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近年来水稻轻型化栽培技术发展迅速,但其与人工移植的的全面系统比较还相对欠缺。一般而言,此前关于轻型稻作的研究大多集中在对水稻生长和产量的影响上,欠缺不同轻型栽培方式对土壤肥力可持续性及经济效益的综合比较与评价。
本文以赣东北传统种植方式(插秧)和传统耕作方式(深翻耕)为对照,比较研究了早晚稻(2008年晚稻到2010年早稻,共四季水稻)直播和抛秧2种轻型种植方式以及轻型耕作(浅旋耕)及基于轻型稻作基础上的秸秆还田三种稻作方式对水稻生长与产量、养分吸收利用及土壤养分性状的影响。旨在探讨不同水稻轻型化栽培方式的可行性和产量形成过程以及土壤肥力的变化,结合经济效益从而综合评价轻型化栽培方式。其主要研究结果如下:
(1)轻型种植方式中,与插秧相比,直播缩短了水稻生育期;直播和抛秧减少了单株重和株高;直播和抛秧增加了单位面积茎蘖数,提高了水稻拔节后叶面积指数。虽然与插秧相比,直播和抛秧减少了穗粒数,但增加了单位面积穗数。除2009年晚稻产量抛秧显著高于直播和插秧外(分别高出4.1%和4.8%),两季早稻和2008年晚稻产量三种种植方式之间无显著差异。在养分吸收利用上,插秧处理下植株氮、植株磷和植株钾的吸收量低于直播和抛秧处理;与插秧相比,直播处理显著增加了两季早稻植株氮、磷含量,同时也显著提高了2009年早晚稻植株对钾的吸收。土壤养分上,插秧处理的速效养分含量最低;抛秧处理的土速效钾含量最高;直播处理的速效磷含量和碱解氮含量最高。
(2)耕作方式上,与深耕相比,浅旋耕增加了水稻生长前期的茎蘖数和单株干重,但降低了水稻生长后期LAI,从而导致减产。尤其在最后两个生长季,浅旋耕处理下的水稻产量显著降低。与深翻耕相比,浅旋耕处理下早晚稻植株养分吸收量呈现出降低的规律。同时,浅旋耕处理下四季水稻收获后的速效养分含量均有所增加,尤其是2009年晚稻的速效养分含量显著增加。
(3)与秸秆不还田相比,秸秆机械还田减少了水稻生长前期的分蘖数,降低了分蘖期的LAI,但提高了抽穗后的干物质积累,从而提高了水稻产量(后三季水稻分别增产6.68%,2.78%,8.11%)。秸秆还田后,2009年晚稻植株磷和植株钾含量显著增加,分别增加了6.8%和3.1%;2010年早稻植株钾含量增加了6.0%,达显著水平。秸秆还田方式对全量养分影响为:秸秆还田处理的土壤全量含量均有所提高,但差异不显著。同时,秸秆还田后,能显著提高土壤碱解氮、速效钾含量。
(4)经济效益上,浅旋耕直播、抛秧具有明显的节本效果。与深翻耕插秧组合相比,晚稻时,浅旋耕抛秧和直播组合成本分别减少了14.5%和18.3%。早稻时,浅旋耕抛秧和浅旋耕直播组合下的成本比深翻耕插秧分别降低了16.4%和22.3%。晚稻采用浅旋耕抛秧处理,早稻采用深翻耕直播处理能获得最大的经济效益。
综上所述,轻型化方式在赣东北地区是可行的,但在大田实际生产中应综合考虑耕作、种植、秸秆还田和土壤状况以及气候条件等方面,采用合适的组合,才能使效益最大化,达到增产增效的目的。