差, 但覆草旱种则可以改善稻米的品质，覆草旱种明显增加整精米率；显著降低垩白米率、垩白大小和垩白度。 覆草旱种还明显改变了淀粉的黏滞谱特性： 增加了峰值黏度和崩解值, 降低了热浆黏度、最终黏度和消减值。

四、展望

水稻是中国最大的粮食作物，也是农业上第一用水大户。随着人口的增长、城镇和工业的发展、人民生活水平的提高和全球气候的变化，一方面需要不断增加单位面积产量和品质以满足人口增长和人民生活水平日益提高的需求，另一方面需要应对水资源日益短缺的严重问题[26]。 因此，研究水稻高产优质节水灌溉技术，对于保障中国粮食安全、提高人们的生活质量、节约水资源均有十分重要的意义。目前，对水稻旱种的研究很多，但是对水稻覆草旱种的研究还鲜有报导，水稻覆草旱种的产量和品质形成特点还有待于明确，水稻覆草旱种的产量和品质形成的生理机制有待于发掘。 水稻覆草旱种在今后的水稻生产中、特别是缺水严重的地区潜力很大。

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