王蘇影，吳建富，黃 山，熊清云，譚雪明，石慶華，潘曉華

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330045；2.南昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧油作物研究所，江西 南昌 330045)

稻草含有大量氮、磷、鉀等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，稻草還田既可避免稻草焚燒所帶來的環(huán)境污染，又可作為良好的有機(jī)肥源，對(duì)提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤、培肥地力，尤其是對(duì)緩解氮、磷、鉀比例失調(diào)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本有重要作用[1]。近年來，隨著中國(guó)綠色、優(yōu)質(zhì)、高效、健康、環(huán)保的新型農(nóng)業(yè)和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展，促進(jìn)了稻草資源化利用，截止到2017年，我國(guó)秸稈資源化利用率達(dá)到80%以上，對(duì)促進(jìn)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和農(nóng)業(yè)部提出的到2020年實(shí)現(xiàn)化肥零增長(zhǎng)的目標(biāo)具有重要的作用。

多年以來，國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)科技工作者對(duì)稻草還田方式[2-3]、培肥土壤[4-6]、生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量效應(yīng)[7-10]等方面進(jìn)行了大量的研究，取得了很多成就。但是有關(guān)稻草全量還田對(duì)拋栽雙季稻產(chǎn)量及品質(zhì)的研究還不多見[11]。本文研究了稻草還田與施肥對(duì)雙季拋栽水稻生長(zhǎng)發(fā)育及稻米品質(zhì)的影響，旨在直觀表現(xiàn)出稻草還田對(duì)雙季稻的產(chǎn)量效應(yīng)及生長(zhǎng)效應(yīng)，以便為稻草還田的后續(xù)研究提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2013年在江西省進(jìn)賢縣溫圳鎮(zhèn)楊溪村進(jìn)行，供試土壤基本理化性質(zhì)為:有機(jī)質(zhì)35.27 g/kg，全氮1.71 g/kg，堿解氮128.3 mg/kg，速效鉀128.7 mg/kg，有效磷25.12 mg/kg，pH5.62。雜交早稻供試品種為淦鑫203(生育期為114 d)、陸兩優(yōu)996(生育期為110 d)，雜交晚稻供試品種為淦鑫688(生育期為124 d)、五豐優(yōu)T025(生育期為112 d)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：SF0：稻草全量還田，不施化肥;S0F0：稻草不還田，不施化肥；SF：稻草全量還田，施用化肥；S0F：稻草不還田，施用化肥。

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，稻草還田方式處理為主區(qū)，品種為副區(qū)，施化肥處理的肥料運(yùn)籌相同，其中氮肥(N)用量為150 kg/hm2，按基蘗肥∶穗肥=6∶4施用；鉀肥(K2O)用量為150 kg/hm2，按蘗肥∶穗肥=7∶3；磷肥(P2O5)用量為60 kg/hm2，全部作基肥施用。

每處理小區(qū)面積為30 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，主區(qū)間作土埂，用塑料薄膜覆蓋，以防串水串肥。用434孔塑盤育秧，栽插方式為點(diǎn)拋，拋栽密度為3×105蔸/hm2，基本苗為 6×105株/hm2。早稻3月25日播種，4月28日拋栽；晚稻6月30日播種，7月20日拋栽。其它管理措施基本一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 分蘗動(dòng)態(tài) 移栽后7 d開始，每處理定點(diǎn)20蔸，每5 d定時(shí)記載1次，直到抽穗期。

1.3.2 穎花分化與退化 在稻穗抽出劍葉葉鞘2/3左右時(shí)，按平均分蘗數(shù)選取有代表性的稻株3株，按照松島省三痕跡法[12]分別考察所有稻穗的一次枝梗、二次枝梗和穎花的退化和分化情況。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 在成熟期對(duì)小區(qū)進(jìn)行實(shí)割測(cè)產(chǎn)。在收割前，每個(gè)小區(qū)調(diào)查50蔸的有效穗，按平均數(shù)法取5蔸進(jìn)行考種。

1.3.4 稻米品質(zhì) 送農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(武漢)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和DPS 7.05進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Duncan新復(fù)極差法(LSR)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻草還田對(duì)雙季早、晚稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表1可以看出，相同施肥條件下，稻草全量還田處理早、晚稻產(chǎn)量均高于稻草不還田處理。相同稻草還田條件下，施肥處理較不施肥處理能顯著增加產(chǎn)量，稻草全量還田，淦鑫203、陸兩優(yōu)996、五豐優(yōu)T025和淦鑫688產(chǎn)量增幅分別為131.10%、109.52%、65.66%和56.69%；稻草不還田，產(chǎn)量增幅分別為135.93%、111.02%、72.72%和66.53%。

表1 稻草全量還田對(duì)雙季水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.1 Effects of total straw incorporation on grain yield and its components

同一列中不同小寫字母表示差異達(dá)5%，下同
Values followed by different lowercase letters in same column mean significant different at 5% level,respectively,same as follows

從產(chǎn)量構(gòu)成因素(表1)來看，相同施肥條件下，稻草全量還田能增加早、晚稻單位面積有效穗數(shù)，但處理間差異均不顯著；相同稻草還田條件下，施肥處理較不施肥處理能顯著增加單位面積有效穗數(shù)，稻草全量還田，淦鑫203、陸兩優(yōu)996、五豐優(yōu)T025和淦鑫688增幅分別為105.45%、90.41%、46.78%和17.55%；稻草不還田，增幅分別為100.16%、91.33%、44.59%和25.59%。相同施肥條件下，稻草全量還田與不還田處理穗粒數(shù)差異不顯著。相同稻草還田條件下，施肥比不施肥能明顯增加穗粒數(shù)，稻草全量還田，淦鑫203、陸兩優(yōu)996、五豐優(yōu)T025和淦鑫688增幅分別為29.31%、26.50%、23.34%和44.06%；稻草不還田，增幅分別為31.77%、29.47%、24.46%和45.55%。除陸兩優(yōu)996無肥處理顯著高于施肥處理外，其余供試品種處理間結(jié)實(shí)率差異均不顯著。早、晚稻各處理間千粒質(zhì)量差異不顯著。

2.2 稻草還田對(duì)雙季早、晚稻分蘗動(dòng)態(tài)的影響

從圖1可以看出，早、晚稻品種間分蘗動(dòng)態(tài)的變化規(guī)律是一致的，都呈先增加后減少的趨勢(shì)，無論稻草還田與否，施肥處理的分蘗數(shù)明顯高于不施肥處理。淦鑫203、陸兩優(yōu)996、五豐優(yōu)T025 3個(gè)品種SF處理分蘗數(shù)在整個(gè)分蘗期都為最高，而淦鑫688的分蘗數(shù)以S0F最高，這可能是由于不同品種的品種、需肥特性不同造成的。

圖1 稻草還田對(duì)早晚稻分蘗動(dòng)態(tài)的影響Fig.1 Effect of rice total straw incorporation on tiller dynamic of early and late rice

2.3 稻草全量還田對(duì)干物質(zhì)生產(chǎn)的影響

表2表明，相同稻草還田條件下，早、晚稻不同生育階段干物質(zhì)積累量均是施肥處理大于不施肥處理。相同施肥條件下，抽穗前，早、晚稻不同生育階段干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為稻草還田處理大于不還田處理；抽穗后陸兩優(yōu)996和淦鑫688干物質(zhì)積累量均是稻草還田處理大于不還田處理，淦鑫203干物質(zhì)積累量則剛好相反，而五豐優(yōu)T025不施肥時(shí)稻草全量還田處理干物質(zhì)積累量小于不還田處理，施肥時(shí)則大于不還田處理。

相關(guān)分析表明，水稻生物產(chǎn)量和稻谷產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)，淦鑫203、陸兩優(yōu)996、五豐優(yōu)T025和淦鑫688的相關(guān)系數(shù)分別為0.998 2**、0.953 5**、0.997 3**和0.996 8**。

表2 稻草全量還田對(duì)早、晚稻干物質(zhì)積累的影響Tab.2 Effects of total straw incorporation on dry matter accumulation of early and late rice

表3 稻草全量還田對(duì)穎花分化退化的影響Tab.3 Effects of total straw incorporation on spikelet differentiation and degeneration

DPB:一次枝梗分化數(shù)；DSB:二次枝梗分化數(shù)；DS:穎花分化數(shù)；RPB:一次枝梗退化數(shù)；RSB:二次枝梗退化數(shù)；RS:穎花退化數(shù)；PRPB:一次枝梗退化率(%)；PRSB:二次枝梗退化率(%)；PRS:穎花退化率(%)；SPB:一次枝梗現(xiàn)存數(shù)；SSB:二次枝?，F(xiàn)存數(shù)；SS:單穗穎花現(xiàn)存數(shù)
DPB:Differentiated primary branches;DSB:Differentiated secondary branches;DS:Differentiated spikelets;RPB:Retrograded primary branches;RSB:Retrograded secondary branches;RS:Retrograded spikelets;PRPB:Percentage of retrograded primary branches;PRSB:Percentage of retrograded secondary branches;PRS:Percentage of retrograded spikelets;SPB:Survived primary branches;SSB:Survived secondary branches;SS:survived spikelets

2.4 稻草全量還田對(duì)早、晚稻穎花分化的影響

由表3可以看出，早、晚稻一次枝梗分化數(shù)均以SF最多，S0F0最少。相同施肥條件下，稻草全量還田比不還田一次枝梗分化數(shù)多；不施肥處理的一次枝?；緵]有退化。相關(guān)分析表明，一次枝?，F(xiàn)存數(shù)與分化數(shù)、二次枝?，F(xiàn)存數(shù)與分化數(shù)、穎花現(xiàn)存數(shù)與分化數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.994 8**、0.987 1**和1.00**。

早、晚稻二次枝梗分化數(shù)均以SF最多。施肥比不施肥二次枝梗分化數(shù)多，尤其以早稻差異更明顯。除淦鑫203外，相同施肥條件下，稻草全量還田比不還田二次枝梗分化數(shù)多。不施肥，早、晚稻稻草還田均比不還田處理二次枝梗退化率高；施肥時(shí)，晚稻稻草還田不還田處理二次枝梗退化率低。早、晚稻穎花分化數(shù)均以SF最多，S0F0最少。相同施肥條件下，穎花分化數(shù)及退化率均是稻草全量還田處理大于不還田處理。相同稻草還田條件下，早稻穎花分化數(shù)及退化率為施肥處理大于不施肥處理，而晚稻則正好相反。相關(guān)分析表明(表4)一次枝梗現(xiàn)存數(shù)、二次枝梗現(xiàn)存數(shù)、穎花現(xiàn)存數(shù)與每穗粒數(shù)和產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，而與水稻結(jié)實(shí)率呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。

表4 稻穗枝梗、現(xiàn)存穎花與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)分析Tab.4 The correlation analysis of spikelets in rice panicle，survived spikelets，yield and its components

2.5 稻草還田對(duì)稻米品質(zhì)的影響

由表5可以看出，4個(gè)品種的出糙率由大到小依次為SF、S0F、SF0和S0F0。相同稻草還田條件下，施肥處理稻谷的出糙率、精米率和整精米率大于不施肥處理；相同施肥條件下，稻草還田處理稻谷的出糙率、整精米率大于不還田處理，精米率則小于不還田處理。4個(gè)品種均以SF粒長(zhǎng)最長(zhǎng)，長(zhǎng)/寬比最大。相同稻草還田條件下，施肥處理稻谷的粒長(zhǎng)和粒型長(zhǎng)寬比大于不施肥處理；相同施肥條件下，稻草還田處理稻谷的粒長(zhǎng)和粒型長(zhǎng)寬比不小于不還田處理。不施肥時(shí)，稻草還田處理稻谷的堊白粒率和堊白度大于不還田處理；施肥時(shí)情況剛好相反。相同稻草還田條件下，施肥處理稻谷的直鏈淀粉含量小于不施肥處理，膠稠度大于或等于不施肥處理；相同施肥條件下，稻草還田處理稻谷的直鏈淀粉含量小于不還田處理，膠稠度大于或等于不還田處理。各處理的蛋白質(zhì)含量由大到小依次為SF、S0F、SF0和S0F0。相同稻草還田條件下，施肥處理稻谷的蛋白質(zhì)含量大于不施肥處理；相同施肥條件下，稻草還田處理稻谷的蛋白質(zhì)含量大于不還田處理。

可見，稻草全量還田以及施肥能夠提高稻谷的加工品質(zhì)、食味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

3 討 論

3.1 稻草全量還田與水稻產(chǎn)量

稻草含有大量的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，稻草還田有利于提高耕作層土壤活性碳含量和碳庫(kù)管理指數(shù)[13]，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。隨著水稻機(jī)械收割技術(shù)及綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，稻草還田已經(jīng)成為趨勢(shì)。已有研究表明，稻草還田主要通過增加有效穗數(shù)[5]、提高水稻結(jié)實(shí)率和成穗率[6-7,14-15]增加產(chǎn)量。稻草還田能提高水稻分蘗數(shù)、葉面積指數(shù)和地上部干物質(zhì)量、水稻葉片葉綠素的含量，延緩葉片衰老，提高土壤磷鉀素與有機(jī)質(zhì)含量，提高水稻光合產(chǎn)物的形成、運(yùn)轉(zhuǎn)與積累能力，從而顯著提高水稻產(chǎn)量[7,16]。

表5 稻草還田對(duì)早、晚稻稻米品質(zhì)的影響Tab.5 Effects of total straw incorporation on rice quality in early and late rice

本研究結(jié)果認(rèn)為，相同施肥條件下，稻草全量還田較不還田能夠增加水稻產(chǎn)量和有效穗。相同稻草還田條件下，施肥處理較不施肥處理能顯著增加有效穗、穗粒數(shù)和產(chǎn)量，稻草全量還田，淦鑫203、陸兩優(yōu)996、五豐優(yōu)T025和淦鑫688施肥處理較不施肥處理有效穗增幅分別為105.45%、90.41%、46.78%和17.55%，穗粒數(shù)增幅分別為29.31%、26.50%、23.34%和44.06%，產(chǎn)量增幅分別為131.10%、109.52%、65.66%和56.69%；稻草不還田，有效穗增幅分別為100.16%、91.33%、44.59%和25.59%，穗粒數(shù)增幅分別為31.77%、29.47%、24.46%和45.55%，產(chǎn)量增幅分別為135.93%、111.02%、72.72%和66.53%。無論稻草還田還是不還田，施肥處理的結(jié)實(shí)率都低于比不施肥處理。這和前人研究結(jié)果基本一致[5-7,14-15]。稻草全量還田對(duì)早、晚稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響不同，這可能是由于早晚稻生育期的溫度等氣候條件及稻草還田到移栽的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)稻草腐解及養(yǎng)分釋放影響不同造成的。生產(chǎn)上，在稻草全量還田條件下進(jìn)行雙季稻拋栽宜選用生育期較短、早發(fā)性好的矮稈品種，以加快立苗和返青，增加抗倒伏能力，進(jìn)而獲得高產(chǎn)。

3.2 稻草還田與穎花分化

成熟時(shí)每穗穎花數(shù)的多少取決于枝梗、穎花的分化數(shù)與退化數(shù)之差，前人對(duì)穎花形成機(jī)理的研究表明，單穗穎花形成數(shù)與氮肥運(yùn)籌、品種特性、環(huán)境條件和栽培等因素密切相關(guān)[17-26]。

穎花現(xiàn)存數(shù)分別主要決定于一次、二次枝?，F(xiàn)存數(shù)。李剛?cè)A等[30]研究表明，水稻的穎花數(shù)不但取決于抽穗期間的干物質(zhì)積累量，而且還受單位干物質(zhì)供應(yīng)穎花能力的影響，穎花量與穗分化期的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)積累量呈極顯著正相關(guān)。董明輝等[28]研究表明，麥秸還田下水稻每穗總枝梗分化數(shù)及退化數(shù)均低于麥秸不還田處理，但每穗總枝梗現(xiàn)存數(shù)卻顯著高于麥秸不還田處理，麥秸還田對(duì)二次枝梗和二次穎花的影響大于一次枝梗和一次穎花。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，早、晚稻一次枝梗分化數(shù)、二次枝梗分化數(shù)、穎花分化數(shù)均以SF最多，S0F0最少；相同施肥條件下，一次枝梗分化、二次枝梗分化數(shù)、穎花分化數(shù)及退化率均是稻草全量還田大于不還田處理。一次枝梗形成數(shù)、二次枝梗形成數(shù)、穎花形成數(shù)與每穗粒數(shù)和產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，而與水稻結(jié)實(shí)率呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與前人研究結(jié)果[30]一致。

3.3 稻草全量還田與稻米品質(zhì)

有研究表明[8,14,28]，秸稈還田能夠降低稻米的堊白米率、堊白度和直鏈淀粉含量，改善稻米的食味、外觀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。徐春梅等[10]研究表明，稻草覆蓋馬鈴薯茬可明顯改善后季水稻的稻米碾磨和外觀品質(zhì)，提高糙米率、精米率、整精米率和直鏈淀粉含量，降低堊白率、堊白度和蛋白質(zhì)含量。曾研華等[11]研究認(rèn)為，稻草全量還田有利于改善稻米加工品質(zhì)和食味品質(zhì)，但降低了稻米外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，4個(gè)品種的出糙率、蛋白質(zhì)含量由大到小依次為SF、S0F、SF0和S0F0。相同稻草還田條件下，施肥處理稻谷的出糙率、精米率、整精米率、粒長(zhǎng)、粒型長(zhǎng)寬、膠稠度和蛋白質(zhì)含量、大于或等于不施肥處理；相同施肥條件下，稻草還田處理稻谷的出糙率、精米率、整精米率、粒長(zhǎng)、粒型長(zhǎng)寬、膠稠度和蛋白質(zhì)含量大于或等于不還田處理。不施肥時(shí)，稻草還田處理稻谷的堊白粒率和堊白度大于不還田處理；施肥時(shí)情況剛好相反。

綜上，稻草全量還田能夠增加水稻產(chǎn)量，提高稻谷的加工品質(zhì)、食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，對(duì)水稻生產(chǎn)有積極的作用。

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