盐碱地耕作和洗盐方式对水稻生长及产量的影响

向镜张义凯 朱德峰* 周红 张茂林 毕崇明 陈惠哲 张玉屏

（1中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室，杭州310006；2东营市一邦农业科技有限公司，山东东营257000；*通讯作者：cnrice＠qq．com）

盐碱地在我国分布广泛，其中沿海滩涂所占面积就达220万hm2以上，北起辽宁、南至广西都有分布。这些滩涂大多连片集中，且还在继续淤长，加上雨热同季、雨量丰沛，一直是开发利用的重点[1]。但盐碱地含盐量高、土壤贫瘠，不耐盐作物很难正常生长，产量往往较低。在黄河出海口的山东东营地区，农民大量种植耐盐较强的棉花，但由于全球气候的变化，该地在棉花生长的季节雨水大量增多，造成棉花涝害严重，不能高产稳产。

水稻是盐碱地先锋作物，在水资源较充足的沿海滩涂地区种植耐盐水稻品种，可以实现以稻治涝、以稻治盐的目标[2－3]。但在盐碱地种植水稻，水稻往往成秧率低、分蘖大幅减少、生长量小、抽穗困难，甚至不能抽穗或包颈，颖花育性差和千粒重低等，最终导致产量不高[4－5]。生产上主要采用水洗压盐的措施来降低盐碱地耕作层土壤的含盐量，以保证水稻正常生长[6]。本试验研究了耕作和洗盐集成措施对水稻生长和产量的影响，以期实现盐碱地水稻高产稳产、农业增效和农民增收。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2016年在山东省东营市垦利县28村进行。供试土壤基本理化性质：全氮138．6 g/kg，有效磷1．1 mg/kg，速效钾 159．0 mg/kg，水溶性盐总量 4．5 g/kg，pH 值 8．3，有机质 12．7g/kg。供试品种为圣稻 735，由山东省水稻研究所选育，该品种在东营地区盐碱地种植表现良好。

1.2 试验设计

试验采用裂区设计，耕作方式作为主区，洗盐方式作为副区。设置2种耕作方式：一种为冬耕处理，冬耕即在土壤封冻前对稻田进行翻耕，耕深15～20 cm；一种为不冬耕处理，即稻田不进行翻耕，仅在插秧前10 d泡田，水层4～6 cm，浅旋耕。洗盐方式分3个处理：不洗盐、洗盐1次和洗盐2次，面积各667 m2。洗盐1次具体措施：首先灌水泡田，水层深4～6 cm，旋耕2 d待水层变清后排水，然后灌水、平地、施肥、移栽。洗盐2次具体措施：首先灌水泡田，水层深4～6 cm，旋耕2 d待水层变清后排水，再灌水旋耕1次排水，然后灌水、平地、施肥、移栽。

1.3 种植方法

种子经消毒、浸种、催芽后，于4月15日播种，播种量150 g/盘（芽谷），采用中国水稻研究所研发的钵形毯状秧盘叠盘暗出苗技术，在32℃条件下放置48 h，出苗后摆入大棚中，采用旱育秧方法进行苗期管理。秧龄30 d时移栽，采用洋马6行插秧机机插，插秧规格为30 cm×14 cm。全生育期每667 m2施缓释尿素35 kg、磷酸二铵25 kg、硫酸锌2 kg。其中，每667 m2施磷酸二铵10 kg、硫酸锌2 kg作底肥，每667 m2施尿素25 kg、磷酸二铵10 kg作分蘖肥，每667 m2施尿素10 kg、磷酸二铵5 kg作穗肥。按照盐碱地水稻高产栽培方法进行水分管理，全生育期施用除草剂、杀菌剂和杀虫剂控制病虫草害。

图1 耕作和洗盐处理对盐碱地土壤电导率的影响

1.4 样品处理和测定方法

插秧之前，采用土壤原位电导率仪测定耕作层（0～10 cm）土壤电导率。于穗分化始期取样，以平均茎蘖数为标准，每个处理取6丛，3次重复。植株连根拔起，清洗去根，用于测定株高、茎蘖数、绿叶面积、黄叶率（黄叶质量占总叶质量的比例）、最上全展叶的SPAD值，茎叶分开烘干至恒质量后称重。黄熟期割取6 m2测产，每个处理3次重复。

1.5 数据处理与分析

采用 Excel 2007、Sigmaplot10.0和 Statistix 9软件进行数据统计分析与绘图，方差分析采用ANOVA过程，差异显著性检验采用Duncan法，显著性水平设定为 α=0.05。

2 结果与分析

2.1 稻田土壤电导率

由图1所示，盐碱水稻田冬耕后耕作层土壤的电导率显著低于不耕作处理，洗盐能有效降低土壤的电导率。在不进行冬耕条件下，与不洗盐相比，洗盐1次后土壤电导率降低18.4%，洗盐2次后土壤电导率降低29.6%。在冬耕条件下，与不洗盐相比，洗盐1次后土壤电导率降低14.0%，洗盐2次后土壤电导率降低16.6%。盐碱地冬耕后，不同洗盐次数处理间的差异比不进行冬耕条件下的小。

2.2 幼穗分化期水稻株高、茎蘖数、叶面积和黄叶率

由图2可见，洗盐处理后水稻茎蘖数增多、株高提高。与不冬耕不洗盐处理相比，冬耕洗盐处理的茎蘖数增加了48.0%，株高增加了18.7%，但是在冬耕条件下的不同洗盐次数处理间的茎蘖数和株高没有显著差异。在不冬耕条件下，洗盐可以显著促进水稻分蘖和株高伸长，与不洗盐处理相比，洗盐2次的处理水稻茎蘖数增加了40.1%、株高增加了19.1%，洗盐1次的处理茎蘖数增加了31.9%、株高增加了5.9%。盐碱地冬耕后，洗盐处理的水稻叶面积显著高于不洗盐处理，但是不同洗盐处理之间差异较小，相对于不冬耕不洗盐处理，冬耕洗盐的处理叶面积增加了203.8%，冬耕不洗盐处理相对于不冬耕不洗盐处理，叶面积增加了134.2%。不冬耕条件下，洗盐能显著提高叶面积指数，且洗盐2次的处理显著高于洗盐1次的处理，相比不洗盐处理，洗盐2次的处理水稻叶面积指数提高了196.4%，洗盐1次的处理提高了74.4%。冬耕可以显著降低植株叶片的黄叶率，与不冬耕不洗盐处理相比，冬耕后水稻叶片的黄叶率降低了83.5%。在不进行冬耕条件下，洗盐也能显著降低水稻叶片黄叶率，且洗盐次数越多，效果越显著。

2.3 幼穗分化期水稻地上部干物质和氮素积累量

由图3可见，与不冬耕不洗盐处理相比，冬耕洗盐和冬耕不洗盐的处理显著提高了水稻幼穗分化期地上部分的生物量，冬耕洗盐的处理提高了210.5%，冬耕不洗盐的处理提高了166.7%，洗盐2次和洗盐1次处理间差异不显著。不冬耕条件下，洗盐显著提高了地上部分的生物量，且洗盐的次数越多效果越显著，洗盐2次的处理地上部生物量提高了173.8%，而洗盐1次的处理仅提高了87.8%。植株地上部的吸氮量与生物量呈现相同的趋势。

2.4 黄熟期生物量和产量

由图4可见，与不冬耕不洗盐处理相比，冬耕洗盐和冬耕不洗盐的处理均显著提高了黄熟期地上部的生物量和稻谷产量，冬耕洗盐处理黄熟期生物量提高了145.8%、产量提高了102.8%，冬耕不洗盐处理黄熟期生物量提高了80.0%、产量提高了66.7%，但是洗盐2次和洗盐1次的处理差异不显著。不冬耕条件下，洗盐能显著提高地上部生物量和稻谷产量，地上部生物量提高了102.5%、产量提高了69.6%，不同洗盐次数处理间差异不显著。

3 结论和讨论

图2 耕作和洗盐处理对水稻茎蘖数、株高、叶面积指数和黄叶率的影响

图3 耕作和洗盐处理对穗分化期水稻生物量和氮吸收量的影响

图4 耕作和洗盐处理对水稻黄熟期生物量和产量的影响

限制盐碱地种植水稻的根本原因是其土壤盐分过高，如果水稻根尖细胞长时间处于高盐度土壤溶液中，水稻就会脱水干枯死亡[7]。因此，盐碱地种植水稻的关键措施是降低土壤的含盐量。施用土壤改良剂，如脱硫废弃物[8]、丹路菌剂和丹路菌肥[9]等，可以有效降低土壤中的盐碱含量，改善水稻生长环境，提高水稻产量；土壤耕作方式也可以有效降低土壤中可溶性盐分的含量。贾苏卿等[10]研究发现，在盐碱地秋深松加秋旋耕模式可以有效降低土壤中可溶性盐分含量。秋季翻耕后，经冬冻、春融、风化、日晒，可以增强土壤通透性，有利于溶盐和排盐，另外，秋翻还切断了土壤毛细管，减轻了春季融冻后的土壤盐碱上返。耕翻深度一般为20～30 cm，如果秋季条件不利，秋翻则以15～20 cm为宜。

盐碱对水稻造成的直接危害表现为根系生长差、叶片萎缩、叶面积减少，老叶卷曲并死亡[11－12]，光合能力减弱。而水稻叶片是最主要的光合作用器官，叶面积的大小直接影响着水稻群体截获阳光量，从而影响水稻群体生长量，适宜的叶面积指数是水稻充分利用光能获得高产的基础[13]。本研究发现，不冬耕不洗盐条件下，幼穗分化期水稻植株叶片的黄叶率达60%以上，冬耕洗盐能显著降低黄叶率，使其降低到10%以下。这是因为冬耕和洗盐处理能显著降低土壤电导率，减少根系盐碱吸收量，改善水稻根系生长。张义凯等[14]发现，冬耕和洗盐集成技术可以有效的改善水稻根系生长，提高水稻产量。本研究发现，冬耕洗盐措施可以降低盐碱对水稻地上部分的危害，冬耕洗盐处理的茎蘖数和叶面积指数显著提高，进而提高了盐碱地水稻产量。