鄂东南冷浸稻田养分特征及水稻合理栽培措施研究

2015-12-18徐祥玉张明祥张敏敏刘晔袁家富熊又升

湖北农业科学 2015年22期

关键词：栽培

徐祥玉　张明祥　张敏敏　刘晔　袁家富　熊又升

摘要：通过对鄂东南丘陵区冷浸稻田和正常稻田的对比调查取样，研究冷浸稻田的主要营养障碍因子；通过大田试验，研究冷浸稻田适宜的起垄规格和插秧密度，为冷浸稻田改良提供技术支持。结果表明，与正常稻田相比较，冷浸稻田土壤pH较高，有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮含量与正常稻田基本一致；冷浸稻田速效磷、速效钾含量明显偏低，是主要的营养障碍因子。起垄可以明显提高冷浸稻田产量，合理的起垄高度和宽度分别为15 cm和120 cm，冷浸稻田插秧密度30 cm×15 cm为最佳。

关键词：冷浸稻田；养分特征；栽培；鄂东南

中图分类号：S311；S511 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）22-5535-05

Abstract：The main nutrition obstacle factors of cold waterlogged paddy field were studied by field investigation， sampling soil and analysis in Southeasten Hubei. Suitable ridging specifications and planting density in cold waterlogged paddy field were studied through field experiment to provide technical support for improvements. The results showed that， compared with normal paddy field， the pH of cold waterlogged paddy field was higher， and the contents of organic matter， total nitrogen， total phosphorus and total potassium of cold waterlogged paddy field were basically identical with normal paddy field. The effective phosphorus and potassium were lower in cold waterlogged paddy field than normal paddy field， and they were main nutrient obstacle factor. Ridging could increase the rice yield obviously， and reasonable ridge height and width were 15 cm and 120 cm， respectively. The suitable planting density was 30 cm×15 cm.

Key words： cold waterlogged paddy field； nutrient characteristic； cultivation； Southeastern Hubei

冷浸稻田是指長期受水浸渍，以“冷、烂、毒、瘦”为特征的水田，在中国土壤分类系统中归属于人为土纲人为水成土亚纲水稻土类。冷浸稻田是广泛分布在我国江南地区的低产水田的一个主要类型，全国约有346万hm2，占全国稻田面积的15.07%，占低产稻田面积的44.2%[1]。

20世纪五六十年代中国曾经大规模进行过冷浸稻田的改良研究，也已有大量相关报道[2]。近年来中国在稻田施肥方面有大量研究报道，但主要集中在长期定位试验和高产稻田，对低产田关注甚少。由于冷浸稻田产量较低、耕作难度大、劳动力成本投入高，加上改革开放以来农村劳动力大量输出，导致大量农田无人耕种，冷浸稻田大面积撂荒。冷浸稻田有机质含量高、增产潜力巨大，因此如果对冷浸稻田加以有效利用，对保证中国粮食产量具有重大意义。由于长期的抛荒，导致一些潜育化水稻土冷浸程度加剧，因此通过调查明确冷浸稻田养分特征，制定合理水稻栽培措施显得尤为重要。本研究以鄂东南低丘区冷浸稻田为研究对象，通过对3个代表性区域的冷浸稻田进行取样调查，分析冷浸稻田和对应的正常稻田的养分特征，同时进行冷浸稻田垄作措施和密度试验的大田试验，以期为冷浸稻田的改良和提高粮食产量提供基础数据和理论依据。

1 材料与方法

1.1 调查取样

通过前期的资料查阅，选定黄石市阳新县、黄冈市浠水县、咸宁市咸安区作为鄂东南冷浸稻田代表性区域，2011年底进行取样调查，调查信息见表1。以泥脚小于20 cm、有明显犁底层、田面无锈水的普通稻田为正常稻田，以有明显冷水来源、耕层烂糊且泥脚较深（大于30 cm）或无明显犁底层但有明显的潜育化特征的稻田为冷浸稻田。每个区域选择1个正常稻田和3个冷浸稻田取样点，每个样点取8～10个点混合，制成混合样，分析土壤理化性质。

1.2 大田试验

为了明确冷浸稻田水稻栽培模式，在黄石市阳新县白沙镇土库村进行大田试验，从垄作和密度两个方面进行，具体信息见表2。其中土壤基本理化性状为2011年第一次安排试验时的基础性状。

试验区年均气温16.8 ℃，无霜期263 d，年均日照时数1 897.1 h，日照率44%，年均降水量1 389.6 mm。所有试验肥料用量均为N：P2O5∶K2O=180∶90∶120 kg/hm2，肥料品种为尿素、过磷酸钙和氯化钾，70%氮肥、100%磷钾肥全部作为基肥施用，30%氮肥作为分蘖肥在移栽后15 d左右施入。2011年所有试验水稻品种为Ⅱ-航优2，2012年为广两优558。2011年5月20日施肥，6月16日追肥，5月21日插秧，9月底收获；2012年5月4日施肥，5月20追肥，5月5日插秧，9月中旬收获。

收获期每小区取5兜进行考种，各处理均按小区收获计产。试验数据采用Microsoft Excel 2010、SPSS 17.0和Sigmaplot 12.0软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 耕层土壤性质

土壤养分状况见表3。表3表明，冷浸稻田pH平均值为6.26，正常稻田pH平均值为5.82。与正常稻田相比较，冷浸稻田耕层土壤pH明显较高，这与柴娟娟等[1]的结果并不一致。具体分析可以发现，在调查取样的6个点中，阳新县和浠水县的4个取样点冷浸稻田pH高于或等于正常田，而咸安区的2个样点中有1个样点冷浸稻田明显低于正常田，说明鄂东南大部分冷浸稻田土壤pH高于正常稻田，这可能和冷浸稻田土壤常年泡水有关，土壤pH随土壤含水量升高而升高，在酸性土壤中这种趋势尤为明显[3]。这主要是由于淹水后土壤耕层黏粒降低，吸附性氢离子与电极表面接触机会减少，也有可能是淹水后土壤在厌气条件下形成还原性碳酸铁、碳酸锰而呈碱性，溶解度较大，导致土壤pH升高[3]。

冷浸稻田土壤有机质含量平均值为31.85 g/kg，正常稻田为27.93 g/kg（n=6）；冷浸稻田全氮含量平均值为0.21%，正常稻田为0.19%；冷浸稻田全磷为0.10%，正常稻田为0.09%；冷浸稻田全钾为1.81%，正常稻田为1.91%。可以看出，冷浸稻田土壤有机质和全氮含量稍高于正常田，而全磷和全钾含量基本一致（表3），这和前人研究是相似的[1]。从土壤养分分级标准[4]看，冷浸稻田和正常田有机质、全氮、全磷、全钾含量均达到丰富或极丰富水平。

冷浸稻田土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量平均值分别为186.21、5.61、58.78 mg/kg，正常田分别为198.08、9.27、73.17 mg/kg，冷浸稻田平均含量均低于正常田，其中速效磷和速效钾明显低于正常田，参照土壤养分分级标准[4]，速效磷和速效钾肥力水平较低，均属于缺乏或极缺范畴，表明不论是正常稻田还是冷浸稻田，在水稻生产过程中要注重磷钾肥料的施用，尤其是冷浸稻田中，更要强调磷钾肥的施用。

2.2 垄作措施对冷浸稻田水稻产量的影响

2.2.1 不同起垄高度对产量的影响由表4可知，2011年当起垄高度为15 cm（LG15）时，除了千粒重之外各项农艺性状指标均高于对照，穗粒数、穗实粒数、理论产量和实际产量均为最高；而当起垄高度为10 cm（LG10）和20 cm（LG20）时，有效穗、理论产量和实际产量均高于对照。从整体看，穗实粒数是决定产量高低的关键因素。从2012数据看，LG15处理理论产量最高，实际产量与LG10接近并高于其他处理。结合两年数据可以看出，LG15处理连续增产较多。

2.2.2 不同起壟宽度对产量的影响由表5可知，起垄处理理论产量和实际产量都要高于CK处理，LK60、LK90和LK120相比CK分别增产472.5、804.0和805.5 kg/hm2，LK90和LK120增产量相当，分别达到14.15%和14.18%。同时从表5可以看出，垄宽措施主要通过增加有效穗和穗粒数提高作物产量。

2.2.3 垄作对产量的影响由表6可知，起垄不同宽度和不同高度结合后水稻产量得到显著提高，不同垄作组合主要通过提高有效穗来提高作物产量，其中LZ120/15增产效果最为显著。

2.2.4 插秧密度对产量的影响由表7可知，不同移栽密度对产量影响较大，不论从理论产量上还是大田实际产量，30 cm×15 cm处理产量最高，30 cm×20 cm处理产量最低，最高产量比最低产量高16.7%（理论）和11.5%（实际）。从考种性状看，30 cm×15 cm处理千粒重最高，30 cm×20 cm处理千粒重最低。可以看出，在同样施肥条件下，不同移栽密度主要通过提高千粒重来提高水稻产量。

3 讨论

冷浸稻田属于低产稻田，其土壤具有有机质含量高、速效养分含量低、养分活化度不够、有毒物质累积多、结构差、温度低等特点[5]，导致水稻根系发育不良、分蘖减少、养分吸收差、产量低[6]。垄作栽培是中国农业耕作的两大体系之一[7，8]，在中国已有两千多年的历史[9，10]。不同生态条件、不同地形地貌、不同作物等均对垄作栽培技术产生不同的影响。有研究者将垄作栽培类型作了5类划分[7]，垄作栽培能为水稻生长发育提供一个良好的生态环境[11]，成为农业可持续发展的重要途径。近年来，由于与立体种养模式相结合，水稻垄作栽培也成为一种重要的生态农业模式。

本研究表明，不论是起垄高度、起垄宽度等单项技术，还是综合技术，均可明显提高水稻产量。水稻产量由各种产量构成因素共同决定，只有各产量因素在高水平上协调统一，才可能实现高产。水稻垄作栽培增产的一个主要原因是有效利用边际效应，优化和协调群体结构，增强田间的通风透光效率[12]，提高水温、土温和群体光能利用率，从而增加分蘖数、成穗率、结实率和千粒重，提高产量[13，14]。垄作栽培也有利于田间中耕除草杀虫，增产效果明显[15]。

垄作栽培能改善稻田土壤性质，协调水肥气热，改善水稻根系的生长环境，从而起到提高水稻产量的作用。垄作栽培能增加土壤的通气性，减少有毒还原性物质[16]，降低土壤热容量，增高土温和水温[17]，提高土壤有机质的含量和土壤有机无机质复合度，形成良好的土壤结构[18]，加大水稻根系活动层的容量，促进根系向下伸长，同时使垄埂土壤保持较稳定的毛管水状态，利于通气、热量传导和养分输送[19]。一般认为，垄作栽培能提高土壤微生物活力以及各种酶的活性，加速养分的释放[20]，其中速效氮的含量增加显著，有利于当年作物生长与高产[21]。

合理的密度能使群体和个体协调生长，起到增加穗重和穗粒数的作用，提高成穗率，使有效穗和最高分蘖数达到合理的比例（1.0∶1.5以内）。合理的密度还能增大绿叶面积，提高光能利用率，同时能提高群体的通风透光效率，降低湿度，避免病虫害发生，有效提高产量。田先雷等[22]研究表明，分蘖数随插秧密度增加而减少，合理的插秧密度可以显著提高穗粒数[23]，本研究表明，合理的密度能提高千粒重，过大或过小的移栽密度均达不到最高产量。

4 结论

鄂东南地区冷浸稻田土壤有机质、全氮、全磷、全钾均含量丰富且与正常稻田基本一致，而速效磷、速效钾含量较低，是主要的营养障碍因子；垄作可以明显提高冷浸稻田水稻产量，合理的起垄高度和宽度分别为15 cm和120 cm；水稻插秧密度应该保持30 cm×15 cm左右較为适宜。

参考文献：

[1] 柴娟娟，廖敏，徐培智，等.我国主要低产水稻冷浸田养分障碍因子特征分析[J].水土保持学报，2012，26（2）：284-288.

[2] 陈尚谨，郭毓德，江朝余，等.施用磷肥对提高丘陵地区水稻产量和防止稻苗“坐秋”的研究[J].中国农业科学，1963，4（6）：7-12.

[3] 黄昌勇.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2000.

[4] 全国土壤普查办公室.中国土壤[M].北京：中国农业出版社，1998.

[5] 李庆奎.中国水稻土[M].北京：科学出版社，1992.

[6] 于天仁，丁昌璞.关于“冷浸田”的一些问题[J].土壤通报，1958， 2（4）：22-26.

[7] 王同朝，王燕，卫丽，等.水稻栽培方式的演变与发展研究[J].沈阳农业大学学报，2003，34（5）：389-393.

[8] 沈昌蒲，尹嘉峰.国内外研究垄作区田的情况[J].水土保持科技情报，1995（2）：62-63.

[9] 郭文韬.再论中国古代的垄作耕法[J].中国农史，1992（2）：77-80.