鐘康裕，唐志偉，熊瑞，周文濤，張雅蘭，歐陽寧，龍攀，徐瑩，傅志強(qiáng)*

壟廂栽培對(duì)水稻根系及土壤肥力的影響

鐘康裕1,2，唐志偉1,2，熊瑞1,2，周文濤1,2，張雅蘭1,2，歐陽寧1,2，龍攀1,2，徐瑩1,2，傅志強(qiáng)1,2*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華中地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

以中嘉早17(早稻季)和泰優(yōu)390(晚稻季)為試驗(yàn)材料，2019年在湖南省瀏陽市開展大田小區(qū)試驗(yàn)，探究3種栽培方式(壟作栽培、廂作栽培、平作栽培)對(duì)水稻根系特性、土壤肥力及水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：相比平作，壟作栽培顯著提高了晚稻孕穗期、齊穗期的根總長(zhǎng)和根表面積，其中，孕穗期的根總長(zhǎng)和根表面積分別顯著提高49.43%、52.14%，齊穗期的根總長(zhǎng)和根表面積分別提高46.13%、36.90%；廂作栽培降低了晚稻分蘗盛期的根總長(zhǎng)和根表面積，分別顯著降低33.75%、31.39%；壟作栽培提高了早、晚稻孕穗期、齊穗期的根系傷流量，其中，早稻孕穗期、齊穗期的根系傷流量分別顯著提高73.31%、101.14%，晚稻孕穗期、齊穗期的根系傷流量分別顯著提高92.81%、52.22%；與平作相比，壟作栽培顯著提高早、晚季稻田土壤脲酶活性、0～20 cm土層中有機(jī)碳的含量以及晚稻季>5～20 cm土層中碳氮比值，廂作栽培顯著降低了晚稻>5～10 cm土層中有機(jī)碳含量；相比平作栽培，壟作栽培增加了早、晚稻有效穗數(shù)與每穗總粒數(shù)，產(chǎn)量分別提高了30.20%和10.75%。綜上，相比平作和廂作，壟作栽培更有利于提升稻田土壤地力和提高雙季稻產(chǎn)量。

水稻；壟作栽培；廂作栽培；土壤酶；根系特性

傳統(tǒng)水稻栽培耗水量大，占農(nóng)業(yè)用水70%以上。水資源短缺、用水浪費(fèi)、農(nóng)田拋荒以及氣候異常等現(xiàn)象的發(fā)生是制約水稻生產(chǎn)的幾大難題[1]。隨著稻田生態(tài)種養(yǎng)發(fā)展以及南方冷浸田栽培措施的改良，壟作、廂作在水稻栽培上的應(yīng)用越來越廣泛[2–3]。

已有研究[4]證實(shí)，壟作栽培對(duì)水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成具有一定的促進(jìn)作用。水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)受栽培措施(耕作方式、栽培密度等)、管理方式(水分調(diào)控、施肥水平等) 和外界環(huán)境(光照、溫度、氧氣、土壤質(zhì)地等) 等因素的影響[5]。土壤有機(jī)碳、酶活性是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)，耕作方式可影響土壤肥力指標(biāo)的變化[6–8]。研究[9–10]表明，土壤酶對(duì)耕作方式比較敏感，耕作方式對(duì)土壤酶活性會(huì)產(chǎn)生直接或間接的影響；土壤酶活性在一定程度上能代表土壤中物質(zhì)代謝的旺盛程度，反映土壤微生物活性。李輝等[11]認(rèn)為壟作免耕能顯著提高土壤有機(jī)碳含量和儲(chǔ)量以及微生物生物量碳含量；秸稈覆蓋、壟作為主的保護(hù)性耕作在保土、保水、改善土壤肥力、提高作物產(chǎn)量方面的效益顯著。之前有關(guān)壟作栽培的研究大多是關(guān)于壟作與其他栽培技術(shù)的配合[12–14]，而關(guān)于壟作、廂作和平作栽培方式對(duì)雙季稻根系特性和土壤肥力影響的研究鮮見報(bào)道。本研究中，筆者探討3種栽培方式對(duì)水稻根系、稻田土壤酶活性、碳氮含量和產(chǎn)量的影響，旨在分析壟廂栽培的作用效果和增產(chǎn)機(jī)制。

1　試驗(yàn)地概況

于2019年3—12月在湖南省瀏陽市湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研實(shí)習(xí)基地(113°5016E，28°1841N)開展試驗(yàn)。土壤類型為壤土，肥力中等。0～20 cm土壤基本理化性質(zhì)：pH值5.88，堿解氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量分別為164.50、75.50、93.33、28.30 mg/kg。

2　材料和方法

2.1　供試材料

供試早稻品種為中嘉早17，晚稻品種為泰優(yōu)390。

2.2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：壟作栽培(LZ)、廂作栽培(XZ)、平作(常規(guī))栽培(PZ)。3次重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)24 m2。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。小區(qū)四周筑田埂，壟高30 cm，寬40 cm，并用黑色薄膜覆蓋。

壟作栽培：壟寬60 cm，溝寬10 cm，溝深20 cm，壟高20 cm，比平作栽培的平面高出20 cm。壟頂與壟坡斜面成45°；壟頂栽2行，壟坡斜面分別栽2行；四周開溝，每小區(qū)5條壟，每條壟栽6行，株行距10 cm×23 cm。每小區(qū)栽植780(30×26)株。

廂作栽培：廂寬80 cm，溝寬10 cm，溝深20 cm，廂面與平作栽培平齊；四周開溝，每小區(qū)4條廂；每廂栽5行，株行距16 cm×20 cm。每小區(qū)栽植520(20×26)株。

平作栽培：按常規(guī)栽培方法進(jìn)行，株行距15 cm×20 cm。每小區(qū)栽植520(20×26)株。

早稻分別施N、P2O5、K2O 120、60、120 kg/hm2，晚稻分別施N、P2O5、K2O 150、90、120 kg/hm2。氮肥作基肥、分蘗肥、穗肥的施用比例為5∶3∶2；磷肥作基肥一次性施入；鉀肥按基肥50%、分蘗肥50%施用。水分管理：平作栽培插秧后灌水層3 cm；壟作和廂作栽培保持水滿廂溝，與平作栽培水面齊平；各生育時(shí)期按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)水分管理方法進(jìn)行。晚稻栽培采用免耕的方式，在早季稻茬旁插秧。早稻于3月24日播種、7月22日收獲；晚稻于7月25日插秧、10月22日收獲。

2.3　測(cè)定項(xiàng)目與方法

2.3.1根系特性的測(cè)定

分別于早、晚稻分蘗盛期、孕穗期、齊穗期進(jìn)行取樣，按平均分蘗數(shù)選取3株基本一致的水稻植株，用清水將根系沖洗干凈，用自封袋帶回室內(nèi)分析。根總長(zhǎng)、根表面積、根平均直徑和根體積采用EPSON Expression 11000XL 3.49 根系掃描儀進(jìn)行圖像掃描；采用WinRHIZO 2012根系分析系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析和計(jì)算。

采用切斷自然法收集水稻根系的傷流液[15]，分別于早、晚季分蘗盛期、孕穗期、齊穗期進(jìn)行。各小區(qū)按平均分蘗數(shù)選取3株基本一致的水稻植株，距離地面約 15 cm 處用剪刀剪去植株地上部分，用3 g脫脂棉覆蓋切口并壓實(shí)，再用保鮮袋從上至下包裹，下端綁扎橡皮筋，收集傷流液。收集時(shí)間為當(dāng)日18: 30至次日6: 30，隨后帶回稱重。收集后的質(zhì)量與收集前的質(zhì)量的差值即為水稻根系的傷流液質(zhì)量。

2.3.2土壤肥力的測(cè)定

早、晚稻收獲后，各小區(qū)按“S”形取樣法取耕作層土壤，壟作栽培、廂作栽培分別在壟面(包含壟頂)、廂面取土，每小區(qū)各取5個(gè)點(diǎn)。取0～20 cm土層測(cè)定土壤酶活性；取0～5 cm、>5～10 cm、>10～20 cm土層測(cè)定土壤有機(jī)碳含量、全氮含量。采用重鉻酸鉀–外加熱法、AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀氮磷聯(lián)測(cè)法、靛酚藍(lán)比色法、KMnO4滴定法及3,5–二硝基水楊酸比色法分別測(cè)定土壤有機(jī)碳、全氮含量和脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶活性[16–17]。

2.3.3產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測(cè)定

分別于成熟期在各小區(qū)割取2 m2稻株，單獨(dú)收獲后曬干、稱重，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量；各小區(qū)連續(xù)數(shù)20株，計(jì)算平均單株有效穗數(shù)，再按平均單株有效穗數(shù)選擇具有代表性的植株3株，測(cè)定每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量，計(jì)算理論產(chǎn)量。

2.4　數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；采用Origin Pro 2021制作圖表；采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和方差分析，選用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

3　結(jié)果與分析

3.1　壟廂栽培對(duì)水稻根系生長(zhǎng)特性的影響

3.1.1對(duì)雙季稻單株根總長(zhǎng)和根表面積的影響

由表1可知，早稻孕穗期，根總長(zhǎng)以壟作栽培的最高，分別顯著高于平作栽培、廂作栽培的49.14%、31.15%，其中平作栽培與廂作栽培處理的差異不顯著；齊穗期，根總長(zhǎng)以廂作栽培處理的最低，分別比平作栽培、壟作栽培的低46.37%、42.06%。在早稻各生育時(shí)期，根表面積均以壟作栽培處理的最高，但與其他處理差異不顯著。

表1　不同栽培方式下雙季稻根總長(zhǎng)和根表面積

同季同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)。

在晚稻分蘗盛期，根總長(zhǎng)與根表面積均以廂作栽培處理最低，較平作栽培處理分別顯著降低33.75%和 31.39%，與壟作栽培處理的差異不顯著；在孕穗期，壟作栽培處理的根總長(zhǎng)與根表面積分別顯著高于平作栽培處理49.43%和 52.14%，廂作栽培處理的分別高于平作處理 47.22%和39.35%，但壟作栽培與廂作栽培處理的差異不顯著；在齊穗期，根總長(zhǎng)與根表面積均以壟作栽培處理的最高，平作栽培與廂作栽培處理的差異不顯著，壟作栽培的根總長(zhǎng)顯著高于平作栽培、廂作栽培46.13%、33.79%；根表面積顯著高于平作栽培、廂作栽培36.90%、28.25%。

3.1.2對(duì)雙季稻根平均直徑和根體積的影響

由表2可知，早稻分蘗盛期至齊穗期，隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，各處理根平均直徑、廂作栽培處理根體積呈先升高后降低的趨勢(shì)；平作栽培與壟作栽培處理根體積呈逐漸升高的趨勢(shì)。早稻分蘗盛期，根平均直徑以壟作栽培處理的最高，顯著高于廂作栽培處理 12.90%，但與平作栽培處理的差異不顯著。早稻齊穗期，壟作栽培根體積顯著高于廂作栽培處理 82.94%，但與平作栽培處理差異不顯著。

表2　不同栽培方式下雙季稻根平均直徑和根體積

同季同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)。

晚稻3個(gè)生育時(shí)期各處理的根平均直徑差異不顯著，分蘗盛期與齊穗期根體積的差異也不顯著。在晚稻孕穗期，根體積以壟作栽培處理的最高，顯著高于平作栽培處理 55.16%，但與廂作栽培處理的差異不顯著。

3.1.3對(duì)雙季稻植株根傷流液的影響

由表 3可知，早稻各生育時(shí)期根系傷流強(qiáng)度均以壟作栽培處理的最高，平作栽培處理的次之，廂作栽培處理的最低。分蘗盛期，壟作栽培的根系傷流強(qiáng)度顯著高于廂作栽培處理 62.11%，但與平作栽培處理的差異不顯著；孕穗期，壟作栽培處理的根系傷流強(qiáng)度分別顯著高于平作栽培、廂作栽培73.31%、93.91%；齊穗期，壟作栽培處理的根系傷流強(qiáng)度分別顯著高于平作栽培、廂作栽培101.14%、129.22%；平作栽培與廂作栽培處理的差異不顯著。

表3　不同栽培方式下雙季稻根系傷流強(qiáng)度

同季同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)。

晚稻分蘗盛期與孕穗期，根系傷流強(qiáng)度以廂作栽培處理的最高，壟作栽培次之，平作栽培處理的最低；在齊穗期，根系傷流強(qiáng)度以壟作栽培處理的最高，廂作栽培處理的次之，平作栽培處理的最低。在晚稻分蘗盛期，廂作栽培的根系傷流強(qiáng)度顯著高于平作栽培處理58.07%，但與壟作栽培處理的差異不顯著；在孕穗期，廂作栽培處理的根系傷流強(qiáng)度顯著高于其他處理，壟作栽培顯著高于平作栽培處理92.81%；在齊穗期，壟作栽培與廂作栽培處理的根系傷流強(qiáng)度差異不顯著，分別顯著高于平作栽培處理52.22%和46.87%。

3.2　龔廂栽培對(duì)雙季稻土壤酶活性的影響

由圖1可知，早稻季土壤中各處理的過氧化氫酶活性差異不顯著；脲酶活性以壟作栽培處理的最高，顯著高于其他處理，但平作栽培與廂作栽培差異不顯著；蔗糖酶活性以壟作栽培處理的最高，顯著高于其他處理，廂作栽培處理的次之，顯著高于平作栽培處理。

晚稻土壤中的過氧化氫酶活性以廂作栽培處理的最高，顯著高于其他處理，壟作栽培與平作栽培的差異不顯著；脲酶活性以壟作栽培處理的最高，顯著高于其他處理，廂作栽培處理的次之，顯著高于平作栽培處理；蔗糖酶活性以平作栽培處理的最高，顯著高于其他處理，壟作栽培處理的次之，顯著高于廂作栽培處理。

柱上不同字母表示處理間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3.3　壟廂栽培對(duì)雙季稻土壤碳、氮含量的影響

由表4可知，早稻季0～5 cm土層中，有機(jī)碳含量以廂作栽培的最高，分別顯著高于平作栽培、壟作栽培19.16%、10.84%；>5～10 cm土層中，廂作栽培的有機(jī)碳含量分別高于平作栽培、壟作栽培26.84%、10.84%；在>10～20 cm土層中，壟作栽培與廂作栽培的有機(jī)碳含量分別顯著高于平作栽培處理27.35%、35.26%。在早稻0～5 cm、>5～10 cm、>10～20 cm土層中，各處理全氮含量差異不顯著。在0～5 cm土層中，全氮含量以平作栽培處理的最高，壟作栽培處理的次之，廂作栽培處理的最低；在>5～10 cm、>10～20 cm土層中，全氮含量均以壟作栽培處理的最高，廂作栽培處理的次之，平作栽培處理的最低。在早稻0～5 cm土層中，土壤碳氮比以廂作栽培處理的最高，分別顯著高于平作栽培、壟作栽培43.13%、24.03%，壟作栽培與平作栽培處理的差異不顯著；在>5～10 cm、>10～20 cm土層中，碳氮比均以廂作栽培處理的最高，平作栽培處理的次之，壟作栽培處理的最低。

表4　不同栽培方式早晚季不同土層的土壤碳氮含量

同季同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)。

晚稻季0～5 cm土層中，壟作栽培與廂作栽培處理的有機(jī)碳含量分別顯著高于平作栽培處理6.71%、10.06%；在>5～10 cm土層中，有機(jī)碳含量以壟作栽培處理的最高，顯著高于平作栽培、廂作栽培10.02%、53.46%，平作栽培處理的次之，顯著高于廂作栽培處理39.48%；在>10～20 cm土層中，有機(jī)碳含量以壟作栽培處理的最高，顯著高于其他2個(gè)處理，其中廂作栽培與平作栽培處理的差異不顯著。在晚稻0～5 cm、>5～10 cm土層中，各處理全氮含量差異不顯著；在>10～20 cm土層中，全氮含量以平作栽培處理的最高，顯著高于壟作栽培、廂作栽培47.22%、55.88%，其中壟作栽培與廂作栽培處理的差異不顯著。在晚稻0～5 cm土層中，各處理碳氮比差異不顯著，其中以廂作栽培處理的最高，平作栽培處理的次之，壟作栽培處理的最低；在>5～10 cm土層中，碳氮比以壟作栽培處理的最高，顯著高于其他2個(gè)處理，其中平作栽培與廂作栽培的差異不顯著；在>10～20 cm土層中，壟作栽培與廂作栽培處理的碳氮比顯著高于平作栽培處理78.25%、56.76%。

3.4　壟廂栽培對(duì)雙季稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表5可知，早稻產(chǎn)量以壟作栽培處理的最高，廂作栽培處理的次之，平作栽培處理的最低，壟作、廂作栽培處理的實(shí)際產(chǎn)量分別比平作提高30.20%、5.34%。壟作栽培和廂作栽培處理的有效穗數(shù)分別高于平作栽培處理46.14%和29.22%；每穗總粒數(shù)以壟作栽培處理的最高，廂作栽培處理的次之，平作栽培處理的最低；結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量以平作栽培處理的最高，壟作栽培處理的次之，廂作栽培處理的最低。

表5　不同栽培方式雙季稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素

同季同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)。

晚稻季各處理的有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量差異均不顯著。晚稻產(chǎn)量以壟作栽培處理的最高，廂作栽培處理的次之，平作栽培處理的最低，壟作栽培和廂作栽培處理的實(shí)際產(chǎn)量分別高于平作栽培處理10.75%和8.60%。有效穗數(shù)以壟作栽培處理的最高，平作栽培處理的次之，廂作栽培處理的最低；每穗總粒數(shù)以廂作栽培處理的最高，壟作栽培處理的次之，平作栽培處理的最低；結(jié)實(shí)率以平作栽培處理的最高，廂作栽培處理的次之，壟作栽培處理的最低；平作栽培處理的千粒質(zhì)量高于壟作栽培和廂作栽培處理的。

4 結(jié)論與討論

已有研究[18]表明，壟作栽培對(duì)水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成均有一定的促進(jìn)作用，干濕交替灌溉的環(huán)境使水稻根系干物質(zhì)量、深層根系(10～20 cm)的干物質(zhì)量、根冠比、根表面積和根數(shù)等顯著增加，利于根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成。本研究發(fā)現(xiàn)，與平作相比，壟作栽培提高了早、晚季孕穗期的根系傷流強(qiáng)度、根總長(zhǎng)和根表面積，其中，晚稻齊穗期的根系傷流、根總長(zhǎng)和根表面積分別顯著提高52.22%、46.13%、36.90%。與平作栽培相比，廂作栽培降低了早稻季根系傷流強(qiáng)度以及分蘗盛期、齊穗期的根總長(zhǎng)和根表面積。萬琪慧等[19]研究表明，壟作栽培能增加作物根長(zhǎng)密度、根表面積和比根長(zhǎng)。本研究結(jié)果表明，壟作栽培能夠促進(jìn)根系生長(zhǎng)，廂作栽培阻礙了早稻的根系生長(zhǎng)?？赡苁且?yàn)槠阶鞯咎锔膲抛骱?，改善了土壤物理結(jié)構(gòu)和根際環(huán)境的通透性，使植株地上部與地下部協(xié)同生長(zhǎng)。而廂作栽培長(zhǎng)期受淹水的影響，不利于根系對(duì)氧氣的吸收，增加了根系有毒物質(zhì)的積累，并對(duì)根系產(chǎn)生了毒害作用，不利于根系的生長(zhǎng)。

有研究[20–22]表明，壟作免耕能夠有效增加稻田表層土壤有機(jī)碳。本研究結(jié)果表明：相比平作栽培，壟作栽培顯著提高了雙季稻土壤中0～20 cm土層中的有機(jī)碳含量、早稻>5～20 cm全氮含量以及早、晚季土壤脲酶活性，但降低了土壤過氧化氫酶活性；廂作栽培顯著提升了早稻季0～5 cm土層中有機(jī)碳含量和早、晚季稻田土壤過氧化氫酶活性。可見，壟作和廂作栽培均改善了土壤肥力狀況。究其原因，可能是壟作改變了原有的土壤結(jié)構(gòu)，提高了耕作面；壟作免耕對(duì)土層干擾小，再加上種植密度大，有機(jī)殘留物和凋落物在表層土壤匯集，表土層積累了更多的腐殖質(zhì)，提高了有機(jī)質(zhì)含量，有更好的營(yíng)養(yǎng)源供微生物生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)而影響土壤酶活性；廂作栽培增加過氧化氫酶活性是因?yàn)閹骈L(zhǎng)期淹水，免耕表層中的殘茬覆蓋物、地下根系等有機(jī)質(zhì)不斷經(jīng)微生物轉(zhuǎn)化進(jìn)入土壤表層，從而促進(jìn)了土壤速效養(yǎng)分的儲(chǔ)存與釋放。

前人[23–25]研究認(rèn)為，與常規(guī)平作相比，壟作栽培種植模式的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素均有所增加。本研究結(jié)果表明，壟作栽培早、晚稻分別增產(chǎn)30.20%和10.75%。增產(chǎn)的主要原因是單位面積有效穗數(shù)的提高。分析其原因，可能是起壟培土、開溝等措施增加了土壤溫度和氧氣含量，促進(jìn)根系生長(zhǎng)和分蘗發(fā)生；另一方面壟作栽培經(jīng)過微地形改造，加強(qiáng)了通風(fēng)透光，提高了光能利用率，促進(jìn)了干物質(zhì)積累。

綜上所述，壟作栽培更有利于改良土壤和水稻生長(zhǎng)發(fā)育。但要進(jìn)一步推動(dòng)壟作稻田的發(fā)展，必須加大壟作機(jī)具的研發(fā)，發(fā)展適合于稻田播種、收獲的多功能聯(lián)合作業(yè)機(jī)械。

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Effects of ridge and box cultivation on rice roots and soil fertility

ZHONG Kangyu1,2，TANG Zhiwei1,2，XIONG Rui1,2，ZHOU Wentao1,2，ZHANG Yalan1,2，OUYANG Ning1,2，LONG Pan1,2，XU Ying1,2，F(xiàn)U Zhiqiang1,2*

(1.College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2.Ministry of Education, Scientific Observation and Experimental Station of Crop Cultivation in Central China, Changsha, Hunan 410128, China)

To investigate the effects of three cultivation methods(ridge cultivation, box ditch cultivation, flat cultivation(conventional)) on rice root characteristics, soil fertility and rice yield, we performed a field plot experiment in Liuyang City, Hunan Province by use of Zhongjiazao 17(early rice season) and Taiyou 390(late rice season). The results showed that compared with flat cultivation, ridge cultivation had more of the total root length and root surface area from booting stage to full heading stage of late rice season, which were 49.43%, 46.13% and 52.14%, 36.90% respectively. The total root length and root surface area at the peak tillering stage in the late rice season were fewer by 33.75% and 31.39%, respectively. The ridge cultivation increased root bleeding volume from booting stage to full heading stage in early and late seasons by 73.31%, 101.14% and 92.81%, 52.22% respectively. Meanwhile, compared with flat cultivation, the ridge cultivation significantly increased soil urease activity in early and late rice fields as well as the content of organic carbon in 0-20 cm soil layer in early and late season. The box cultivation significantly decreased the content of organic carbon in >5-10 cm soil layer in late season with no significant difference in total nitrogen content in 0-10cm soil layer of rice fields in early and late rice seasons. In >10-20 cm soil layer of late rice season, flat cultivation owned the highest total nitrogen content, which was significantly higher than that in other treatments(47.22%-55.88%). In addition, ridge culture could increase the ratio of carbon and nitrogen in the >5-20 cm soil layer of late rice season and the effective panicles and total grains per panicle in early and late rice seasons, while the box cultivation increased the total grains per panicle in early and late rice seasons resulting the increased yield. In conclusion, the ridge cultivation was in favor of increasing the soil fertility of rice fields and the yield of double cropping rice.

rice; ridge cultivation; box cultivation; soil enzyme; root characteristics

S511.047

A

1007-1032(2022)06-0631-07

鐘康裕，唐志偉，熊瑞，周文濤，張雅蘭，歐陽寧，龍攀，徐瑩，傅志強(qiáng)．壟廂栽培對(duì)水稻根系及土壤肥力的影響[J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2022，48(6)：631–637．

ZHONG K Y，TANG Z W，XIONG R，ZHOU W T，ZHANG Y L，OUYANG N，LONG P，XU Y，F(xiàn)U Z Q．Effects of ridge and box cultivation on rice roots and soil fertility[J]．Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)，2022，48(6)：631–637．

http://xb.hunau.edu.cn

2022–02–21

2022–09–22

湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CX20190516)；湘北水稻生態(tài)優(yōu)質(zhì)技術(shù)集成與示范項(xiàng)目(2019YFD0301003)

鐘康裕(1998—)，男，湖南桃江人，碩士研究生，主要從事水稻高效高產(chǎn)栽培研究，98125149qq.com；*通信作者，傅志強(qiáng)，博士，教授，主要從事多熟制種植模式優(yōu)化與碳氮循環(huán)、稻田生態(tài)種養(yǎng)研究，zqf_cis@126.com

10.13331/j.cnki.jhau.2022.06.001

責(zé)任編輯：毛友純

英文編輯：柳正