稻草切碎全量还田抛秧栽培双季稻立苗和生长的影响因素

王苏影，吴建富，潘晓华，黄 山，曾勇军，谭雪明，石庆华

（1. 江西农业大学双季稻现代化生产协同创新中心/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，南昌 330045；2. 南昌市农业科学院粮油作物研究所，南昌 330038）

0 引 言

水稻抛秧栽培是一项省时、省工、节本的主要栽培方式。中国水稻栽培制度极其复杂，抛秧栽培的育秧方式有塑盘育秧、旱育秧等方式[1-4]；抛栽秧龄有大、中、小苗之分[5-12]；抛栽入土有深、浅之分[6,13]；大田耕作方式有深耕和免耕[14-19]等。这在生产上形成了多种抛秧稻作方式，导致抛秧稻立苗问题更加复杂。而水稻抛栽立苗的速度对水稻生长和产量有至关重要的影响。

多年来国内科技工作者从秧苗素质[1,4,10]、秧苗高度[1,3,9]、抛栽秧龄[1,3,7,9-10,15,19-20]、秧苗根部带土状

况[6-8,11,21]、抛后秧苗姿态[2,6,8,11-12,15]、抛栽深度[13,20]、耕作方式[14,22-23]以及水、温[10,15,20,24]等方面对抛秧稻的立苗技术、秧苗生长、产量以及影响机理等方面开展了大量的研究，取得了一定的成果。徐世宏[1]、李克武[10]、赵民军[16]、吴建富等[19]研究认为，秧苗秧龄长短对抛后立苗的影响很大，苗龄越大，立苗时间越长，但小苗抛栽要求整地质量高，以苗高15～18 cm秧苗抛栽立苗效果最佳[1,20]。生产上人工抛栽叶龄以3.5～4.5叶较好，机抛的早稻秧苗叶龄为4.5～5.0叶，苗高12～15 cm[3]，有利于立苗和早发。郭保卫等[6]研究认为，球土比例随着秧苗高度的增加而逐渐减少，球土比例增加，直立苗比例增加。翻耕抛秧立苗速率快于免耕抛秧[18,23]。

但已有的研究大多是在稻田免耕或者翻耕且无稻草还田的条件下进行的，而在机收稻草全量切碎还田条件下，对双季抛栽水稻立苗的研究还极少报道。随着水稻机械化的快速发展，为稻草还田提供了基础。近年来，中国秸秆还田面积逐年增加，稻草还田不仅可以避免稻草焚烧所带来的环境污染，还可作为良好的有机肥源，对提高土壤有机质含量[25]，改良土壤、培肥地力[26]，尤其是对缓解氮、磷、钾比例失调[27]，提高农作物产量和品质，降低农业生产成本有重要作用[28-32]。但如何实现稻草全量还田条件下抛栽水稻快速立苗，是生产上亟待解决的关键问题。因此，本文从稻草全量还田、秧龄、抛栽方式、耕作方式 4个方面研究了早、晚稻抛栽立苗及水稻生长的影响，旨在为机收稻草全量还田情况下水稻抛秧栽培技术的推广应用提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

试验于2012—2013年在江西省南昌县广福村进行，供试土壤为潴育潮砂泥田，耕层厚度为13～15 cm，种植制度为双季水稻-冬闲。土壤基本理化性质为：有机质15.4 g/kg，全氮1.7 g/kg，碱解氮100.4 mg/kg，速效钾78.3 mg/kg，有效磷34.6 mg/kg，pH值5.2。供试早、晚稻品种分别为中嘉早17号、五丰优T025。

1.1 试验设计

设置4个试验：1）稻草全量还田试验：早、晚稻设稻草全量还田和稻草不还田2个处理。秧龄为25 d，点抛，机械旋耕。

2）不同秧龄试验：早稻设25、30 d 2种秧龄，晚稻设20、25、30 d 3种秧龄。点抛，机械旋耕。

3）不同抛栽方式试验：早、晚稻设点抛和人工撒抛2个处理。秧龄为25 d，机械旋耕。

4）不同耕作方式试验：早、晚稻设机械深耕和旋耕2种耕作方式。秧龄为25 d，点抛。

以上试验中除稻草不还田处理外，其他处理水稻在收获时均采用久保田联合收割机，将稻草全部切碎还田。其中，早稻收割稻草还田后1～2 d进行翻耕整地；晚稻稻草还田后，稻草散放于田面，直至翌年早稻移栽前再进行翻耕，稻草还田到翻耕的时间间隔约为 6个月。深耕处理使用大型拖拉机(福田雷沃M654，山东潍坊)进行，作业深度为20～25 cm；机械旋耕采用江西农户普遍使用的DF–121型手扶拖拉机进行，旋耕深度为13～15 cm。各处理肥料运筹相同，即每季水稻施纯氮量为150 kg/hm2，按照基肥、分蘖肥、穗肥质量比为 5∶2∶3施用；P2O5用量为 75 kg/hm2，做基肥一次性施用；K2O用量为135 kg/hm2，按照基肥、穗肥质量比为7∶3施用。采用434孔塑盘湿润育秧，抛栽密度为 3.0×105穴/hm2，基本苗为6.0×105株/hm2。试验小区面积为15 m2，随机区组排列，3次重复，其他田间管理措施基本一致。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 立苗动态

自抛栽后开始每天调察秧苗的立苗角度变化情况，立苗角度为茎与水平线的夹角（锐角），规定夹角为80°～90°时为直立，每小区定点调查2 m2范围内的秧苗，并计算直立苗的比例。立苗比例=单位面积内直立苗穴数/单位面积内秧苗总穴数×100%。立苗时间指抛后秧苗立苗比例为100%时所需的时间。

1.2.2 根系、叶面积、根冠比、黄叶比

水稻抛秧后早稻每3 d、晚稻每2 d取样测定1次。根系取样时，以稻株为中心，用半径为5 cm、深度为25 cm的塑料硬管垂直插入土中，使管上沿与田面土齐平，用铁板紧贴塑料管下沿将塑料硬管连同水稻植株及泥土一起取出，放入网袋中。每处理取5穴秧苗。用水将秧苗小心清洗干净并分株，计数取样秧苗株数。用剪刀将水稻地上部和根系分离，计数一次分枝根数及白根总数。计数完成后将全部根系置于80 ℃烘箱烘干称质量，计算单株根质量。单株总根数=一次分枝根数/秧苗株数；单株白根数=白根总数/秧苗株数；单株根质量=总根质量/秧苗株数。

叶面积指数用小叶干质量法测定。将水稻植株上部的黄叶和绿叶分开，于80 ℃烘箱烘干称质量，计算根冠比和黄叶比。根冠比=植株根部干质量/植株上部干质量；黄叶比=黄叶干质量/(黄叶干质量+绿叶干质量)。

1.3 数据处理

本文有关水稻立苗的数据使用2012年、2013年的试验数据，有关水稻生长的数据因两年规律一致，故选取2013年一年的试验数据进行分析。用 Microsoft Excel 2007进行数据处理和 DPS 9.50进行统计分析，利用Duncan新复极差法（LSR）进行显著性检验，显著性水平设定为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 稻草全量还田对抛栽双季稻立苗及生长的影响

2.1.1 稻草全量还田对抛栽双季稻立苗动态的影响

由表 1可以看出，在相同耕作方式、抛栽方式及秧龄条件下，2012和2013年早稻稻草全量还田和稻草不还田的秧苗立苗比例在抛栽3 d都达80%左右，且立苗角度相差不大。2012年早稻稻草还田立苗比例在抛栽2 d内小于稻草不还田，抛栽3 d后差异不显著；2013年早稻立苗比例在在抛栽2 d内小于稻草不还田，2 d后则大于稻草不还田，且差异显著。2 a晚稻试验中，相同抛栽时间下，稻草还田的立苗角度均小于稻草不还田；晚稻稻草还田的秧苗立苗的时间比稻草不还田至少延长2 d。可见，与晚稻相比，早稻立苗时间受稻草还田的影响较小。

2.1.2 稻草全量还田对抛栽双季稻生长的影响

由表2可以看出，早稻水稻根系在抛栽3d内生长非常缓慢，6 d后则迅速生长。与稻草不还田相比，稻草还田对早稻秧苗根数、单株根质量的影响不大。在抛栽12d内水稻叶面积指数随抛栽时间的延长呈先减少后增加的趋势，而根冠比逐渐增加。稻草还田处理叶面积指数在抛栽6 d前高于稻草不还田，6 d后则低于稻草不还田；根冠比则刚好相反。黄叶比在抛栽3 d时最低，3 d后则随抛栽时间延长呈先增加后减少的趋势，稻草还田处理黄叶比在抛栽3 d前低于稻草不还田，3 d后则高于稻草不还田。

晚稻在抛栽 8 d内稻草还田的秧苗单株根数小于稻草不还田，8 d后则大于稻草不还田。单株根质量在抛栽2 d内稻草还田低于稻草不还田，2 d后则高于稻草不还田。随着抛栽时间的延长，晚稻稻草还田叶面积指数逐渐增加，黄叶比先增加后减少；稻草不还田叶面积指数则先增加后减少。稻草还田秧苗叶面积、黄叶比在抛栽4 d内高于稻草不还田，4 d后则低于稻草不还田；稻草还田根冠比在抛栽第4天和第8天出现2个峰值，且抛栽12 d内根冠比增减变化与稻草不还田一致。可见，稻草全量还田对抛栽早稻生长的影响较小，而对抛栽晚稻前期生长的影响较大。其原因是稻草还田对早、晚稻立苗速率的影响存在差异，进而影响水稻根系和地上部生长发育。

2.2 秧龄对抛栽双季稻立苗及生长的影响

2.2.1 秧龄对抛栽双季稻立苗动态的影响

由表3可以看出，相同耕地及抛栽方式下，早稻30 d秧龄秧苗立苗时间比25 d秧龄的秧苗立苗时间至少延长2 d。相同抛栽时间下，晚稻立苗比例以20 d秧龄最大，30d秧龄最小；30 d秧龄秧苗全部立苗时间比20 d秧龄至少延长3 d，比25 d秧龄至少延长1 d。说明在稻草切碎全量还田条件下，秧龄越长，立苗时间越长，短秧龄抛栽有利于早、晚稻立苗，这和不同秧龄秧苗大小有关。

表1 稻草全量还田对抛栽双季稻立苗角度及立苗比例的影响Table 1 Effects of total straw incorporation on seedling angle and seedling standing proportion of scattered planting in double cropping rice

表2 稻草还田对抛栽秧苗生长的影响Table 2 Effects of total straw incorporation on growth of scattered planting rice

表3 秧龄对抛栽双季稻立苗角度及立苗比例的影响Table 3 Effects of seedling age on seedling angle and seedling standing proportion of scattered planting in double cropping rice

2.2.2 秧龄对抛栽双季稻生长的影响

由表 4可以看出，早稻总根数和白根数随着抛栽时间的延长逐渐增加，抛栽3 d内，30 d秧龄秧苗总根数比25 d多；3 d后，总根数和白根数均小于25 d秧苗，说明抛栽3 d后30 d秧苗根系生长速度低于25 d秧苗。早稻叶面积指数随抛栽时间的延长呈先减少后增加的趋势。抛栽3～9 d，25 d秧苗的叶面积指数、黄叶比均低于30 d，而9 d后均高于30 d。抛栽6 d内，25 d秧苗的根冠比低于30 d，6 d后则高于30 d秧龄秧苗。

晚稻抛栽当天，25 d秧苗总根数较多，而30 d和20 d总根数较少。30 d秧苗在抛栽10 d内根数增长较慢，而20 d和25 d根数增长较快。30 d和25 d的秧苗单株根数均随抛栽天数的延长呈先减后增的趋势，而20 d秧苗的单株根数则随着抛栽天数的延长逐渐增加。抛栽6 d后，30 d和25 d的秧苗单株根质量相差不大；相同抛栽时间下，20 d秧苗单株根质量小于25 d和30 d。25 d和20 d秧苗的水稻叶面积指数均随抛栽时间的延长逐渐增加，黄叶比均随抛栽时间的延长呈先增加后减少的趋势。不同秧龄根冠比表现为25 d>30 d>20 d。说明秧龄过长不利于抛栽水稻根系和地上部生长发育，其影响程度与抛后秧苗立苗速率有关。

2.3 抛栽方式对抛栽双季稻立苗及生长的影响

2.3.1 抛栽方式对抛栽双季稻立苗动态的影响

在相同耕作方式及秧龄条件下，水稻点抛秧苗的立苗角度、立苗比例均高于撒抛（表 5），早稻点抛秧苗的立苗时间比撒抛至少提前2 d。晚稻点抛秧苗的全部立苗时间比撒抛至少提前1 d。说明点抛能加快水稻的立苗，缩短缓苗期。

2.3.2 抛栽方式对抛栽双季稻根系生长动态的影响

由表 6可以看出，相同抛栽天数下，早稻点抛的总根数、白根数、单株根质量均大于撒抛。相同时间下，早稻点抛秧苗的叶面积指数大于撒抛。点抛秧苗的根冠比在抛栽3 d内小于撒抛，3 d后则大于撒抛。

晚稻撒抛秧苗在抛栽2 d内根数增长比点抛快，而2 d后根数增长则低于点抛，说明晚稻根系生长速度大于撒抛。在抛栽6 d内，点抛秧苗单株根质量略低于撒抛，6 d后则高于撒抛，叶面积指数刚好相反。相同时间下，点抛秧苗的黄叶比小于撒抛。抛栽6 d时，点抛秧苗的根冠比小于撒抛，其他时间则大于撒抛。表明点抛有利于水稻根系和地上部生长。

2.4 耕作方式对抛栽双季稻立苗及生长的影响

2.4.1 耕作方式对抛栽双季稻立苗动态的影响

由表7可以看出，相同抛栽方式及秧龄条件下，2012年早、晚季都是立苗角度和比例均是深耕处理大于旋耕；2013早稻在抛栽2 d内，深耕处理立苗角度和比例大于旋耕，而2 d后则小于旋耕且不同耕作方式差异不显著。对晚稻而言，相同抛栽时间下，2 a深耕处理的立苗角度和比例都较旋耕大。说明在稻草全量还田条件下，稻田深耕有利于抛栽水稻立苗。

表4 秧龄对抛栽秧苗生长的影响Table 4 Effects of seedling age on growth of scattered planting rice

表5 抛栽方式对抛栽双季稻立苗角度及立苗比例的影响Table 5 Effects of scattered planting methods on angle and proportion of seedling standing with scattered planting in double cropping rice

表6 抛栽方式对抛栽秧苗生长的影响Table 6 Effects of scattered planting methods on growth of scattered planting rice

表7 耕作方式对抛栽双季稻立苗角度及立苗比例的影响Table 7 Effects of tillage methods on angle and proportion of seedling standing with scattered planting in double cropping rice

2.4.2 耕作方式对抛栽水稻生长的影响

耕作方式上（表8），早稻抛栽9 d内，深耕单株总根数大于旋耕，9 d后则小于旋耕，而白根数则刚好相反。抛栽6 d内，深耕单株根质量小于旋耕且差异不显著，6 d后则大于旋耕。旋耕秧苗的黄叶比在抛栽 3 d内小于深耕，3 d后则大于深耕；根冠比在抛栽第6天和第12天大于深耕，其他时间则小于深耕。相同抛栽时间下，晚稻深耕总根数较旋耕多；晚稻抛栽4 d时旋耕秧苗的黄叶比大于深耕，其它时间小于深耕。

早、晚稻旋耕秧苗的单株根质量在抛栽6 d内大于深耕，6 d后则小于深耕。相同时间下，早、晚稻旋耕秧苗的叶面积指数小于深耕。说明稻田深耕能促进抛栽稻根系和地上部生长发育。

表8 耕作方式对抛栽秧苗生长的影响Table 8 Effects of tillage methods on growth of scattered planting rice

3 讨 论

实现机收稻草全量切碎还田条件下双季抛栽水稻的快速立苗是抛秧栽培技术的关键，同时对促进稻草资源循环利用具有重要的作用。有研究表明，稻草全量还田对早、晚稻立苗的影响可能受还田稻草腐解情况的影响[14]。本研究认为，稻草全量切碎还田对抛栽早稻立苗和生长影响较小，而对抛栽晚稻立苗和生长的影响较大。其原因可能是早稻抛栽时还田的稻草经过冬、春季近 6个月时间的腐解后其残留量已经很少，经过整地后，稻草在泥土中的含量也大大减少，对抛栽秧苗立苗的影响也很小。而晚稻抛栽时，稻草基本没有腐解，混在泥土中的稻草比例较大，阻碍了秧苗的入土深度及扎根生长，影响了水稻立苗和生长。秧龄对抛栽水稻立苗的影响主要受苗高和根系的制约[8,14,17,33-34]。秧龄越大，盘孔内被秧根填满，相邻盘孔的秧苗串根，取秧时根系受到的伤害也越大，返青时间较长。秧龄超过一定时限后，受生长空间的影响，秧苗纵向生长不分蘖，土壤营养供应不足，因而抑制的根系生长。秧苗越大，球土比相对越小，抛栽时球土的重力作用也相对减少，入土深度和角度均收到影响，导致立苗时间延长[6]。本研究认为，在稻草全量还田条件下，抛栽秧龄越长，立苗时间越长，这与前人研究的结果基本一致[1,7,9-10,15,19-20]。

秧苗的立苗期随秧苗入土角度的增大而缩短，入土角度每增大20°，立苗时间约减少一天[3]；相同抛栽高度，直立苗比例随土壤软烂程度的增加而增加[11]。本研究认为，点抛更有利于稻草全量还田下水稻立苗及生长。因为点抛对秧苗的作用力更大，秧苗入土较深，立苗角度较大，立苗及返青时间短，根系和秧苗生长较快。而撒抛秧苗入土浅，入土角度较小，根系大都在土壤糊状表层，泥土对水稻的支撑作用较小，因此立苗时间 较长。

目前，有关耕作方式对抛栽水稻立苗的影响存在一定争议。唐茂艳等[14]、梁文伟等[18]、吴建富[22]等通过对稻田免耕和翻耕抛秧立苗的研究认为，翻耕抛秧立苗速率快于免耕抛秧，而薛初霞[23]则认为免耕抛秧对抛秧后秧苗的直立没有影响。本研究认为，稻草全量还田情况下，深耕比旋耕有利于水稻抛栽立苗，其原因可能是旋耕耕层浅，土壤表层稻草比例大，抛后秧苗扎根立苗受到的阻碍及影响就大；反之，稻田深耕，耕作层稻草比例相对减少，对抛后水稻影响小，秧苗立苗和根系生长速度加快。但在机收稻草全量切碎还田下，最佳的耕作深度尚有待进一步研究确定。

4 结 论

1）机收稻草全量还田对早稻立苗及生长影响不大，但不利于晚稻立苗，晚稻稻草全量还田的秧苗立苗时间比不还田至少延长2 d。

2）秧龄越长，水稻抛栽立苗时间越长。稻草全量切碎还田条件下，早稻30 d秧龄抛栽秧苗立苗时间比25 d秧龄至少延长2 d；晚稻30 d秧龄抛栽秧苗立苗时间比20 d秧龄抛栽秧苗立苗时间至少延长3 d，比25 d秧龄秧苗至少延长1 d，且根系生长速度低于秧龄20 d和25 d。

3）稻草全量还田条件下，点抛较撒抛有利于抛后水稻立苗和生长。点抛早、晚稻立苗角度、立苗比例和叶面积指数均大于撒抛。点抛早稻全苗立苗时间比撒抛至少缩短2 d，晚稻至少缩短1 d；晚稻根系生长速度大于撒抛。

4）稻草全量还田条件下，稻田深耕比旋耕有利于抛栽水稻立苗和生长发育。抛后天数相同时，深耕处理早、晚稻秧苗的叶面积指数均大于旋耕；稻田深耕抛栽晚稻立苗时间比旋耕短、水稻单株根系数量比旋耕多。

5）稻草全量还田条件下，早稻秧龄宜为25 d，晚稻秧龄宜为 20～25 d，采用点抛及深耕的方式有利于抛栽稻立苗和生长发育。

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