唐茂艳ａ，王 强ａ，陈 雷ａ，张晓丽ａ，张宗琼ａ，吕荣华ｂ，梁天锋ａ
（广西农业科学院，ａ．水稻研究所；ｂ．国际合作处，南宁 ５３０００７）
摘要：以两系超级杂交水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ L.）桂两优２号为供试品种，通过田间研究比较常规耕作和粉垄耕作条件下水稻生长及生理特性。结果表明，粉垄耕作方式有利于水稻植株分蘖中后期的分蘖生长，全生育期白根多、活力强，叶绿素相对含量（ＳＰＡＤ）极显著高于常规耕作，叶片净光合速率高，并且持绿时间长，利于光合同化物的生产积累；成熟期地上部干物质积累量显著高于常规耕作，有效穗较常规耕作多２７．６万／ｈｍ２，因而产量增加显著，增产约２０．３６％。
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关键词 ：粉垄耕作；水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ L.）；生长；生理特性
中图分类号：Ｓ５１１ 文献标识码：A 文章编号：0439－８114（２０15）16－3854-03
ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１５．１６.005
收稿日期：２０１４－１１－１５
基金项目：广西农业科学院基本科研业务专项（桂农科２０１３ＹＭ５０）；广西农业科学院基本科研业务专项（桂农科２０１３ＹＭ４３）；广西科学研究与技术开发计划项目（桂科能１３４６００７－９）
作者简介：唐茂艳（１９７５－），男，广西兴安人，副研究员，硕士，主要从事水稻栽培及生理研究，（电话）１３２１７７１２３７５（电子信箱）ｔａｎｇｍａｏｙａｎ＠ｇｘａａｓ．ｎｅｔ；
通信作者，梁天锋（１９７４－），副研究员，博士，（电子信箱）ｔｆｌｉａｎｇ＠ｇｘａａｓ．ｎｅｔ。
粉垄栽培法是广西农业科学院经济作物研究所韦本辉研究员研究提出的一种新型农耕方法，是按照不同作物种植对耕层的需求，在作物种植区（带）上利用粉垄机械１个或多个螺旋形钻头，一次性将土壤垂直旋磨粉碎并自然悬浮成垄（厢），在垄（厢）面上直接播种或种植作物的方法。该方法具有深耕深松不乱土层，作物种植带下有Ｕ形松土槽可积聚雨水等传统耕作所不具备的优点。目前，该方法已经在甘蔗（Ｓａｃｃｈａｒｕｍ ｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ）［１］、木薯［Ｍａｎｉｈｏｔ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ ｃｒａｎｔｚ（Ｍ． ｕｔｉｌｉｓｓｉｍａ Ｐｏｈｌ）］［２，３］、玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ）、花生（Ａｒａｃｈｉｓ ｈｙｐｏｇａｅａ Ｌｉｎｎ．）［４］、桑树（Ｍｏｒｕｓ ａｌｂａ Ｌ．）［５］等旱地作物上研究应用，均表现出根系发达、植株生长健壮、产量大幅度提高、品质有所提升的特点。由于水田土湿度和黏性较大，粉垄耕作受天气的影响较大，截至目前，涉及水田粉垄栽植水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ L.）的报道较少。本试验通过对粉垄耕作条件下水稻生长及生理指标的观测，探明粉垄耕作的可行性，为科学评价粉垄栽培及推广提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 供试材料与试验地概况
试验于２０１３年上半年（作早稻种植）在广西农业科学院水稻研究所水稻试验田进行，试验田属壤质黏土，有机质２６．９ ｇ／ｋｇ、碱解氮 ８３ ｍｇ／ｋｇ、速效磷３１ ｍｇ／ｋｇ、速效钾 ７５ ｍｇ／ｋｇ、ｐH ５．８。供试水稻品种为两系超级杂交水稻品种桂两优２号，由广西兆和种业有限公司提供。
１．２ 试验方法
１．２．１ 试验设计 设常规耕作（１犁２耙，深１６ ｃｍ）和粉垄耕作（深２３ ｃｍ）两个处理，３次重复，每个处理面积１００ ｍ２，随机区组排列。粉垄耕作：２０１３年１月７日在干田上使用多钻头粉垄机械耕作，耕深２３ ｃｍ（松土厚度２８ ｃｍ），中间开厢沟宽４０ ｃｍ，深２０ ｃｍ，插秧前７ ｄ喷一次“克无踪”除草，插秧前３ ｄ回水软土后直接插秧；常规耕作：同期进行翻耕，耕层深１６ ｃｍ，插秧前１０ ｄ第一次耙田，插秧前２ ｄ第二次耙田，开沟处理和粉垄相同。
１．２．２ 水稻栽培 半水育秧，插植规格为１９．８ ｃｍ×１６．５ ｃｍ，３０万蔸／ ｈｍ２，每蔸栽２苗。总施肥量为Ｎ ２４０ ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５ ７２ ｋｇ／ｈｍ２、Ｋ２Ｏ ２６４ ｋｇ／ｈｍ２（Ｎ∶Ｐ∶Ｋ＝１．０∶０．３∶１．１）。在耙好田后施基肥，施用三元复合肥（N、P2O5、K2O含量均为15%）２２５ ｋｇ／ｈｍ２，过磷酸钙（含 Ｐ２Ｏ５ １２％）３１９．５ ｋｇ ／ｈｍ２。分蘖肥分两次施入，第一次移栽后６ ｄ施用，施尿素１６５ ｋｇ／ｈｍ２、氯化钾１１１ ｋｇ／ｈｍ２，加插秧田除草剂。第二次移栽后１２ ｄ施用，施尿素１６５ ｋｇ／ｈｍ２、氯化钾１１１ ｋｇ／ ｈｍ２。在幼穗分化前２ ｄ施穗肥，施尿素６０ ｋｇ／ｈｍ２，氯化钾８７ ｋｇ／ｈｍ２，大胎期施尿素６０ ｋｇ／ｈｍ２、氯化钾 ７５ ｋｇ／ｈｍ２。按节水要求进行水分管理，移栽时田间泥皮水，返青期浅水层，分蘖期田间保持湿润至浅水层间，粉垄耕作比常规耕作提前５ ｄ晒田控苗，复水后干湿交替管理至成熟，其中在幼穗发育第６期（花粉母细胞减数分裂盛期）和抽穗期等水分敏感时期，田间适当保持浅水层。
１．３ 调查内容与方法
１．３．１ 茎蘖动态 每个处理按对角线方式取５点，每点固定调查２０株，移栽后每７ ｄ调查１次分蘖数。
１．３．２ 地上部干物质积累及根系调查 分别在分蘖盛期、抽穗期和成熟期按群体平均茎蘖数取样，每处理挖３株（以稻株基部为中心挖３０ ｃｍ×３０ ｃｍ×３０ ｃｍ土块），剪去地上部分器官用牛皮纸包好，放入烘箱中，１０５ ℃杀青３０ ｍｉｎ ，８０ ℃ 烘干称重，计算干物质积累量；所取稻蔸土块放入８０目网袋中，先用自来水冲洗干净，再用干净卫生纸吸干水分，置于量筒中测根系体积，测完体积后将根系烘干测干重。
１．３．３ 叶片叶绿素及光合速率测定 分别在分蘖盛期、抽穗期和成熟期使用叶绿素仪ＳＰＡＤ测定各处理主茎最上一片全展叶的叶绿素相对含量，同时使用ＬＩ－６４００型便携式光合测定仪（美国ＬＩ－ＣＯＲ公司）测定同一叶片同一部位的光合速率。叶室 ＣＯ２浓度３８０ ?滋Ｌ/Ｌ，人工ＬＥＤ红蓝光源，光强１ ５００ ?滋ｍｏｌ/（ｍ２·ｓ），气流速度 ５００ ?滋ｍｏｌ／ｓ，叶室温度２８ ℃，相对湿度５０％～６０％，每处理测定３０个叶片，每１０个叶片的平均值作为１次重复的测定值。
１．３．４ 产量及其构成因素 成熟期每个处理调查５０个植株的有效穗，取其平均值作为该处理的有效穗数，根据其有效穗数取３株代表性植株调查每穗总粒数和结实率；每个处理单打单收测产（注：包括每次取样的损耗）并折算成每公顷产量。从各处理实收稻谷中取１ ０００粒稻谷测定千粒重。
采用Ｅｘｃｅｌ和ＤＰＳ软件进行数据分析。
２ 结果与分析
２．１ 不同耕作方式水稻茎蘖动态变化
移栽后前１４ ｄ常规耕作方式的禾苗分蘖速度较快，１４ ｄ以后粉垄耕作方式的分蘖较快。由图１可知，移栽后第２８天两种耕作方式的禾苗茎蘖数差距最大，粉垄耕作茎蘖数较常规耕作多９７．２万/ｈｍ２，分蘖盛期（移栽后４２ ｄ）两者相差６０．０万/ｈｍ２，成熟期（移栽后９８ ｄ）粉垄耕作方式有效穗较常规耕作多２７．６万/ｈｍ２。
２．２ 地上部干物质积累及根系情况比较
由表１可知，分蘖盛期及抽穗期两种耕作方式干物质积累差异不显著，成熟期粉垄耕作干物质积累显著高于常规耕作；分蘖盛期粉垄耕作植株白根多，活力强，根系入土深，由表２可知，分蘖盛期粉垄耕作根系体积和干重分别比常规耕作增加２６．７％和４２．４％；抽穗期两者差异不显著，粉垄耕作水稻根系较白；成熟期正好相反，常规耕作的根系体积及根干重都显著高于粉垄耕作，粉垄耕作方式的根系较短、粗、白。
２．３ 不同耕作方式水稻叶片净光合速率及ＳＰＡＤ（叶绿素相对含量）比较
由表３和表４可知，分蘖盛期和抽穗期两种耕作方式植株叶片的净光合速率差异不显著，粉垄耕作稍高于常规耕作，成熟期粉垄耕作叶片净光合速率极显著高于常规耕作；粉垄耕作叶片ＳＰＡＤ值３个时期均极显著高于常规耕作，且从外观上看，粉垄耕作水稻叶色较绿。
２．４ 不同耕作方式水稻产量及其构成因素比较
由表5可知，粉垄耕作方式有效穗数较常规耕作多２７．６万/ｈｍ２，每穗粒数、结实率、千粒重两者差异不显著，粉垄耕作方式水稻产量显著高于常规耕作，增产２０．３６％。
３ 小结与讨论
粉垄耕作方式有利于水稻植株分蘖中后期的分蘖生长，全生育期根系白、活力强，ＳＰＡＤ极显著高于常规耕作，叶色较浓绿，叶片净光合速率高，有利于光合同化物的生产积累，成熟期地上部干物质积累量显著高于常规耕作，有效穗比常规耕作多２７．６万／ｈｍ２，因而产量增加显著，增产约２０．３６％。
本试验成熟期粉垄耕作方式水稻根系体积和根干重显著低于常规耕作，与韦本辉等［６］的研究结果相反，从外观上看，成熟期粉垄耕作的根系虽然稍短，但根系粗白鲜活，活力强，常规耕作的根系虽多而长，但细黑陈腐，基本都是老根，活力低下，因此，即使常规耕作的根系体积和干重均较大，但粉垄耕作方式的根系更具活力。另外，本研究发现粉垄耕作方式水稻植株分蘖前期（栽后前１４ ｄ）分蘖速度偏慢，究其原因可能是粉垄耕作方式前期土壤环境状况不佳，泥土不够软烂，颗粒不够细，有块状泥团且不平整，影响禾苗扎根立苗，造成缓苗期较长。为了更大程度地发挥粉垄耕作的优势，对现有机械进行优化设计显得非常必要。韦本辉等［７］报道，经过粉垄耕作的土壤，相对常规耕作的土壤其多数速效养分指标增加１０％以上，在本研究中，也发现在同样施肥的情况下，粉垄耕作水稻中后期有叶色过浓“贪青”的现象，为此，开展粉垄耕作水稻的肥料运筹研究可作为下一步研究的方向。
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参考文献：
［１］ 韦本辉，甘秀芹，申章佑，等．粉垄栽培甘蔗试验增产效果［Ｊ］．中国农业科学，２０１１，４４（２１）：４５４４－４５５０．
［２］ 韦本辉，甘秀芹，申章佑，等．粉垄栽培木薯增产效果及理论探讨［Ｊ］．中国农学通报，２０１１，２７（２１）：７８－８１．
［３］ 刘贵文，黄樟华，韦本辉，等．粉垄技术对木薯生长发育和产量的影响［Ｊ］．南方农业学报，２０１１，４２（８）：９７５－９７８．
［４］ 韦本辉，甘秀芹，陈保善，等．粉垄整地与传统整地方式种植玉米和花生效果比较［Ｊ］．安徽农业科学，２０１１，３９（６）：３２１６－３２１９．
［５］ 甘秀芹，韦本辉，申章佑，等．桑树粉垄栽培的根系、植株及产量性状表现［Ｊ］．浙江农业科学，２０１１（３）：７０５－７０７．
［６］ 韦本辉，刘 斌，甘秀芹，等．粉垄栽培对水稻产量和品质的影响［Ｊ］．中国农业科学，２０１２，４５（１９）：３９４６－３９５４．
［７］ 韦本辉，甘秀芹，陈保善，等．农耕新方法粉垄整地土壤速效养分研究［Ｊ］．广东农业科学，２０１１（１７）：４２－４５．
（责任编辑 韩 雪）