孟慶玖　秦升益　俞峰

摘要通過(guò)試驗(yàn)比較可知，透氣防滲砂處理的沙地水稻的每穗實(shí)粒數(shù)、有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)，根系數(shù)、根系干物質(zhì)、根系體積優(yōu)于塑料薄膜防滲處理因此得出，透氣防滲砂作為沙地水稻的防滲材料種植水稻的效果要高于塑料薄膜。

關(guān)鍵詞透氣防滲砂；水稻；根系

中圖分類號(hào)S27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2018）25-0179-03

Effects of Different Antiseepage Treatments on Root Growth of Rice

MENG Qingjiu1， QIN Shengyi1， YU Feng2 et al

（1.State Key Laboratory of Silica Sand Utilization， Beijing 101500； 2.Hundred Village Demonstration，Thousand Village Renovation Project Office，Hangzhou，Zhejiang 311400）

AbstractThrough the experiment， it is known that the number of real grains per panicle， the number of effective tillers， grain number per panicle， the root coefficient， the root dry matter and the root volume under the treatment of breathable impermeable sand are better than the plastic film. Therefore， it is concluded that breathable impermeable sand is better than plastic film for planting rice as impervious material in sandy land.

Key wordsBreathable impermeable sand；Rice；Roots

水稻是我國(guó)乃至世界最主要的糧食作物。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的不斷増長(zhǎng)，糧食產(chǎn)量需要不斷增加以滿足人們的需求。但隨著產(chǎn)量的増加，需要耕地面積和水肥資源不斷擴(kuò)大及投入，在生產(chǎn)上出現(xiàn)了水稻栽培耕地不足及水肥利用效率低的情況。如何實(shí)現(xiàn)耕地面積的擴(kuò)大及提高水肥利用效率，是糧食作物生產(chǎn)過(guò)程中亟需解決的問(wèn)題，也是“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的熱點(diǎn)問(wèn)題。水稻根系是水分和養(yǎng)分吸收的主要器官，其形態(tài)和生理對(duì)地上部的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成、水分和養(yǎng)分吸收利用均有十分重要的作用。

北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司在位于內(nèi)蒙古東部的西遼河中下游通遼市附近的科爾沁沙地利用硅砂資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以沙地中的風(fēng)積沙為原料，通過(guò)自主研發(fā)生產(chǎn)的具有透氣保水性能的砂產(chǎn)品——透氣防滲砂進(jìn)行了沙漠治理的水稻種植試驗(yàn)。此沙地是沙漠化最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，是中國(guó)四大沙地中面積最大的一個(gè)，面積約5.06萬(wàn)km2[1-2]?？茽柷呱车氐耐恋刭Y源豐富而多樣，大部分地區(qū)地下水位高、儲(chǔ)量大，便于開(kāi)發(fā)利用，且光熱充足，雨熱同季，生長(zhǎng)期長(zhǎng)，具有發(fā)展農(nóng)業(yè)得天獨(dú)厚的條件。根據(jù)科爾沁沙地的自然條件，人們開(kāi)展了多種農(nóng)作物的種植并且取得了很好的成績(jī)[3]。20世紀(jì)90年代，科爾沁地區(qū)人們就開(kāi)始了沙地水稻種植試驗(yàn)，通過(guò)多年的努力開(kāi)發(fā)了沙地襯膜技術(shù)（即在沙底鋪設(shè)塑料膜的方式）并取得了成功[4-7]。沙地水稻作為一種新型的種植模式是一種具有較大生產(chǎn)潛力的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)[5，8-9]。

襯膜材料為化學(xué)聚合物，它的不透氣性對(duì)水中動(dòng)、植物的生長(zhǎng)不利，環(huán)境友好性較差，對(duì)鋪設(shè)技術(shù)和條件要求較高[10]。襯膜材料還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，襯膜材料在生產(chǎn)過(guò)程中添加了許多化學(xué)物質(zhì)，分解過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)會(huì)對(duì)地下水造成影響，污染地下水[11]。

筆者通過(guò)研究利用不同材料的防滲處理對(duì)水稻根系生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，探討了利用透氣防滲砂在沙漠種植水稻的優(yōu)勢(shì)。

1材料與方法

1.1材料

該試驗(yàn)采用2種防滲材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分別為透氣防滲砂、塑料薄膜。透氣防滲砂由北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司提供，塑料薄膜在市場(chǎng)采購(gòu)。

沙地漏水、漏肥不能生長(zhǎng)其他植物，通過(guò)在沙下鋪設(shè)一個(gè)防滲隔水層，可隔斷水肥的流失。傳統(tǒng)隔水層為塑料薄膜，其容易造成土壤的污染，仁創(chuàng)發(fā)明了生態(tài)的透氣防滲砂替代塑料薄膜。此材料經(jīng)過(guò)國(guó)家建筑材料測(cè)試中心測(cè)試，得出抗?jié)B行0.1 MPa無(wú)滲漏、透氣性1 934 mL；國(guó)家環(huán)境分析測(cè)試中心未檢測(cè)出有毒物質(zhì)。

供試水稻品種為稻花香2號(hào)。

1.2方法

采用OCA15EC 視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定不同防滲材料的水滴靜態(tài)接觸角。

2017年試驗(yàn)地位于科爾沁沙地邊緣奈曼旗白音塔拉蘇木鎮(zhèn)沙地。沙地有機(jī)質(zhì)含量在3～8 g/kg；耕作層N、P的含量分別為0.40～0.60和0.30～0.45 g/kg，甚至更低。試驗(yàn)地水稻采用有機(jī)水稻種植技術(shù)，不施用化肥，不打農(nóng)藥，采用人工拔草等有機(jī)水稻種植管理方式。施用肥料為有機(jī)農(nóng)家肥，80%有機(jī)肥作為底肥施用，20%有機(jī)肥作為追肥施用。

稻種4月15—20日育種，5月20—25日插秧。

2種防滲材料種植單元面積為0.3 hm2（長(zhǎng)×寬：100 m×30 m），每個(gè)防滲材料的種植單元重復(fù)3次，隨機(jī)排列。

1.2.1透氣防滲砂沙地水稻田建設(shè)。

水田建設(shè)流程（圖1）：

第1步，借助水平儀，用推土機(jī)將地面推平，將平整好的地面挖掘80 cm深，挖掘面最后修平整。

第2步，鋪設(shè)透氣防滲砂，厚度為2 cm，鋪設(shè)時(shí)需要用河沙對(duì)透氣防滲砂做上下保護(hù)，厚度為5 cm。下層河沙是找平層，可減少透氣防滲砂的浪費(fèi)；上層河沙為保護(hù)層，可避免回填土?xí)r對(duì)透氣防滲砂的破壞。

第3步，對(duì)水田的側(cè)邊做防滲處理，將水田的側(cè)邊做成45°的斜面，透氣防滲砂均勻鋪設(shè)（鋪設(shè)厚度增加至5 cm），然后用草簾保護(hù)，最后回填種植土，做田埂。

第4步，種植土回填后，將種植面帶水找平（平整后的種植面高差在3 cm內(nèi)），整理田埂，而后進(jìn)行插秧作業(yè)。

1.2.2塑料薄膜水稻田建設(shè)。

塑料薄膜鋪設(shè)將塑料薄膜替換透氣防滲砂，具體方法同“1.2.1”。

2結(jié)果與分析

2.1不同防滲材料靜態(tài)接觸角測(cè)定

靜態(tài)接觸角是指液滴停落于材料表面時(shí)，因其底部與材料表面接觸，在材料表面-水滴-大氣之間形成的接觸角，以其大小來(lái)判斷材料的疏水等級(jí)，即保水能力。一般認(rèn)為，接觸角越大，材料疏水性能強(qiáng)，越保水。接觸角方法對(duì)材料疏水性的測(cè)定是比較靈敏的，特別是相對(duì)濕度較大的材料表面疏水性的判斷。

測(cè)定透氣防滲砂、塑料薄膜靜態(tài)接觸角的結(jié)果如表1、圖2。平均值結(jié)果如下：透氣防滲砂靜態(tài)接觸角為106.5°，塑料薄膜靜態(tài)接觸角86.5°。

2.2不同防滲處理對(duì)水稻根系的影響

從表2可知，透氣防滲砂處理的水稻根根數(shù)、干物重、根體積大于塑料薄膜處理。這說(shuō)明用透氣防滲砂處理的沙地水稻田在同等條件下，比膜處理更有利于水稻根系的生長(zhǎng)。值得指出的是，塑料膜防滲處理?xiàng)l件下，水稻根系顏色發(fā)黑，且有臭味（圖3）。

2.3不同防滲處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

從表3可知，透氣防滲砂處理的水稻產(chǎn)量指標(biāo)高于塑料薄膜防滲處理。透氣防滲砂和塑料薄膜處理在千粒重上表現(xiàn)無(wú)差異，在實(shí)粒數(shù)、有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)上透氣防滲砂優(yōu)于塑料薄膜。這說(shuō)明用透氣防滲砂在沙地水稻田在同等條件下，比膜處理更有利于水稻的生長(zhǎng)、水稻產(chǎn)量更高。

3結(jié)論與討論

（1）透氣防滲砂、塑料薄膜靜態(tài)接觸角研究結(jié)果表明，透氣防滲砂靜態(tài)接觸角大于塑料薄膜靜態(tài)接觸角，透氣防滲砂疏水性強(qiáng)于塑料薄膜。由此說(shuō)明在沙漠水稻建設(shè)中，應(yīng)用透氣防滲砂作為攔截水分流失材料最好。透氣防滲砂產(chǎn)品取之于沙，經(jīng)特殊工藝加工后，還之于沙，經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)“SVHC”檢測(cè)，不含任何不可逆的對(duì)人、對(duì)環(huán)境的影響。

（2）根系作為水稻植株的重要組成部分，不僅能夠吸收養(yǎng)分和水分，同時(shí)也可合成許多重要的生理活性物質(zhì)，因而在水稻生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中起著十分重要的作用[12-14]。通過(guò)比較2種防滲材料對(duì)沙地水稻根系根數(shù)、干物重、根體積的影響，透氣防滲砂處理的沙地水稻根系指標(biāo)優(yōu)于塑料膜處理的沙地水稻根系。

（3）目前沙地水稻栽培的研究還較少，推廣面積也很有限。該研究?jī)H比較了透氣防滲砂、塑料薄膜對(duì)沙地水稻產(chǎn)量、根系指標(biāo)的研究，有關(guān)沙地水稻機(jī)理性研究還需進(jìn)一步深入研究。

（4）利用透氣防滲砂構(gòu)建透氣防滲層替代傳統(tǒng)土工膜用于沙地稻田防滲處理，比較2種防滲材料的實(shí)粒數(shù)、有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)，透氣防滲砂處理的水稻產(chǎn)量指標(biāo)高于塑料薄膜防滲處理。奈曼旗獨(dú)有的氣候優(yōu)勢(shì)，使水稻生長(zhǎng)期的積溫可以達(dá)到3 200 ℃，而一般水稻的積溫是2 200～2 400 ℃，五常稻花香的積溫也僅為2 500～2 800 ℃。加之水稻生長(zhǎng)過(guò)程中零農(nóng)藥、零化肥，使得生產(chǎn)的“大漠香”品牌大米通過(guò)有機(jī)認(rèn)證。

透氣防滲砂具有良好的應(yīng)用前景，可為荒漠化防治及沙地栽培技術(shù)的應(yīng)用與推廣提供科學(xué)依據(jù)。

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