垄作梯式栽培对水稻根系生长的影响

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(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

2012-10-16

彭亚琼(1990-)，女，湖南衡山人，硕士研究生，Email:917059126 @qq.com。*通信作者，Email: hh863@126.com。

“十二五”国家公益性行业(农业)科研专项(201203081-2)。

垄作梯式栽培对水稻根系生长的影响

彭亚琼，郑华斌，扈婷，陈杨，黄璜*

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

以中稻品种Y两优1号、黄花占和晚稻品种湘晚籼17号、天优华占为材料，研究了垄作梯式栽培对水稻根系生长的影响，结果表明：(1)各品种垄作梯式栽培条件下的白根数较普通平作显著增加，灌浆期与成熟期表现一致；(2)与垄下水稻根系相比，垄上和垄中水稻根系白根数、总根数、根干重和根体积均增加；(3)垄作梯式栽培条件下杂交稻单位面积的根体积和根干重高于普通平作，而常规稻变化规律不明显。垄作梯式栽培模式改善了土壤条件，尤其是垄上和垄中土壤条件，促进了水稻根系的发育，为高产打下了基础。

水稻；垄作；梯式栽培；根系

垄作梯式栽培即在稻田开沟起垄，垄上呈梯式高密度种植水稻，同时沟中采用自然降雨蓄水和少量人工灌水，实行半旱式浸润灌溉，能较好地协调土壤中水、肥、气、热关系[1]，是一项新的栽培耕作技术。

垄作梯式栽培通过改变稻田的微地形，不仅加大了土壤与空气接触的面积，增加土壤孔隙度，有利于植株通气，而且有利于根系向下伸长，从而充分利用深层水资源。起垄时肥料集中于垄中，有利于根系吸收，提高肥料利用率，达到提高产量、提高养分、水资源的利用效率的目的，为水稻种植应对气候变化提供新的途径。研究表明，垄作免耕比常规平作和水旱轮作处理的水稻根系数量多、白根率高、根系活力都强，分蘖早，群体性状表现佳，水稻产量高[2～5]。

本试验拟研究杂交稻和常规稻垄作梯式栽培与常规栽培方式的差异，分析垄作水稻根系对环境因子的适应情况，更全面、更好的了解垄作水稻根系的生长状况，为垄作水稻高产栽培和水稻立体种养提供理论依据与技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料

选取中稻品种Y两优1号和黄花占，晚稻品种湘晚籼17号和天优华占为试验材料，中晚稻中杂交稻组合和常规稻品种各1个。

1.2 方法

采用起垄机起垄，相邻两条垄的距离为55～75 cm，垄高30～50 cm；秧苗移栽至垄上的株距为8～12 cm，行距为15～18 cm，每穴2～3苗。

垄的两侧斜面与水平面的夹角相同或不相同，垄的形状优选为垂直于该垄延伸方向的截面为三角形或梯形。若垄的两侧斜面与水平面的夹角相同，则垄在垂直于垄延伸方向的截面为等腰三角形或等腰梯形[6]。

在水稻生长期间，采用自然蓄水进行半旱式浸润灌溉。

各阶段的施肥量优选为：基肥的施肥量为有机肥15.0～22.5 t/hm2，加少量尿素、碳铵、钾肥；或尿素161.0～241.5 kg/hm2、钾肥95.0～142.5 kg/hm2、磷肥164.0～245.8 kg/hm2、硅肥450 kg/hm2、硫酸锌75 kg/hm2夹入垄内。分蘖肥为尿素64.4～96.6 kg/hm2。 幼穗分化肥为尿素64.4～96.6 kg/hm2、氯化钾95.0～142.5 kg/hm2。抽穗肥为尿素32.2～48.3 kg/hm2。

在除草过程中，除草剂按照每公顷用有效含量2.5%稻杰乳油600～1 200 mL加水300～450 kg喷雾；或者每公顷用有效含量2.5%稻杰乳油900～1 500 mL拌毒土或肥料撒施。

害虫防治可以采用物理方法，物理方法优选为黑光灯诱杀或频振式杀虫灯诱杀。同时采用药剂防治。药剂防治二化螟为每公顷用5%锐劲特悬浮剂450～600 mL，对水喷雾；防治三化螟每公顷用600～900 mL，对水喷雾。

药剂防治稻纵卷叶螟按照有效含量1%的虫螨杀星225～375 mL加有效含量25%黑光灯乳油300～450 mL，或加乐斯本300～450 mL，或加20%三唑磷375～525 mL，对水喷雾。

药剂防治水稻纵卷叶螟、稻叶蝉、稻飞虱按照每公顷用有效含量5%的锐劲特悬浮剂600～750 mL、有效含量50%的叶蝉散可湿性粉剂1 050～1 500 g或有效含量50%的马拉硫磷乳剂1 050～1 500 g、有效含量25%的扑虱灵粉剂600～900 g或有效含量25%的阿克泰水分散粒剂60～90 g，对水喷雾。

1.2.1 试验设计

试验于2010年在湖南省浏阳市北盛镇乌龙社区进行，该地属中亚热带季风湿润气候。供试土壤含全氮1.48 g/kg、全磷0.57 g/kg、全钾13.63 g/kg、速效氮99.31 mg/kg、速效钾134.71 mg/kg、速效磷15.28 mg/kg、有机质30.02 g/kg，pH5.50。

试验设垄作梯式栽培模式和普通平作栽培(CK)模式两种处理。选用随机区组排列，垄作梯式栽培模式小区30 m×3 m，普通平作栽培小区5 m×5 m，各个处理3次重复，总面积900 m2。

各处理小区纯氮、纯磷和纯钾施用量分别为180 kg/hm2、37.5 kg/hm2、120 kg/hm2。两种处理先施用相同的基肥。剩余肥料的施用，垄作梯式栽培模式与平作栽培的施用方式不一。垄作梯式栽培模式中，晚稻的管理每4 d浇一次水，浇水前先施化肥，每公顷施尿素15 kg加复合肥112.5 kg，从第三次开始，每7 d浇一次水，浇水前先施化肥，每公顷尿素22.5 kg加复合肥150 kg，施4次。中稻的管理每隔7 d浇水一次，浇水前先施化肥，每公顷尿素22.5 kg加复合肥150 kg，施4次。如遇下雨，可免除人工浇水。普通平作栽培施肥量与施用时间则与垄作梯式栽培相同，但不进行人工浇水。中稻于5月20日播种，6月15日移栽；晚稻于6月10日播种，7月5日移栽。其他的田间管理按常规进行。

1.2.2 测定项目与方法

分别于灌浆期与成熟期，采集完整水稻植株根系，于清水中反复洗净。每小区取样2蔸测定根系特征，包括白根数、总根数、根体积和根干重。测定根数时，将单蔸根系仔细剪下，测定其白根数及总根数。测定根体积时，当水稻根量较少时，可直接将根系放入10 mL的量筒中测定；当水稻根量较庞大时，采用根体积测定装置测定。

1.3 数据处理

数据均在Microsoft-Excel 2003处理和SAS9.0上统计分析。

2 结果与分析

2.1 垄作梯式栽培对中稻品种根系的影响

垄作梯式栽培模式下，垄的不同部位也影响根系特性。表1表明，黄华占和Y两优1号的表现一致，在灌浆期和成熟期，垄上的白根数明显多于垄中和垄下的白根数，其总根数表现出与白根数一样的变化规律，但成熟期黄华占的总根数除外。垄上的根体积最大，其次是垄中和垄下。灌浆期，垄上的单位面积根干重最大，其次是垄中，最后是垄下；成熟期，根干重的变化规律不一。

表1表明，不论灌浆期或成熟期，垄作梯式栽培下黄花占、Y两优1号的平均白根数，与普通平作相比，分别增加了66%～95%和213%～1000%，且达到5%的显著水平。总根数的变化规律与白根数一致，与普通平作相比，黄花占、Y两优1号分别增加了21%～41%和5%～33%，除成熟期的Y两优1号外，均差异显著。与普通平作相比，黄花占的平均根体积，分别增加了40%～120%，且达到5%的显著水平；Y两优1号灌浆期增加了11%，但成熟期却减低了35%，差异显著。与普通平作相比，黄华占的平均根干重，灌浆期减低了31%，成熟期则增加了19%，但差异不显著；Y两优1号的平均根干重，灌浆期增加了24%，成熟期则减低了28%，但差异不显著。

表1 垄作梯式栽培的中稻品种根系生长情况

2.2 垄作梯式栽培对晚稻品种根系的影响

垄作梯式栽培模式下，晚稻品种在垄的不同种植部位表现出来的根系特性不同。表2表明，垄作梯式栽培垄中的白根数明显多于垄上和垄下的白根数，湘晚籼17号、天优华占表现一致，灌浆期和成熟期表现也基本一致。而垄作梯式栽培下，湘晚籼17号垄中的总根数表现出与白根数一样的变化规律，但成熟期的天优华占总根数则是垄下最大，其次是垄中和垄上。以垄中的根体积最大，其次是垄下和垄上，垄下的根体积与普通平作的根体积基本相等。垄中单位面积的根干重最大，其次是垄下，最后是垄上，两个品种在灌浆期和成熟期，变化规律基本相同。

表2表明，不论灌浆期或成熟期，与普通平作相比，垄作梯式栽培下湘晚籼17号、天优华占的白根数分别增加了85%和317%～395%，且达到5%的显著水平(湘晚籼17号灌浆期的白根数除外)。根系总根数的变化规律与白根数一致，湘晚籼17号、天优华占的总根数，分别增加了21%～41%和5%～33%，差异显著。与普通平作相比，湘晚籼17号的根体积分别降低了4%～22%，但差异不明显；天优华占的根体积，灌浆期减低了12%，但成熟期则增加了71%，差异显著。与普通平作相比，湘晚籼17号的根干重，灌浆期增加了4%，但成熟期则降低了6%；天优华占的根干重，灌浆期降低了8%，成熟期降低了20%，但差异都不显著。

表2 垄作梯式栽培的晚稻品种根系生长情况

3 小结与讨论

垄作梯式栽培模式采用半浸润式灌溉，只需在垄沟间蓄积自然降水，就可保证水稻生长发育的需要。不论是灌浆期或成熟期，垄作梯式栽培措施下的中、晚稻品种的白根数都要明显高于普通平作。

垄作梯式栽培模式下，垄上和垄中的土壤，由于长期处于半干旱的状态，水稻根系长期处于水分胁迫的环境中，为适应水分条件的变化，相对于垄下的水稻根系，垄上和垄中的水稻增加了白根数和总根数，增加了根干重和根体积。

单位面积根体积和根干重二个性状，垄作梯式栽培下的杂交稻高于普通平作，常规稻的变化规律则表现不一致。

由此可见，垄作梯式栽培模式改善了土壤条件，尤其是垄上和垄中土壤条件，促进了水稻根系发育，为高产打下了基础。

[1] 马世均.国外旱地农业的发展现状[J].中国农学通报,1989,7(2):30-31.

[2] 邵达三,黄细喜.南方水田少(免)耕法研究报告[J].土壤学报，1985,22(4);305-319.

[3] 杜金泉,方树安.水稻少免耕技术研究 Ⅰ.稻作少免耕类型、生产效应及前景的探讨[J].西南农业学报,1990,3(4):26-32.

[4] 谢德体.水稻半旱栽培增产效果及机理研究[J].西南农业大学学报,1985,7(4):23-28.

[5] 王昌全,魏成明,李廷强,等.不同免耕方式对作物产量和土壤理化性状的影响[J].四川农业大学学报,2001,19(2):152-154.

[6] 郑华斌，高文娟，扈 婷，等.水稻梯式栽培下野鸡野鸭生态种养设计与思考[J].作物研究，2011，25(5):493-496.

S511.01

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1001-5280(2012)07-0014-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.07.04