黃佑崗 馮躍華許桂玲 李杰 葉勇 牟桂婷 張佳鳳 管正策

（貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴陽(yáng)550025；第一作者：huangyougangyn@163.com；*通訊作者：fengyuehua2006@126.com）

不同耕作方式對(duì)雜交秈稻生長(zhǎng)特性和產(chǎn)量形成的影響

黃佑崗 馮躍華*許桂玲 李杰 葉勇 牟桂婷 張佳鳳 管正策

（貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴陽(yáng)550025；第一作者：huangyougangyn@163.com；*通訊作者：fengyuehua2006@126.com）

以雜交秈稻內(nèi)5優(yōu)5399為試驗(yàn)材料，研究了不同耕作方式對(duì)雜交秈稻生長(zhǎng)特性和產(chǎn)量形成的影響。結(jié)果表明，不同耕作方式對(duì)雜交秈稻的分蘗、成穗率、葉面積指數(shù)、莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、凈同化率和作物生長(zhǎng)率均無(wú)顯著影響，而干物質(zhì)積累量在抽穗期達(dá)顯著差異。在水稻全生育期內(nèi)，旋耕處理的吸氮量和吸磷量均大于翻耕處理，但兩處理亦無(wú)顯著性差異；而兩處理間的吸鉀量在生育中期前差異達(dá)到顯著水平，生育后期差異并不顯著。產(chǎn)量構(gòu)成方面，翻耕處理的每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重顯著高于旋耕處理，有效穗數(shù)高于旋耕處理，但差異未達(dá)顯著水平。翻耕處理的產(chǎn)量為11 505.66 kg/hm2，稍高于旋耕處理，兩者差異未達(dá)到顯著水平。綜合來(lái)看，旋耕處理與翻耕處理對(duì)雜交秈稻生長(zhǎng)特性和產(chǎn)量均無(wú)太大影響，從生產(chǎn)效率的角度來(lái)看，可根據(jù)實(shí)際情況推廣旋耕耕作方式。

耕作方式；雜交秈稻；翻耕；旋耕；生長(zhǎng)特性；產(chǎn)量

土壤耕作是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)重要實(shí)用技術(shù)，同時(shí)也是水稻栽培的重要環(huán)節(jié)，是水稻生產(chǎn)的基礎(chǔ)。合理的耕作方式不僅能節(jié)本降耗，還可以促進(jìn)水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，達(dá)到增產(chǎn)增收的雙效益[1]。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，以及國(guó)家土地流轉(zhuǎn)政策不斷推進(jìn)完善，土地逐漸集中，農(nóng)機(jī)化技術(shù)水平也在不斷提高，其相應(yīng)的土地耕作方式也變得多樣化。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于不同土壤耕作方式對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量或者土壤肥力的影響已有較多的報(bào)道。吳建富等[2]研究表明，免耕拋秧水稻的有效穗數(shù)小于翻耕拋秧方式而大于翻耕移栽方式，其結(jié)實(shí)率高于翻耕處理，處理間產(chǎn)量差異不顯著。湯軍等[3]研究發(fā)現(xiàn)，翻耕與旋耕對(duì)機(jī)插雙季水稻產(chǎn)量并無(wú)顯著差異。谷子寒等[4]通過(guò)探討土壤耕作方式對(duì)南方雙季稻區(qū)水稻產(chǎn)量形成特性的影響，發(fā)現(xiàn)早晚稻產(chǎn)量都是翻耕大于旋耕，并且翻耕處理的水稻分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、生育后期葉面積、葉片葉綠素含量與凈光合速率都較大。蘭全美等[5]研究表明，翻耕移栽水稻的葉面積指數(shù)、光合勢(shì)、有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率都大于免耕移栽稻。但也有研究表明，免耕可以提高水稻的葉面積指數(shù)和結(jié)實(shí)率，增加有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)等[6]?？偟膩?lái)看，有關(guān)土壤耕作方式對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量或肥力的影響不同研究結(jié)果有所不同，并且在喀斯特山地丘陵地區(qū)相關(guān)的研究略少。為此，本試驗(yàn)在貴州喀斯特山地丘陵地區(qū)，以內(nèi)5優(yōu)5399為材料，探討了不同耕作方式（翻耕與旋耕）對(duì)雜交秈稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，旨在為貴州山地丘陵地區(qū)土壤采用合理的耕作方式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年在遵義市綏陽(yáng)縣蒲場(chǎng)鎮(zhèn)朝陽(yáng)村進(jìn)行，該地屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，水熱同季，雨量充沛，年平均降雨量在900～1 250 mm之間，且稻田較多，水源充足，排灌方便，耕作制度多元化。試驗(yàn)田土壤的主要理化性狀：pH值6.53、堿解氮163.14 mg/kg、速效磷7.43 mg/kg、速效鉀65.93 mg/kg，全氮2.46 g/kg、全磷0.91 g/kg、全鉀18.90 g/kg、有機(jī)質(zhì)26.87 g/kg。供試水稻品種為內(nèi)5優(yōu)5399。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置2個(gè)處理：翻耕（Conventional-tillage，CT）和旋耕（Rotary-tillage，RT），其中翻耕采用農(nóng)村傳統(tǒng)的牛耕方式，旋耕采用普通旋耕機(jī)操作。每個(gè)處理6次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積29.76 m2，除了耕作方式不同之外，其他措施均一致。重復(fù)間留50 cm寬走道方便后期田間操作和調(diào)查取樣。2016年4月5日育秧，5月28日移栽，行株距30.0 cm×16.5 cm，采用單本移栽。水稻施肥情況：鉀肥（K2O）用量135 kg/hm2，分基肥和促花肥2次施用，各占50%；磷肥（P2O5）用量為96 kg/hm2，一次性全部基施；氮肥用量為純N 150 kg/hm2，分基肥、分蘗肥、促花肥和?；ǚ适┯?，占比分別為35%、20%、30%和15%。稻田管理同一般大田，并及時(shí)控制病蟲(chóng)草害。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 株高和葉面積指數(shù)

每小區(qū)采用定點(diǎn)觀察法，從水稻返青期開(kāi)始，連續(xù)進(jìn)行10叢的定點(diǎn)觀察，每5 d調(diào)查1次分蘗數(shù)；每小區(qū)按平均莖蘗數(shù)分別在水稻拔節(jié)期（7月11日）、孕穗期（7月29日）、抽穗期（8月7日）和成熟期（9月28日）取樣，其中前3個(gè)時(shí)期，選取代表性植株4叢測(cè)株高，測(cè)定其中1叢水稻葉片的葉長(zhǎng)和最大葉寬，計(jì)算其葉面積指數(shù)，用稱重法計(jì)算總?cè)~面積指數(shù)[7]。

1.3.2 干物質(zhì)積累量及轉(zhuǎn)運(yùn)

分別于拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期，每小區(qū)按平均莖蘗數(shù)選取代表性植株4叢，將水稻各部位(莖、葉、穗)分別裝袋，成熟期選取植株6叢，將樣品分成莖、葉、枝梗、實(shí)粒、秕粒5個(gè)部分，把各時(shí)期樣品裝袋后于105℃下殺青30 min，再于80℃下烘干到恒質(zhì)量，分別測(cè)定各時(shí)期不同器官的干物質(zhì)量并計(jì)算各生育期干物質(zhì)分配比例[8-9]。相關(guān)計(jì)算公式如下[10-11]：

莖葉物質(zhì)表觀輸出率=[（抽穗期莖葉干質(zhì)量-成熟期莖葉干質(zhì)量）/抽穗期莖葉干質(zhì)量]×100%；

莖葉物質(zhì)表觀輸出量=抽穗期莖葉干質(zhì)量-成熟期莖葉干質(zhì)量；

莖鞘物質(zhì)輸出率（%）=[（抽穗期莖鞘干質(zhì)量-成熟期莖鞘干質(zhì)量）/抽穗期莖鞘干質(zhì)量]×100%；

莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率（%）=[（抽穗期莖鞘干質(zhì)量-成熟期莖鞘干質(zhì)量）/籽粒干質(zhì)量]×100%。

1.3.3 凈同化率

凈同化率表示植株單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)的干物質(zhì)增長(zhǎng)量，單位為g/（m2·d）。計(jì)算公式如下：

式中，t1、t2表示不同生育時(shí)期所對(duì)應(yīng)的日期，t2-t1表示間隔的時(shí)間（單位是d），L2、L1分別為不同生育時(shí)期所對(duì)應(yīng)的葉面積，W1、W2為時(shí)間t1、t2時(shí)的植株干物質(zhì)量[12-13]。

1.3.4 作物生長(zhǎng)率

作物生長(zhǎng)率表示在單位時(shí)間單位土地面積上所增加的干物質(zhì)量，單位為g/（m2·d）。其計(jì)算公式：

式中，t1、t2表示不同生育時(shí)期所對(duì)應(yīng)的日期，t2-t1表示間隔的時(shí)間（單位是d），W2、W1分別是t2、t1時(shí)測(cè)得的植株干物質(zhì)量；A為土地面積[13]。

1.3.5 吸氮、磷、鉀量

各生育時(shí)期（拔節(jié)期、抽穗期、成熟期）測(cè)定植株干物質(zhì)積累量，然后按各時(shí)期的分樣部分（莖鞘、莖葉、穗等）測(cè)定植株全氮、磷、鉀含量，最后計(jì)算植株吸氮、磷、鉀量，并統(tǒng)計(jì)分析處理。方法如下：全氮用H2SO4-H2O2消化擴(kuò)散法；全磷用鉬銻抗比色法；全鉀用火焰光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

成熟期每小區(qū)收割99叢，脫粒、曬干、風(fēng)選后稱取風(fēng)干質(zhì)量，然后每小區(qū)稱取一定質(zhì)量的風(fēng)干稻谷于80℃下烘至恒質(zhì)量，計(jì)算含水量，然后推算實(shí)際產(chǎn)量(水分含量按13.5%計(jì)算)。同時(shí)，每小區(qū)按平均莖蘗數(shù)選取代表性植株6叢考種，考察產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel 2003和SAS9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對(duì)雜交秈稻生長(zhǎng)情況的影響

由表1可知，不同耕作方式下雜交秈稻的單株莖蘗數(shù)、最高苗數(shù)、成穗率和分蘗勢(shì)均無(wú)顯著差異，除成穗率外，翻耕處理下水稻的單株莖蘗數(shù)、最高苗數(shù)和分蘗勢(shì)均不同程度大于旋耕處理。說(shuō)明翻耕與旋耕對(duì)雜交秈稻的單株莖蘗數(shù)、最高苗數(shù)、成穗率和分蘗勢(shì)影響不大。

在不同耕作方式處理下，隨著水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，水稻株高呈現(xiàn)規(guī)律性變化，各處理均隨水稻葉齡及分蘗數(shù)的增加，株高也逐漸增加，至成熟期時(shí)達(dá)到最大值，翻耕處理和旋耕處理的株高分別為125.57 cm和129.44 cm，且旋耕處理各時(shí)期株高均高于翻耕處理。其中，在拔節(jié)期和成熟期，旋耕處理的株高均顯著高于翻耕處理；而在孕穗期和抽穗期，翻耕與旋耕處理株高的差異未達(dá)顯著水平。

表1 不同耕作方式對(duì)雜交秈稻生長(zhǎng)情況的影響

表2 不同耕作方式下水稻的莖鞘、莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)

表3 不同處理下水稻凈同化率和作物生長(zhǎng)率

葉面積指數(shù)是反應(yīng)作物光合面積大小的重要指標(biāo)，也是反映作物群體大小較好的動(dòng)態(tài)指標(biāo)之一。由表1可知，在水稻的生長(zhǎng)發(fā)育中，翻耕處理和旋耕處理的葉面積指數(shù)呈現(xiàn)規(guī)律性變化，一開(kāi)始逐漸增加，至孕穗期時(shí)達(dá)到最大值，分別為5.84和5.89，之后開(kāi)始下降，不同生育時(shí)期葉面積指數(shù)表現(xiàn)為孕穗期＞抽穗期＞拔節(jié)期，并且旋耕處理各生育時(shí)期葉面積指數(shù)均高于翻耕處理。

由表1還可以看出，隨著水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，翻耕處理和旋耕處理各生育時(shí)期干物質(zhì)的積累量均逐漸增大，至成熟期時(shí)達(dá)到最大值，分別為18 911.30 kg/hm2和19 550.84 kg/hm2。其中，拔節(jié)期翻耕處理的干物質(zhì)積累量顯著高于旋耕處理，而成熟期旋耕處理的干物質(zhì)積累量顯著高于翻耕處理，其他2個(gè)時(shí)期的差異不顯著。

2.2 不同耕作方式對(duì)雜交秈稻莖鞘、葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

水稻的莖鞘物質(zhì)輸出率、莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率、莖葉物質(zhì)表觀輸出量和莖葉物質(zhì)表觀輸出率主要反映了莖鞘、莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到水稻谷粒部分的特點(diǎn)。由表2可知，翻耕處理的莖鞘物質(zhì)輸出率、莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率、莖葉物質(zhì)表觀輸出率和莖葉物質(zhì)表觀輸出量均不同程度大于旋耕處理，但差異不顯著，說(shuō)明翻耕與旋耕對(duì)雜交秈稻的莖鞘、莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)影響不大。

2.3 不同耕作方式對(duì)雜交秈稻凈同化率、作物生長(zhǎng)率的影響

凈同化率表示單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)的干物質(zhì)增長(zhǎng)量，作物生長(zhǎng)率是描述群體生產(chǎn)速率和群體凈光合率的重要指標(biāo)[14]。由表3可知，翻耕處理的凈同化率高于旋耕處理，但差異不顯著；而旋耕處理的作物生長(zhǎng)率均高于翻耕處理，差異亦未達(dá)到顯著水平。

表4 不同耕作方式下雜交秈稻在不同生育時(shí)期的養(yǎng)分吸收量 （kg/hm2）

表5 不同處理各生育階段的養(yǎng)分吸收量 （kg/hm2）

表6 不同耕作方式對(duì)雜交秈稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.4 不同耕作方式對(duì)雜交秈稻養(yǎng)分吸收的影響

氮素、磷素和鉀素是水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的重要養(yǎng)分來(lái)源之一[15]。從表4可知，翻耕處理和旋耕處理的吸氮量、吸磷量和吸鉀量均表現(xiàn)為成熟期＞抽穗期＞拔節(jié)期；成熟期旋耕處理的吸氮量和吸鉀量均顯著高于翻耕處理。在拔節(jié)期、抽穗期、成熟期，旋耕處理的吸磷量均高于翻耕處理，但處理間差異不顯著。另外，在拔節(jié)期，翻耕處理的吸鉀量為170.16 kg/hm2，顯著高于旋耕處理，而在抽穗期和成熟期，旋耕處理的吸鉀量均顯著高于翻耕處理。

由表5可知，在不同生育階段，旋耕處理的吸氮量和吸磷量均大于翻耕處理，但差異未達(dá)到顯著水平。就吸鉀量而言，在水稻生育前期，翻耕處理的吸鉀量為169.41 kg/hm2，顯著高于旋耕處理；而在生育中期，旋耕處理的吸鉀量為69.02 kg/hm2，顯著大于翻耕處理；在生育后期，旋耕處理的吸鉀量大于翻耕處理，差異不顯著。從表5還可以看出，水稻對(duì)氮素的吸收主要集中在水稻的生育前期和生育后期；對(duì)磷素的吸收主要還是集中在水稻的生育前期，生育中期與生育后期的差別不大；對(duì)鉀素的吸收主要集中在生育前期。

2.5 水稻的產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表6可知，從產(chǎn)量構(gòu)成因素來(lái)看，翻耕處理的每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重顯著高于旋耕處理，翻耕處理的有效穗數(shù)高于旋耕處理，但差異不顯著；翻耕處理的產(chǎn)量為11 505.66 kg/hm2，稍高于旋耕處理，但差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，相同管理水平下，翻耕與旋耕對(duì)雜交秈稻的單株莖蘗數(shù)、最高苗數(shù)、成穗率和分蘗勢(shì)無(wú)明顯差異。在拔節(jié)期和成熟期旋耕處理的株高顯著高于翻耕處理，而孕穗期和抽穗期處理間差異不明顯。

水稻產(chǎn)量形成的先決條件和基礎(chǔ)是群體干物質(zhì)生產(chǎn)[16]，而養(yǎng)分吸收又是物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)[17]。作物生長(zhǎng)率是反映水稻群體生長(zhǎng)速率的一個(gè)重要指標(biāo)，作物群體生長(zhǎng)率大，表明水稻單位時(shí)間單位土地面積上積累的干物質(zhì)量多。本研究結(jié)果表明，在水稻生育中期，旋耕處理的凈同化率低于翻耕處理，但并未導(dǎo)致后期干物質(zhì)積累量的減小，反而干物質(zhì)積累量在一定程度上大于翻耕處理。這可能是旋耕處理的作物生長(zhǎng)率大于翻耕處理，以及旋耕處理下水稻對(duì)養(yǎng)分的吸收量大于翻耕處理，最終使得后期干物質(zhì)積累量大于翻耕處理。

葉面積指數(shù)是反應(yīng)作物光合面積大小的重要指標(biāo)，也是反映作物群體大小較好的動(dòng)態(tài)指標(biāo)之一。其中葉片的光合產(chǎn)物積累量決定了其產(chǎn)量的高低，葉片是水稻進(jìn)行光合作用、輸出光合產(chǎn)物的主要器官，適宜的群體LAI動(dòng)態(tài)是水稻高產(chǎn)的重要因素之一。本研究條件下，在孕穗期和抽穗期，旋耕處理葉面積指數(shù)均大于翻耕處理，且從孕穗至成熟期，旋耕處理的水稻干物質(zhì)積累量也大于翻耕處理。這與劉紅江等[18]的研究結(jié)果相似。

產(chǎn)量的提高主要取決于水稻整個(gè)生育期干物質(zhì)積累量的提高[19]。本研究中，旋耕處理依靠大于翻耕處理的生長(zhǎng)速率來(lái)提高干物質(zhì)積累量，但千粒重、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均表現(xiàn)為翻耕處理顯著高于旋耕處理，即整個(gè)生育期干物質(zhì)積累量提高而產(chǎn)量并未增加，說(shuō)明旋耕處理主要增加水稻生育后期莖鞘部位干物質(zhì)量，干物質(zhì)積累量并未最大程度同化到稻穗部位，由于其顯著增加了葉面積指數(shù)和成穗率，從而使旋耕處理實(shí)際產(chǎn)量（11 113.23 kg/hm2）與翻耕處理（11 505.66 kg/ hm2）相比無(wú)顯著性差異，這與湯軍等[3]的研究結(jié)果基本一致。需要指出的是，在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，勞動(dòng)成本在不斷提高，從生產(chǎn)效率和未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展以及國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，為了節(jié)本降耗可在當(dāng)?shù)赝茝V稻田旋耕移栽方式。

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Effects of Different Tillage Methods on Growth Characteristics and Yield Formation of Indica Hybrid Rice

HUANG Yougang,FENG Yuehua*,XU Guiling,LI Jie,YE Yong,MU Guiting,ZHANG Jiafeng,GUAN Zhence
（College of Agronomy,Guizhou University,Guiyang 550025,China;1st author:huangyougangyn@163.com;*Corresponding author:fengyuehua2006@126.com）

Using Neiwuyou 5399 as material,the effects of different tillage methods on growth characteristics and yield formation of indica hybrid rice were studied.The results showed that there were no significant difference in tillering,effective spike rate,leaf area index,the transport capacity of stem,sheath and leaf,NAR and CGR,but the dry matter accumulation were significantly different at heading stage.During the whole growth period,the amount of nitrogen absorption and phosphorus absorption of rotary-tillage were higher than that of conventional-tillage,but there was no significant difference between the two treatments.There were significant difference in potassium absorption before heading between the two treatments,but were not significant after heading.In yield formation, the total grains per panicle,seed setting rate and 1 000 grain weight of conventional-tillage were significantly higher than those of rotary-tillage.The effective panicles of conventional-tillage was higher than that of rotary-tillage,but was not significant.The yield of conventional-tillage was 11 505.66 kg/hm2,it was slightly higher than that of Rotary-tillage,but was not significant.On the whole,the effects of rotary-tillage and conventional-tillage treatments on growth characteristics and yield of hybrid indica rice were not too great. From the point of view of productivity,we can popularize the method of rotary tillage according to the actual situation.

tillage method;indica hybrid rice;conventional-tillage;rotary-tillage;growth characteristics;yield

S511.04

A

1006-8082（2017）04-0139-05

2017－06－25

國(guó)家自然科學(xué)基金（31360311；31160263）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目子項(xiàng)(201503118-03)；貴州省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目（黔科合NY[2011]3085號(hào)、黔科合NY[2013]3005號(hào)、黔科合支撐[2016]2563號(hào)）；貴州省作物學(xué)省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)計(jì)劃（黔學(xué)位合字ZDXK[2014]8號(hào)）；貴州省普通高等學(xué)校糧油作物遺傳改良與生理生態(tài)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（黔教合KY字[2015]333）；貴州大學(xué)研究生創(chuàng)新基金（基金編號(hào)：研農(nóng)2017024）