鄂东南冷浸稻田改良对土壤温度及水稻产量构成的影响

杨汉，夏贤格，黄志谋，瞿和平，张枝盛，秦晓银，黎雨薇

（1.咸宁市农业科学院，湖北 咸宁 437000；2.湖北省农业科学院，武汉 430064）

冷浸田是指长期受水浸渍，以“冷、烂、毒、瘦”为特征的水田，具有速效养分含量低、养分活化度不够、有毒物质累积多、结构差、温度低等特点，导致水稻根系发育不良、分蘖减少、养分吸收差、产量低［1］。湖北省冷浸田主要分布于鄂东南低山丘陵、鄂西山区及鄂中部分县（市）的丘陵山区，其中以鄂东南低山丘陵区面积最大。

冷浸田增产潜力巨大，对其进行改良是保证中国粮食安全的有效途径，可大幅度提高冷浸田的生产力。本研究以鄂东南低丘陵区冷浸田为研究对象，采用“挖沟排水、施碱改酸、微肥调控、秸秆还田”的暖田技术对其进行改良，调查和分析土壤温度、水稻产量构成因素的影响，为鄂东南冷浸田综合改良治理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点位于湖北省咸宁市咸安区汀泗桥镇赤岗村（29°50′N，114°17′E），试验地地势平坦，肥力中等、均匀，排灌方便，阳光充足，土质红黄壤。

1.2 种植材料

试验在同一田块进行，早稻品种为两优287，晚稻品种为泰优398。

1.3 试验设计

均设置3个处理：常规技术模式（对照，CK）、暖田技术模式（T1）、微肥改良技术模式（T2），随机区组设计，3次重复，小区面积84 m2、小区长12 m、宽7 m，株行距13.33 cm×16.67 cm，人工插秧，每个处理四周用农膜做好隔离。

1.4 处理措施

1.4.1 常规技术模式（CK）人工插秧，秸秆全量还田，常规管理，冬泡。每小区施复合肥5.5 kg。

1.4.2 暖田技术模式（T1） 人工插秧，秸秆全量还田，田间人工起沟。每小区施5.5 kg复合肥、1.5 kg二氧化硅、0.3 kg硫酸锌、7.5 kg石灰，用农膜做好隔离之后均匀撒施；冬炕。

1.4.3 微肥改良技术模式（T2） 人工插秧，秸秆全量还田。每小区施5.5 kg复合肥、1.5 kg二氧化硅、0.3 kg硫酸锌、7.5 kg石灰，用农膜做好隔离之后均匀撒施；冬炕。

1.5 田间管理

早稻于2020年3月21日播种，采用棚内水育秧，4月27日人工移栽；晚稻于2020年7月9日播种，采用露地水育秧，8月2日人工移栽。移栽后田间水肥管理及病虫草害防治均一致。

1.6 测定指标和方法

1.6.1 土壤温度 测定并记录水稻从分蘖期到成熟期田间5、10、20 cm土壤深度早（7：00）、中（12：00）、晚（18：00）的地温，早稻于5月2日至7月11日每隔1周记录1次，晚稻于8月5日至10月21日每隔1周记录1次。

1.6.2 产量构成因素 在苗期每小区选定10穴水稻调查分蘖数，成熟期将10穴取样考种，调查有效穗数、每穗总粒数、实粒数、千粒重、产量等。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤温度的影响

随着季节的推移，田间地温总体上呈现出逐步上升（早稻）和逐步下降（晚稻）的趋势。中午12：30地温变化最明显；不同深度各处理间地温变化趋势是一致的，地温随着土壤深度增加而降低。

T1和T2具有升温较快的特点，温度越高升温越明显。5 cm深度12：00地温5月23日第一次回温，T1和T2地温分别增长至33.9℃和33.3℃，CK增长至32.7℃，相比CK，T1和T2地温分别增长1.2℃和0.6℃（图1）。如图2所示，T1和T2有降温较慢的特点，温度越低降温越缓慢，能起到保温的作用。5 cm深度12：00调查地温，9月2日降温幅度最大，T1和T2地温分别降低至31.4℃和31.0℃，CK降低至30.8℃，与CK相比，T1和T2地温分别增加0.8℃和0.2℃。

图1 早稻不同处理对地温的影响

图2 晚稻不同处理对地温的影响

较常规技术模式，暖田技术模式和微肥改良技术模式对不同深度的土壤具有增温效果，从而能促进水稻生长。

2.2 不同处理对水稻产量构成因素的影响

CK、T1和T2对水稻产量构成因素的影响见表1。

表1 不同处理产量构成

T1的分蘖率、有效穗、产量与CK相比均具有显著差异。T1早稻于5月29日达到最高苗数和分蘖率，分蘖率为310.9%，有效穗为466.5万/hm2，T1早稻实际产量为7 861.7 kg/hm2，较CK增产22.12%。T1晚稻于9月7日达到最高苗数及分蘖率，分蘖率为316.2%，T1晚稻有效穗为437.0万/hm2，实际产量为8 096.0 kg/hm2，较CK增产25.37%。

T2的分蘖率、有效穗与CK相比无显著差异，但其产量与CK相比具有显著差异。早稻T2实际产量为7 322.4 kg/hm2，较CK增产13.75%，晚稻T2实际产量为7 513.5 kg/hm2，较CK增产16.35%。

2.3 不同处理对品种生育期的影响

不同处理品种生育期（表2）表明，T1和T2早稻全生育期短，为117 d，CK长，为118 d；晚稻全生育期T1和T2为122 d，常规技术为123 d。说明暖田技术可使水稻品种生育期提前，从而降低双季稻机插茬口衔接紧的风险。

表2 生育期情况

2.4 经济效益分析

对不同处理的经济效益进行分析，进行投入与产出核算，以此衡量生产效益。两优287和泰优398两季种植效益分析见表3。在投入上，T1和T2比CK每公顷分别增加了3 900.0、2 700.0元；在纯收入上，T1比CK每公顷增加收入4 321.2元，增加效益45.99%，T2比CK增加收入2 916.0元，增加效益31.04%。

表3 效益分析

3 小结与讨论

冷浸田土壤透气性较差，微生物活动弱，加之低温和缺氧条件下还原物质积累，对水稻根系产生毒害作用，甚至造成烂秧死苗现象，严重影响水稻的生长，造成水稻减产，成为提高湖北省水稻产量的主要障碍［2］。改良措施有调整肥料结构，同时增施锌肥和硅肥，促进水稻稳定增产［3］；施用土壤改良剂，如过氧化钙、石灰、粉煤灰等也能改善土壤氧化还原状况，结合秸秆还田处理可以提高土壤速效养分含量，对冷浸田增产效果较好［4］；栽培措施方面，垄作可提高土壤温度，增加土壤有机质含量，提高土壤pH，提高土壤酶活性，增加土壤速效养分含量，促进水稻生长，提高水稻产量［5］；长期开沟排水促进土壤有机质矿化，增强了土壤微生物活性，提升产量明显［6］。对于冷浸田改良的研究多是从单项措施方面进行，缺乏施肥和栽培措施相结合的研究。

针对鄂东南土壤质地黏重、通透性差、偏酸、微量元素缺乏等问题，通过集成冷浸田改良的研究成果，从农艺改良的角度，采取“挖沟排水、施碱改酸、微肥调控、秸秆还田”的栽培措施，创新集成暖田技术模式。2019年，对冷浸田晚稻（泰优398）的根系发育、干物质含量进行了研究，结果表明，暖田技术模式和微肥改良技术模式能促进水稻根系生长发育，增加干物质积累，增加根冠比［7］。

暖田技术模式和微肥改良技术模式与常规技术模式相比，可以显著改善水稻田间土壤酸碱度、通透性，增加微量元素供给，提高根系生长发育能力，增加土壤地温，促进水稻营养物质运输效率，增加干物质积累，稳定提高水稻的产量，从而增加经济收益。暖田技术模式在改善土壤理化性质、提高根系生长、增加地温、促进干物质含量、增加产量等方面要优于微肥改良技术模式。2020年寒露风提前，晚稻抽穗期和灌浆期遇低温影响，在此恶劣天气影响下，暖田技术模式效果更为显著。