我国水稻免耕栽培技术研究进展
2016-01-27唐利忠周文新易镇邪湖南农业大学农学院长沙410128
唐利忠,周文新,易镇邪(湖南农业大学农学院,长沙410128)
我国水稻免耕栽培技术研究进展
唐利忠,周文新*,易镇邪*
(湖南农业大学农学院,长沙410128)
摘 要:免耕是保护性耕作的核心技术之一。在介绍国内外水稻免耕栽培技术发展情况的基础上,综述了水稻免耕栽培对水稻土壤特性、水稻生长发育及产量的影响研究进展,介绍了我国水稻免耕栽培关键技术的研究现状,并对其研究方向和研究重点提出了几点建议。
关键词:水稻;免耕;栽培技术
随着人口的迅速增长和经济社会的快速发展,我国对粮食的需求量越来越大。为保障粮食安全,我国出台了一系列耕地保护性措施,并不断开发现有农田的生产潜力——提高复种指数、加大土壤作业频率、增加土壤灌溉面积、增施化肥农药等。这些措施为保障我国粮食安全起着巨大作用,但人工、机械和农药化肥的大量投入,极大的降低了粮食生产效益,也造成了严重的水土流失和环境污染。
借鉴国外发展经验,结合自身农业发展实际,我国于20世纪60年代开始了免耕技术的探索。经过近半个多世纪的发展,旱地免耕栽培技术在小麦、大豆、玉米、高粱等旱地作物上得到大范围推广应用。结果表明,免耕栽培技术大大降低了农业生产活动对环境的破坏,显著地提高了旱地作物的生产效益[1]。由于传统稻田耕作技术对环境影响的间接性和隐蔽性,以及水稻免耕栽培配套设施和生产观念的落后,水稻免耕栽培技术的发展已远远落后于旱地作物。近年来,我国水稻生产面临一系列问题:工业化进程加速导致农业从业人员锐减,人口老龄化加剧;水稻生产规模化和机械化进程缓慢,传统劳动密集型水稻生产模式导致水稻生产效益低下;粮食托市收购导致粮食价格国际竞争力低下,我国粮食安全战略和全球市场经济主导的粮食价格矛盾突出。这些问题迫使我国不得不改变现有的水稻生产模式,而发展和推广水稻免耕栽培技术,不失为一条有效途径。
1 免耕的定义及内涵
免耕是保护性耕作的核心技术之一。保护性耕作是指:主要以机械化作业为手段,减少耕作作业至能保证种子发芽即可,同时以农作物秸秆及残茬覆盖地表,并主要采用农药来控制病虫害和杂草的一种耕作技术。
按照不同的划分方法,保护性耕作又可分为免耕、少耕等不同的具体耕作措施。例如,按照耕作作业量的减少程度来划分,主要可分为“免耕法”和“少耕法”[2]。“免耕法”指播前完全不进行耕作,只在播前施用除草剂和在播种时进行极少量的开槽、沟和穴作业以保证种子有足够的空间和泥土覆盖量,而秸秆仍覆于地表以减少水土流失。“少耕法”则指前茬作物收获后不进行翻耕,只在下茬作物播前用除草剂除草以及进行少量的表土耕作和松土。当然,受制于连续少免耕导致的土壤结构恶化,“免耕法”和“少耕法”并不是一直不进行翻耕,而是隔几年翻耕一次以改善土壤结构。
1984年,美国农业部土壤保护局将保护性耕作重新定义为一种配以大量秸秆、残茬覆盖的最小土壤耕作措施,并以秸秆覆盖量为划分依据将保护性耕作划分为免耕和少耕[3]。其中,免耕要求前茬作物收获后秸秆和残茬覆盖量大于30%,并辅之以其他能减少水土流失的耕作方法和种植制度。而少耕则指前茬作物收获后秸秆和残茬覆盖量在15%~30%,采用中耕和农药除草杀虫的保护性耕作措施。与以耕作作业量的减少程度来划分的方法不同,该划分方法对耕作次数和耕作强度的减少程度要求稍低,但本质上区别于传统耕作中的秸秆翻压还田,尽量的保证了对土壤最小程度的破坏。
由于各地区土壤、气候条件和种植制度不同,导致免耕的具体耕作方法不尽相同。目前,我国更倾向于以耕作作业量的减少程度来划分,并且因地制宜的发展了具有区域特色的覆盖免耕、垄作免耕和不耕等免耕类型。
2 国内外水稻免耕栽培技术发展概况
2.1国外水稻免耕栽培技术发展概况
1934年,美国的一场“黑色风暴”拉开了保护性耕作研究的序幕[4]。从20世纪40年代末美国旱地免耕耕作技术的首次实践[5],到1955年由英国皇家化学公司发明新型除草剂——百草枯,再到20世纪70~80年代,免耕法与养分管理、水分管理、杂草控制系统化的首次提出,旱地免耕技术得到了飞快的发展和应用[6]。
相较于旱地作物,国外水稻免耕栽培技术不仅起步较晚,发展也较缓慢。日本是最早将少免耕作为一种水稻栽培措施来研究的国家,并发展了“水稻栽培插法”。免耕直播在日本的兴起可追溯到1912~1926年的大正时代。随后日本在常耕抛秧、常耕直播和免耕直播等轻简化栽培技术措施和轻简化栽培机具上做了大量深入研究。冈山县于1992年开展了一项3年水稻连续免耕旱直播试验并测试了minoru免耕直播机,效果较好[7]。菲律宾对低地水稻免耕栽培技术进行了较多的研究,如1993年对低地田块进行3年免耕直播稻—麦轮作研究,而后于1998年在国际水稻所建立了低地免耕灌溉的3年定位试验,发现土壤改良效果显著,且有一定幅度增产[8,9]。美国和澳大利亚对水稻免耕直播也有一定研究并取得良好的效果。澳大利亚学者于1945 ~1964年研究发现,利用Connor shea sod播种器可将水稻直接播种在未经翻耕的牧地,且产量表现较好[10,11]。1990年代美国路易斯安那州和阿肯色州有少量水稻免耕栽培的报道,且2001年佛罗里达州的免耕直播水稻面积占该洲水稻种植面积的10%[12],但少有后续报道。
2.2我国水稻免耕栽培技术发展概况
我国稻田免耕技术开始于20世纪60年代江苏地区的稻茬免耕麦技术的应用。到80年代,水稻免耕栽培技术在南方获得较大发展,针对稻—稻—麦三熟免耕灭茬技术的研究取得一定效果,实现了稻麦增收。同时,水稻垄作免耕在我国四川盆地低冷浸田试验获得成功,垄作免耕水稻获得大幅增产,随后候光炯提出了“自然免耕理论”[13]。1996年,广东省农科院率先提出免耕抛秧这一概念,并发现稻田免耕技术和抛秧技术结合可节本增效。2003年这一技术被我国确定为重点推广技术之一[14]。水稻免耕直播技术近年来发展较为迅速,尤其是在经济发达的江浙地区。目前,我国通过自主研发与引进吸收相结合,已形成一套适用于我国南方稻田的农艺—农机相结合的免耕稻田直播技术[12]。
3 我国水稻免耕栽培技术研究现状
3.1水稻免耕栽培对水稻生长发育及产量的影响
3.1.1水稻免耕栽培对水稻生长发育的影响
水稻生长发育特性与栽培条件密切相关。水稻免耕栽培在不翻动土层的情况下,土壤结构保持较好,容重降低,总孔隙度较大,常出现“养分表聚”现象,这些变化势必对水稻的根系生长、分蘖发生和形态建成产生影响。同时,免耕条件下不同的免耕定植方式、免耕类型(覆盖耕作、垄作和不耕)也对水稻的生长发育有着不同程度的影响。
不同的免耕水稻定植方式对水稻生长发育影响有较大差异。研究发现,免耕抛秧水稻全生育期延长3~5 d,分蘖发生迟且时间短,分蘖数较少,后期绿叶数多[15]。4年连续免耕比较试验发现,免耕抛秧水稻分蘖约比插秧慢3~4 d、分蘖时间短、个体健壮、后期少早衰[16]。与前者研究结果不同,魏优亮等[17]通过免耕抛秧对比试验发现,免耕抛秧、翻耕抛秧和翻耕手插秧3种栽培方式下,水稻的生育期一致;但免耕抛秧稻分蘖力强,生长量较大。免耕直播方面,与常耕直播相比,免耕直播稻扎根立苗慢1 ~2 d,分蘖前期生长较慢,中期速度加快,盛期时两者苗数基本持平;但免耕直播稻白根数较多,中期生长稳健,后期绿叶数较多[18]。全国明等[15]研究表明,免耕直播稻无秧田期,全生育期缩短6~25 d,单株分蘖能力强、速度快。而免耕直播也有一定的劣势,群体基数大、根系分布浅、稻株组织偏嫩、茎秆纤细,后期易造成大面积倒伏[19]。因此,免耕直播宜选用生育期短、抗倒伏品种。免耕机插方面,陈惠哲等[20]发现,免耕机插与翻耕机插茎蘖动态基本一致,干物质积累不同品种分别比对照高出8.24%和19.37%。总体而言,在抛秧条件下,免耕较常耕水稻茎蘖数稍低,但植株更为健壮,后期活力较高;直播条件下,免耕水稻全生育期稍短、单株分蘖能力强、后期活力强,但植株体偏弱,根系浅,易倒伏;而机插条件下,免耕较翻耕水稻干物质积累较多。
免耕类型(覆盖耕作、垄作和不耕)方面,覆盖耕作是旱地免耕技术的一种主要形式,由于水稻栽培的特殊性,秸秆覆盖常作为一种稻田秸秆还田方式来研究,并不适合作为一种单独的水稻免耕技术模式。除部分地区低冷浸田实行垄作和厢作外,我国大部分的水稻免耕类型为不耕——即在收获前作后,不进行任何土壤耕作,施用除草剂来除草灭茬,几天后灌水沤茬泡田,然后排水定植,中期施用除草剂除草。目前,针对水稻免耕垄作、厢作的研究报道较多。研究表明,垄作免耕水稻叶面积指数和净同化率在水稻生育前期无明显差异,而在拔节期较免耕平作增加66.5%和20.7%[21]。唐新媛等[22]研究表明,垄作免耕栽培条件下,水稻分蘖发生早且分蘖速度快,有效分蘖终止期比平作早6~7 d;垄作与平作栽培相比,最高苗数和有效穗数分别增加9.2 万/ hm2和5.9万/ hm2。长期垄作免耕试验表明,水稻根系长度为垄作>水旱轮作>平作,拔节期垄作水稻根长比水旱轮作和平作增加39.0%和21.3%;垄作免耕水稻分蘖时间早、速度快,分蘖盛期比后两者提前3~5 d;垄作免耕水稻在株高、剑叶长和穗长等方面均优于水旱轮作和平作[23]。由此可见,垄作免耕水稻在生长发育方面具有较大优势。同时,稻田垄作养鸭、垄作养鱼等新型免耕形式的出现,使稻田垄作免耕具有更为广阔的前景[24]。
3.1.2水稻免耕栽培对水稻产量的影响
近年来,国内关于水稻免耕栽培对水稻产量影响的研究较多,一般认为短期免耕有一定的增产作用,而连续多年免耕后土壤结构遭到破坏、容重增加、总孔隙度下降,水稻产量下降。南昌市双季稻连续免耕抛秧试验表明,稻田连续2年免耕处理较翻耕处理早、晚稻产量分别增加2.70%和1.87%,差异不显著;而连续5年免耕处理早、晚稻产量分别下降9.16%和12.56%[25]。有研究表明,与翻耕处理相比,免耕直播早、晚稻分别增产4.98%和7.79%,而免耕抛秧处理早、晚稻分别减产5.17%和6.63%,达显著差异水平(p < 0.05)[26]。对浙优1号和甬优9号免耕机插试验发现,免耕第一年两品种分别比常耕对照增产0.60%和1.75%,第二年分别比对照增产1.02%和2.30%[20]。与上述规律不同,黄国勤等[27]通过8年定位试验发现,免耕插秧和免耕抛秧均较对照有较大幅度增产,其中免耕抛秧与常耕对照相比增产幅度达7%~11.4%;随着免耕时间的延长,免耕手插增产幅度最大达28.9%。高明等[23]通过多年垄作免耕研究发现,连续11年水稻垄作免耕处理平均产量分别比水旱轮作和常规平作高11.3%和10.3%,增产显著。
总体而言,目前有关免耕栽培对水稻产量影响的研究主要有三种结论:免耕增产、免耕平产和免耕减产。造成这种情况的主要原因是免耕栽培水稻产量与免耕年限、土壤类型、气候、品种、定植方式和轮作方式等因素密切相关。短时期内,单纯通过比较产量来判定免耕水稻是否增产并无实际意义,结果也不客观。同一区域,相同的土壤、品种、技术措施和轮作方式下,必须通过长期定位试验来考察免耕对水稻的增产效果,以此判断某一免耕技术措施是否具有优势,从而建立适合本地区的特定免耕水稻栽培技术模式,实现水稻节本增效和可持续发展的目的。而目前,此方面的研究还极为欠缺。
3.2水稻免耕栽培对稻田土壤特性的影响
3.2.1水稻免耕栽培对稻田土壤物理特性的影响
土壤容重、土壤孔隙度和土壤保水性能是考察土壤物理性质的常用指标。土壤容重变化与土壤总孔隙度和土壤有机质含量消长密切相关,而土壤孔隙度中,总孔隙度和非毛管孔隙度是两个较为常用的指标,总孔隙度在很大程度上决定了土壤容重,而非毛管孔隙度与土壤保水性能密切相关。短期水稻免耕栽培,取消了翻耕和旋耕等耕作措施,蚯蚓、线虫等土壤动物活动未遭干扰,土壤孔隙发育良好,容重下降。而长期稻田免耕由于机收(偶有机插)和自然沉降作用,土壤变得紧实,土壤总孔隙度下降(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土层孔隙度增加,与翻耕相比,免耕直播稻田0 ~5 cm土层容重降低3.55%,总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度和毛管持水量分别增加4.80%、1.59%、39.85%和7.04%[28]。稻—油轮作两年连续免耕直播试验表明,土壤表层土(0~5 cm)容重降低,土壤亚表层土(0~20 cm)容重略微上升[29]。免耕抛秧方面,吴建富等[30]通过3年连续免耕抛秧试验发现,第一年免耕抛秧土壤容重小于翻耕抛秧,总孔隙度和非毛管孔隙度大于翻耕抛秧;到第二年、第三年,容重由1.234 g/ cm3上升到1.269、1.375 g/ cm3,大于翻耕抛秧(1.248、1.273 g/ cm3);总孔隙度由53.36%下降至52.08%、48.58%,小于翻耕抛秧(52.77%、51.94%)。免耕机插秧也存在类似规律,尤其是土壤表层土(0~5 cm)容重下降明显,总孔隙度也有所下降[31]。免耕垄作方面,高明等[23]发现与常规平作相比,免耕垄作的土壤容重在表土层(0~10 cm)和亚表土层(10~20 cm)分别为0.41、0.44 g/ cm3,高于常规平作的0.38、0.40 g/ cm3,这主要与垄作土壤含水量较低有关,但前者土壤总孔隙度却高于常规平作。总体而言,免耕栽培条件下水稻定植技术对土壤物理特性的影响差异不明显,而免耕类型对土壤特性影响较大,其中垄作对改善稻田土壤结构、增加孔隙度具有较大优势。
3.2.2水稻免耕栽培对稻田土壤化学特性的影响
水稻免耕栽培对土壤化学性质的影响主要表现在土壤pH、土壤有机质含量和土壤供肥特性方面。与常规翻耕不同,稻田免耕不翻动土壤,秸秆覆盖并腐烂于土壤表面,导致土壤pH、有机质含量和土壤肥性在土壤表层变化较为显著,并常出现“养分表聚”现象[32]。冯跃华等[28]通过免耕直播一季晚稻试验发现,中表层土(5~10 cm)pH值比翻耕直播增加3.53%,而表层土(0~5 cm)有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量比对照翻耕直播增大3.23%、15.60%、8.34%、36.64%,说明免耕有利于养分在土表富集。刘怀珍等[33]于广州的水稻连续免耕抛秧试验表明,粘质土免耕两年各土层有机质含量均有所增加,而中壤土除第一年上升后,便逐年下降;氮素方面,粘质土全氮和速效氮在两年内有所增加,中壤土全氮和速效氮在表层(0~5 cm)有增加趋势,其他土层逐年下降。
另外,免耕稻田秸秆还田量和方式、轮作方式、免耕类型以及免耕年限对土壤化学性质的影响也有较大差异。黄景[34]通过稻草还田免耕试验发现,稻草还田影响稻田氮素转化,与常规免耕相比,稻草还田免耕处理显著提高了表土层(0~5 cm)铵态氮、碱解氮和全氮含量。对免耕稻田稻草不同还田方式的研究表明,高桩免耕、覆盖免耕和无草免耕的有机碳密度分别为28.93、29.29、28.56 t/ hm2,表土层(0 ~5 cm)C/ N为14.43、13.82、12.99,达显著差异水平(p <0.05)。兰全美[35]发现水旱轮作后,免耕稻田土壤有机质、全氮和速效氮磷钾在表土层富集现象明显,水作田各肥力指标均表现高于旱作;另外,随着免耕时间延长,水作旱作土壤pH下降明显,而肥力水平下降差距较大。
3.2.3水稻免耕栽培对稻田土壤生物学特性的影响
土壤微生物丰度和土壤酶活性是表征土壤供肥特性的重要指标,而土壤动物的活动,有利于改善土壤结构,增加土壤孔隙度,降低容重[36]。与传统翻耕相比,水稻免耕栽培不会干扰土壤动物的正常活动,有利于提高土壤生物群体的稳定性,改善土壤结构。土壤微生物和土壤酶活性受季节变化影响强烈,而免耕可以为其提供较为稳定的环境[37]。不同的免耕类型和秸秆还田量及还田方式对土壤生物特性的影响差异较大。研究表明,不同的免耕类型对土壤动物密度影响呈垄作免耕>平作免耕的趋势,其中以线虫、线蚓类和蚯蚓类增加显著[38]。半旱式免耕垄作和厢作试验表明,土壤各表层微生物无明显区别,微生物丰度随季节变化小,甚至出现反季节性的稳中有升[39]。水旱轮作免耕较常规耕作土壤微生物数量和生物多样性显著降低,但微生物C、N显著高于常耕[40]。另外,研究表明秸秆还田条件下,放线菌和好气性细菌数量增加而土壤真菌和嫌气性细菌数量减少;免耕条件下,秸秆还田量为1/3时微生物活性最高[41]。
3.3我国水稻免耕栽培关键技术研究现状
3.3.1残茬处理技术和杂草控制技术
免耕稻田残茬处理技术和杂草控制技术得益于除草剂的发展。目前普遍使用的除草剂有两种类型:内吸型除草剂,如国产草甘膦、农达以及农民乐747等;以及触杀型除草剂,如d除、百草枯等[42]。水稻免耕栽培中除草灭茬往往同时进行,且对留茬高度有一定要求(一般不超过15 cm),田间不宜持水,农药喷洒后要在一定的时间后才能泡田沤茬。可见,免耕稻田除草灭茬要比旱地复杂的多。
随着水稻免耕栽培技术的推广,我国对稻田除草灭茬技术进行了多方位的研究。由于同一稻作区杂草种类多样,而不同稻作区气候、杂草种类各异,目前国内研究主要集中在不同稻作区、不同除草剂混合配比的施用效果上。徐世宏等[43]于2002~2003年在广西多个县区研究了免耕稻田不同除草剂的施用效果,结果表明,农民乐747、10%草甘膦、克无踪3种除草剂单独施用效果较好且无明显差异。程飞虎等[44]于2005~2007年在江西多县进行免耕抛秧田不同除草剂处理效果研究,发现3 kg/ hm2农民乐747除草剂效果较好,草甘膦、克无踪、二甲四氯单独及其混合配比处理对免耕稻田杂草防效差异不显著;克无踪或草甘膦除草剂加碳铵处理对晚稻免耕抛秧田落粒谷秧的杀灭和再生稻灭茬效果较好。安徽省庐江县克无踪技术效应评价表明,每公顷施用20%克无踪水剂3000 mL,24 h后杂草枯死率为100%,稻茬枯死率为96%,腐烂期为5~7 d[45]。然而,克无踪、草甘膦等混合施用以及除草剂配施碳铵、氯化钾优于单独施用的效果也有大量报导[42,46,47]。可见稻田免耕除草灭茬技术需要因地制宜的开展单独、混施或配施研究,并在特定地区形成技术规范。
3.3.2免耕水稻病虫害防治技术
水稻病虫害是我国水稻免耕栽培技术发展的一大障碍。目前我国免耕栽培水稻病虫害防治措施与传统栽培并无多大差异。且大量研究表明不同耕作方式对水稻病虫害的发病规律并无显著影响,部分研究甚至发现,免耕+秸秆还田对水稻病虫害的发生有抑制作用[48,49]。然而,免耕栽培水稻病虫害的发生与水稻定植方式密切相关。研究表明,免耕抛秧较免耕插秧单穴茎蘖数多、抛秧不均匀导致局部群体恶化,使局部群体病虫害加重[50~52];而免耕直播水稻在种子发芽时极易受到病菌侵染,虽然直播稻能避开稻飞虱迁飞高峰,但未能有效控制,且中期群体难以控制,无规则行株距,导致中后期防治困难,病虫害发生较为严重[19]。针对免耕直播稻病虫害发病特点,张海涛研究认为,免耕直播稻苗期主要防治对象为苗稻瘟和白叶枯病以及稻蓟马和稻象甲;分蘖期可适当放松,以减少农药喷施;分蘖末期尤其注意稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病和穗颈瘟[53]。可以看出,针对免耕直播和免耕抛秧的研究[24,53~58],大多停留在病虫害发生特点分析上,针对性、系统性的防治和评价体系建立还有待加强。近年来,生物农药对水稻病虫害防治效果已有大量研究[54,55],但鲜有针对免耕水稻发病特点开展生物农药防治的研究报道。
3.3.3免耕稻田肥水管理技术
肥料运筹和施肥量优化是常规耕作模式下水稻养分高效利用和高产的必要前提,对免耕水稻而言,则显得更为重要。施肥量方面,大量研究表明免耕稻田适量增施氮肥有利于水稻分蘖早生快发、增加有效穗和提高产量[56];免耕稻田秸秆还田量较大的情况下,土壤C/ N增大,微生物与水稻争氮现象严重,适当增施氮肥是十分必要的[57]。而在施氮量不变的条件下,增施钾肥可提高水稻的氮素利用率,促进水稻根系生长,充实茎秆提高抗倒伏能力[58]。肥料运筹方面,免耕稻田无法将基肥翻埋入土,一次性施肥量过大将导致养分大量流失,一般提倡“少量多次、前肥后移”的运筹方式。大量研究发现,免耕稻田进行合理的肥料运筹不仅能减少养分流失,提高养分利用率,在促进免耕水稻稳产、增产方面也发挥着重要的作用[59,60]。肥料结构方面,免耕稻田常发生“养分表聚”和后期缺肥严重等现象,而增施有机肥,提高有机肥/化肥比例,有机肥基施和化肥后移可以缓解这一矛盾[61]。绿肥免耕还田可以改善土壤结构、增加土壤养分、保障连续免耕条件下水稻稳产[62],且目前免耕+绿肥还田在我国已获得较大的发展。与此同时,缓、控释肥应用于水稻免耕栽培也逐渐受到重视[63]。总体来看,我国对免耕稻田养分管理已进行了多方位的研究,并初步掌握了水稻免耕栽培条件下的施肥规律,但“少量多次、前肥后移”等肥料运筹方式无疑会增加劳动力的投入和提高对施肥技术的要求,大力发展缓控释肥和提高施肥技术,无疑是免耕栽培向轻简型水稻栽培发展的重要一环。
传统耕作稻田水分管理主要是围绕“水肥气热”平衡开展——直播稻早期安全出苗和齐苗、抛秧稻及早立苗;中期浅水促分蘖,晒田控制无效分蘖,充足水分保证孕穗灌浆;后期保持土壤湿润防早衰。而免耕稻田水分管理更倾向于节水方向发展。陈莉等[64]研究发现,免耕直播稻采用旱育技术和“薄露”技术(“薄”指田间水层在20 mm左右;“露”指经常使表土露出)可实现高产(早稻6573.7 kg/ hm2,中稻8606.8 kg/ hm2)。秦华东等[65,66]研究发现,干湿交替灌溉在免耕抛秧水稻发根力、根冠比、根系活力和产量等方面优于水层淹灌和湿润灌溉。在保证产量的前提下,水分管理与水稻养分利用率的关系是目前研究的热点。陈天仁等[67]研究表明,免耕条件下水层灌溉处理早稻植株全氮含量最高,其次是交替灌溉处理,湿润灌溉处理最低;晚稻以交替灌溉处理植株全氮含量最高。Sun等[68]通过麦茬免耕稻节水试验发现,半湿润灌溉处理水稻茎秆和籽粒中全氮含量要低于水层灌溉。而徐世宏等[69]研究发现,免耕水稻氮素积累呈现湿润处理>交替灌溉>水层灌溉趋势,而此现象可能与土壤条件和水稻品种差异有关。此外,免耕稻田水分管理对水稻水分高效利用以及土壤肥力影响方面也有一定的研究[70,71]。
4 展望
近年来,水稻免耕栽培在我国华东、华南、西南和长江中下游地区,尤其是沿海经济发达地区已获得较大范围的推广和应用。但相应栽培技术(如不同稻作区的最适免耕模式、双季稻连作茬口衔接、病虫草害防治、施肥技术等)研究已经落后于生产发展。
为使我国水稻免耕栽培成为真正意义上的节本省工、节能环保、高产高效的水稻栽培模式,今后还应加强以下几方面的研究:(1)科学规划研究力量,加大基础研究力度。开展对特定稻作区在不同免耕定植条件下的水稻产量、品质及土壤特性的变化规律研究,形成具有区域特色的水稻免耕栽培技术模式和技术体系。(2)加大水稻免耕栽培关键技术研究力度。针对南方双季稻稻作区茬口时间紧的问题,开展能快速腐解稻茬、秸秆的化学及生物药剂研究;针对施肥次数多、化肥施用量大和施肥困难的问题,结合测土配方施肥,开展有机、无机肥配施,免耕稻田绿肥还田和轻简施肥技术研究,特别是适合于淹水环境的缓控释肥研究;开发轻简型水稻直播机,发展机械抛秧、智能抛秧技术,解决直播、抛秧不均的问题;加大对免耕直播、免耕抛秧条件下,水稻病虫害发生特点研究,开发生物农药,开展统防统治。
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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
中图分类号:S511.04;S341
文献标识码:A
文章编号:1001-5280(2016)03-0335-08
DOI:10.16848/ j.cnki.issn.1001-5280.2016.03.24
收稿日期:2016- 01- 11
作者简介:唐利忠(1991 -),男,硕士研究生,Email:975624569@ qq.com。*通信作者:周文新,研究员,博士,硕士生导师,主要从事作物生理生态、作物高效栽培技术研究,Email:2640742051@ qq.com;易镇邪,教授,博士,博士生导师,主要从事作物高产生理与资源高效利用研究,Email:yizhenxie@126.com。
基金项目:国家科技支撑计划项目(2011BAD16B01,2012BAD04B10 -01,2013BAD07B11 -02)。