摘 要：為探討不同冬種模式對土壤物理性質和后茬雜交水稻產量的影響，于2017-2019在貴州省綏陽縣進行了5種冬種模式(A：冬閑-水稻;B：油菜-水稻;C：蔬菜-水稻;D：馬鈴薯-水稻;E：綠肥-水稻)的試驗。結果表明，冬種作物各處理的后茬雜交水稻實收產量均高于冬閑處理，增幅為3.71%～8.48%，其中以冬種蔬菜和綠肥處理的后茬雜交水稻實收產量增產效果較明顯，增幅分別達到8.48%、7.6%;盡管不同冬種模式下后茬雜交水稻有效穗數、千粒重及結實率差異不顯著，但其每穗總粒數存在顯著差異，且B、C、D、E均顯著高于A。除綠肥-水稻模式外，其他模式的耕層容重之間均無顯著差異;油菜-水稻和蔬菜-水稻模式有利于提高耕層土壤毛管孔隙度和毛管持水量。綜上，相比其他冬種模式，蔬菜-水稻模式是一種較好的模式，他能夠改善土壤的物理性質和提高后茬雜交水稻的產量。
關鍵詞：冬種模式;雜交水稻;土壤物理性質;產量;每穗總粒數
農田的合理輪作是循環(huán)農業(yè)有效推廣運用的耕作栽培措施，不僅可提高作物產量，還可提高農田利用率，減少農藥、化肥的使用，使作物之間相互促進形成良性循環(huán)，農業(yè)生產中養(yǎng)地與用地結合[1-4]，選擇不同冬種模式已成為發(fā)展現(xiàn)代循環(huán)農業(yè)的一項重要栽培措施。
許多學者研究表明，不同稻田復種輪作方式下水稻的生長發(fā)育情況和土壤特性存在明顯差異。黃國勤[3]、王人民[4]、熊云明[5]研究表明，稻田水旱可使土壤物理性狀得到改善，隨著耕種年限的增加，土壤的容重下降，孔隙度增加，土壤通透性大大增強。高菊生等[6]研究表明，冬種綠肥能提高水稻產量，易鎮(zhèn)邪[7]、王禮獻[8]、周春火[8]研究表明，稻田冬種作物能夠改善水稻產量構成因素，促進水稻生長發(fā)育，獲得較高的群體干物質重，從而提高水稻產量。
目前貴州省水稻種植區(qū)主要以單季水稻連作為主，稻田冬閑面積大、復種指數低[10]，長期的連作制度加上化肥、農藥等化學制品的過量使用，容易導致土壤養(yǎng)分失去平衡，土壤酶活性降低、稻田生態(tài)環(huán)境惡化等問題，從而造成土地可持續(xù)利用的能力下降，進而影響了作物的產量與品質[11-12]。因此，本研究在稻田復種輪作的條件下，設計了冬閑、油菜、蔬菜、馬鈴薯、綠肥5種冬種模式，以考察和比較不同冬種模式下水稻產量及產量構成，并分析其對耕層土壤物理性狀的影響，探索高效、高產的種植模式，旨在促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展，增加農民收入，為貴州循環(huán)農業(yè)的發(fā)展提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗于2017—2019年連續(xù)3年在貴州省綏陽縣風華鎮(zhèn)銀堡村秦家壩(N27°93′、E107°10′)進行。該地區(qū)屬亞熱帶季風氣候，全年總輻射量約為3475MJ/m2，年平均日照時數僅為1053.1h，平均氣溫在11.5～17.5℃之間，無霜期>280d，年平均降雨量在900～1250mm。該試驗地水源充足，排灌方便，適宜種植多種農作物。試驗田主要肥力性狀如下：
1.2 試驗材料
供試水稻品種為‘中優(yōu)808’，馬鈴薯品種為‘費烏瑞它’，綠肥品種為‘紫云英’，油菜品種為‘油研817’，蔬菜品種為‘上海青(Brassica chinensis L. )’。試驗供試氮肥為尿素(N 46.4%)，磷肥為過磷酸鈣(P2O516%)，鉀肥為氯化鉀(K2O60%)。
1.3 試驗設計
試驗設5個處理：處理A為冬閑—水稻(CK)，處理B為油菜—水稻，處理C為蔬菜—水稻，處理D為馬鈴薯—水稻，處理E為綠肥—水稻，每個處理重復3次，隨機區(qū)組排列，共15個小區(qū)，小區(qū)面積為30m2，重復間留寬50cm的走道。
蔬菜和油菜于每年9月下旬育苗，10月下旬移栽，均單苗移栽。蔬菜行株距為50cm×20cm，氮肥、磷肥和鉀肥的施用量分別按純N105kg/hm2、P2O590kg/hm2、K2O120kg/hm2，全部基施，蔬菜于次年的1月中下旬收獲，蔬菜收獲鮮嫩部分后老葉全部還田。油菜行株距為50cm×40cm，氮肥處理采用分次施肥法，基肥、苗肥、蕾苔肥施氮量分別105kg/hm2、52.5kg/hm2、52.5kg/hm2;磷肥和鉀肥用量分別按P2O590kg/hm2、K2O120kg/hm2，全部基施，油菜于次年的5月中下旬收獲，油菜收獲籽粒后，油菜秸稈全部粉碎還田。綠肥與蔬菜油菜移栽時撒播，播種量30kg/hm2，不施任何肥料，于次年盛花期翻壓還田。馬鈴薯于每年1月上旬播種，行株距為60cm×20cm，穴播，氮肥處理采用分次施肥法，基肥和追肥施氮量分別為186kg/hm2、46.5kg/hm2;磷肥和鉀肥施用量分別為P2O596kg/hm2、K2O262.5kg/hm2，全部基施，馬鈴薯于每年的5月中下旬收獲，收獲塊莖后，其余莖葉全部還田。
水稻于每年4月上旬育秧，5月下旬移栽，行株距為30cm×16.67cm，單本移栽。氮肥用量按純N150kg/hm2，采用分次施肥法，基肥(35%)、分蘗肥(20%)、促花肥(30%)和保花肥(15%);磷肥用量按P2O596kg/hm2，全部基施;鉀肥用量按K2O135kg/hm2，基肥和促花肥兩次對半施用。水稻于每年的9月中下旬收獲，水稻收獲籽粒后，稻草不還田。稻田管理同一般大田，并及時控制病蟲草害。
1.4 測定項目與方法
1.4.1 產量及其產量構成
水稻成熟期于每小區(qū)收割99穴，作為測產樣，脫粒曬干風選后稱取30g，采用烘干法測定稻谷的實際含水量，按13.5%水分折算水稻的實收產量。同時，每小區(qū)按平均莖蘗數選取代表性植株6穴考種，考察產量構成因素。
1.4.2 土壤物理性質的測定
土壤樣品于2019年10月23日水稻收獲后采集。在每小區(qū)分0～7cm、7～14cm、14～21cm三層取土樣，用環(huán)刀法測容重，用環(huán)刀浸泡法測毛管孔隙度和毛管持水量，用經驗公式Tp(%)=93.947-32.995Bd(Tp為總孔隙度，Bd為容重)計算總孔隙度，通氣孔隙度為總孔隙度與毛管孔隙度之差[13]。
1.5 統(tǒng)計分析
試驗數據采用SAS9.0軟件進行分析。
2 結果與分析
2.1 不同冬種模式對后茬雜交水稻產量及產量構成因素的影響
由表2可知，除2018年處理B以外，不同年度各冬種模式的后茬水稻實收產量均高于冬閑田。2017年，處理B、C、D、E差異不顯著，但均顯著高于處理A，其中，以處理E產量最高，達8068kg/hm2;2018年，處理A與處理C、E達到顯著性差異，而處理B、D差異不顯著，以處理E產量最高，達到8906.8kg/hm2;2019年，處理A與處理B、C達到顯著性差異，而與處理D、E差異不顯著，以處理C產量最高，達到9209.87kg/hm2;從3年的平均產量來看，處理B、C、D、E均顯著高于A處理，其中，處理C的產量最高，顯著高于B、D，而與處理E無顯著差異。綜上所述，冬種作物能夠提高水稻產量，達到增產效果。
水稻產量受有效穗數、結實率等因素影響。由表2可知，有效穗數方面，2017年、2019年各處理之間差異性不顯著;2018年以處理B最高，與處理C、E差異顯著，而與處理A、D差異不顯著;從3年平均值來看，處理B最高，但與其他處理無顯著性差異。每穗總粒數方面，2017年，處理B顯著高于其它處理，處理C、D、E差異不顯著，但顯著高于處理A;2018年，處理A與處理C達到顯著性差異，而與處理B、D、E差異不顯著;2019年各處理之間差異性不顯著;從3年平均值來看，處理B、C、D、E均顯著高于A處理，且處理B、C、D、E之間無顯著差異，其中以處理B最高。結實率方面，2018年、2019年各處理之間差異不顯著;2017年，以處理A最高，與處理D、E有顯著性差異，而與處理B、C差異不顯著;從3年平均值來看，以處理A最高，但各處理之間差異不顯著。千粒重方面，不同年份各處理之間差異不顯著;從3年平均值來看，以處理B最高，但各處理之間差異不顯著。綜上所述，冬種作物各處理的后茬雜交水稻每穗總粒數均高于冬閑田，而有效穗數、結實率及千粒重差異不顯著，表明不同處理間水稻產量的差異主要是每穗總粒數不同所致。以處理B的產量構成因素表現(xiàn)較好，但由于自然災害的影響，實際產量不高。
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