李大明， 余喜初， 柳開樓， 葉會財(cái)， 徐小林， 周利軍， 胡惠文， 黃慶海

(江西省紅壤研究所，農(nóng)業(yè)部江西耕地保育科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，南昌 331717)

工程排水和農(nóng)業(yè)措施改良鄱陽湖區(qū)潛育化稻田的效果

李大明， 余喜初*， 柳開樓， 葉會財(cái)， 徐小林， 周利軍， 胡惠文， 黃慶海

(江西省紅壤研究所，農(nóng)業(yè)部江西耕地保育科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，南昌 331717)

潛育化稻田；工程排水；栽培措施；水稻產(chǎn)量；還原物質(zhì)總量；土壤養(yǎng)分

我國南方湖泊水體密布，湖區(qū)周邊稻田潛育化現(xiàn)象嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國南方的潛育化稻田達(dá)252.4萬公頃[1]，其中代表性的省份有江西、湖南和江蘇等。長期漬水導(dǎo)致土壤缺氧，活性還原物質(zhì)過度積累[2-4]。雖然潛育化水稻土有機(jī)質(zhì)及全量養(yǎng)分貯量豐富，但土壤礦化度低，有效養(yǎng)分偏少，且水土溫度低，生物活性較差，加之還原性有害物質(zhì)的積累，對水稻生長極為不利[1,5]，強(qiáng)潛育化稻田水稻產(chǎn)量僅為非潛育化的56%[6]。由于潛育化水稻土主要分布在肥水條件較好的地勢低洼區(qū)域，富含有機(jī)質(zhì)，潛在肥力高，被認(rèn)為是具有較強(qiáng)增產(chǎn)潛力的低產(chǎn)土壤類型。

近二十年來，對潛育化水稻土的研究幾乎處在停滯的狀態(tài)，所積累的潛育化水稻土改良措施主要是上世紀(jì)80年代的研究所獲得，目前急需進(jìn)行潛育化水稻土質(zhì)量改良及水稻產(chǎn)量提升相關(guān)技術(shù)的研究。工程排水措施(開挖排水溝或埋設(shè)暗溝、暗管等)可以顯著降低稻田的潛育化程度，提高水稻的產(chǎn)量[7-8]，是改良潛育化稻田最有效的方法。壟作、濕潤灌溉、冬季曬閥等農(nóng)業(yè)管理措施也是調(diào)控稻田水分、改善土壤氧化還原狀況的重要措施[9-12]。工程排水與農(nóng)業(yè)措施相結(jié)合進(jìn)行湖區(qū)潛育化稻田改良報(bào)道較少。因此，本項(xiàng)目進(jìn)行了工程排水和農(nóng)業(yè)措施對湖區(qū)潛育化稻田水稻產(chǎn)量、土壤還原物質(zhì)總量、土壤物理化學(xué)性質(zhì)的研究和評價，為制定改良潛育化稻田集成技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，其中主處理為工程排水(Ditching Drainage, D-D)和無工程排水(Non Ditching Drainage, N-D-D)，副處理為持續(xù)淹水(Continuously Flooded, CF)、壟作(Ridge Culture, RC)、濕潤灌溉(Wet Irrigation, WI)和冬季曬閥(Winter Plough, WP)。主處理不設(shè)小區(qū)試驗(yàn)，選取對應(yīng)田塊，工程排水試驗(yàn)區(qū)周邊開挖深30 cm、 寬30 cm的排水溝，在水稻生育期內(nèi)及時排出田面過量積水以降低地下水位；無工程排水試驗(yàn)區(qū)不開挖排水溝，采用農(nóng)民習(xí)慣方式進(jìn)行水分管理。副處理采用小區(qū)試驗(yàn)，在工程排水和無工程排水田塊分別設(shè)置小區(qū)試驗(yàn)；小區(qū)面積為30 m2(5m*6m)，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，每個小區(qū)周圍圍成30 cm寬、50 cm高的堤壩(農(nóng)膜包裹堤壩防止水肥流失)。持續(xù)淹水處理始終保持田面有1 cm以上的水層，濕潤灌溉除了關(guān)鍵生育期稻田有水層外，其他時期不建立水層，但保持田間濕潤；壟作處理在小區(qū)內(nèi)起壟，壟高5 cm，壟寬60 cm；壟間用15 cm寬、15 cm深的排水溝隔開；冬季曬閥處理晚稻收獲后深翻土壤25—30 cm冬曬。試驗(yàn)于2011年晚稻收獲后確定試驗(yàn)地點(diǎn)，并做好試驗(yàn)準(zhǔn)備；2012年早稻生長季開始實(shí)施，共進(jìn)行2年4季試驗(yàn)。

種植制度為早稻-晚稻-冬閑，早稻品種為金優(yōu)458，晚稻品種為淦鑫688。肥料用量為N 180 kg/hm2、 P2O590 kg/hm2、 K2O 120 kg/hm2，氮肥種類為尿素(含氮量為46%)，磷肥為鈣鎂磷肥(P2O5為12.5%)，鉀肥為氯化鉀(K2O含量為60%)， 磷鉀肥作基肥一次施加，氮肥分為基蘗穗三次施用，施用比例為4 ∶3 ∶3。稻田病蟲害按當(dāng)?shù)亓?xí)慣采用農(nóng)藥進(jìn)行防治，雜草人工拔除。

1.3 測定指標(biāo)

水稻產(chǎn)量：在每季水稻成熟期，每個小區(qū)單打單收，曬干后稱重，并換算成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量；

植株及籽粒養(yǎng)分含量：在2012年晚稻成熟期，每個小區(qū)采集代表性的植株3穴，將秸稈和籽粒分開后放入信封105℃殺青后，于75℃烘至恒重，粉碎、過篩，經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后定容過濾，采用常規(guī)方法測定籽粒和秸稈中的氮磷鉀養(yǎng)分含量[13]；

土壤理化性質(zhì)：樣品采集時間為2012年早稻和晚稻收獲后，分別用土鉆采集耕層土壤樣品(0—15 cm)，每個小區(qū)隨機(jī)采集5個點(diǎn)混勻后去除植物根系等雜物，風(fēng)干過篩以備分析土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀。具體方法參見《土壤農(nóng)化分析》[13]。

土壤還原物質(zhì)總量：分別在每季水稻收獲后，采用土鉆采集耕層土壤樣品(0—15 cm)，每個小區(qū)隨機(jī)采集5個點(diǎn)混勻后去除植物根系等雜物，采用四分法分出一部分鮮樣分析土壤還原物質(zhì)總量；其中2012年晚稻收獲后分層采集0—5 cm、5—10 cm和10—15 cm土壤樣品。采用硫酸鋁浸提—重鉻酸鉀滴定法測定[14]。

土壤團(tuán)聚體分析：在2012年晚稻收獲后，采集0—15 cm耕層原狀土壤樣品，放入塑料方盒中帶回室內(nèi)，人工篩分具體步驟參見《土壤理化分析》[15]。

土壤腐殖質(zhì)組成及含量：在2012年晚稻收獲后，采集0—15 cm耕層土壤樣品，采用焦磷酸鈉浸提—重鉻酸鉀氧化法，具體步驟參見國標(biāo)GB7858—87。

土壤陽離子交換量：在2012年晚稻收獲后，采集耕層土壤樣品(0—15 cm)，風(fēng)干后過篩，采用EDTA-銨鹽快速法測定土壤陽離子交換量。具體步驟參見《土壤理化分析》[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2003進(jìn)行處理； 統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 11.0軟件進(jìn)行，差異顯著性檢驗(yàn)采用最小顯著差法(Fisher’s LSD)于P<0.05水平上進(jìn)行，工程排水和農(nóng)業(yè)措施對土壤還原物質(zhì)總量、水稻產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響采用雙因素方差分析進(jìn)行分析(ANOVA)；采用Origin 7.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 工程排水和農(nóng)業(yè)措施對水稻產(chǎn)量的影響

工程排水和農(nóng)業(yè)措施顯著影響潛育化稻田水稻產(chǎn)量(表1)。與無工程排水相比，工程排水處理下水稻產(chǎn)量顯著提高；在工程排水條件下持續(xù)淹水、壟作、濕潤灌溉和冬季曬閥處理的早晚稻產(chǎn)量分別比對應(yīng)的無工程排水處理增加12.8%、10.1%、13.3%和13.3%。農(nóng)業(yè)措施之間壟作處理的產(chǎn)量最高，冬季曬閥和濕潤灌溉次之，持續(xù)淹水產(chǎn)量最低(表1)。本研究中，工程排水和農(nóng)業(yè)措施的改良效果表現(xiàn)出早稻>晚稻的總體趨勢，這與鄱陽湖區(qū)潛育化稻田早稻生長季普遍存在持續(xù)的低溫多雨天氣有關(guān)。此外，2013年不同管理方式早晚稻的產(chǎn)量增加幅度較2012年有一定的下降，這與2013年水稻生長期間降雨偏少，存在明顯的干旱有關(guān)。

表1 不同農(nóng)藝管理方式下的水稻產(chǎn)量(t/hm2)

注(Note): CF—持續(xù)淹水Continuously flooded; RC—壟作Ridge Culture; WI—濕潤灌溉Wet Irrigation; WP—冬季曬閥Winter Plough; D-D—工程排水Ditching drainage; N-D-D—無工程排水Non ditching drainage. 同一列數(shù)值后不同字母表示P<0.05水平上差異顯著 Values followed by different letters in a column stand for values significant differences(P<0.05).

2.2 工程排水和農(nóng)業(yè)措施對水稻籽粒和植株養(yǎng)分含量的影響

不同管理方式對鄱陽湖區(qū)潛育化稻田成熟期水稻籽粒和秸稈的氮磷鉀養(yǎng)分含量有明顯影響(表2)。工程排水條件下持續(xù)淹水處理的籽粒氮磷含量分別比對應(yīng)無工程排水增加16.6%和6.0%；而工程排水壟作的籽粒氮磷鉀含量分別比無工程排水降低14.3%、 5.6%和29.7%；工程排水冬季曬閥處理籽粒氮含量比無工程排水降低28.0%；工程排水濕潤灌溉的籽粒氮磷鉀含量與無工程排水沒有顯著差異。在水稻秸稈中，工程排水只顯著降低了濕潤灌溉處理的秸稈氮磷含量，而對其他農(nóng)業(yè)措施的秸稈氮磷含量沒有顯著影響。工程排水對持續(xù)淹水和冬季曬閥處理秸稈鉀含量沒有顯著影響。

注(Note): CF—持續(xù)淹水Continuously flooded; RC—壟作Ridge Culture; WI—濕潤灌溉Wet Irrigation; WP—冬季曬閥Winter Plough; D-D—工程排水Ditching drainage; N-D-D—無工程排水Non ditching drainage. 同一列數(shù)值后不同字母表示P<0.05水平上差異顯著 Values followed by different letters in a column stand for values significant differences(P<0.05).

2.3 工程排水和農(nóng)業(yè)措施對土壤還原物質(zhì)總量的影響

不同管理方式土壤還原物質(zhì)總量存在顯著差異(表3)。農(nóng)業(yè)措施中，持續(xù)淹水土壤還原物質(zhì)總量最高，濕潤灌溉次之，冬季曬閥和壟作處理最低(2012年早稻收獲后)。與無工程排水相比，工程排水顯著降低0—15 cm土壤還原物質(zhì)總量，工程排水持續(xù)淹水、壟作、濕潤灌溉和曬閥處理的土壤還原物質(zhì)總量分別減少34.6%、28.7%、30.7%和30.4%(2012年早稻收獲后)。在2012年晚稻收獲后，不同深度土壤還原物質(zhì)總量呈現(xiàn)出0—5 cm < 5—10 cm < 10—15 cm，在0—5 cm層次，工程排水對持續(xù)淹水和濕潤灌溉處理的土壤還原物質(zhì)總量沒有顯著影響，但顯著減少了壟作和冬季曬閥處理土壤還原物質(zhì)總量，分別下降27.9%和23.8%；在5—10 cm土層，工程排水對壟作處理土壤還原物質(zhì)總量沒有顯著影響，但顯著減少持續(xù)淹水、濕潤灌溉和冬季曬閥等處理土壤還原物質(zhì)總量，對應(yīng)處理分別減少19.2%、38.4%和23.4%；在10—15 cm層次中，工程排水僅顯著降低了濕潤灌溉處理土壤還原物質(zhì)總量，對其他處理沒有顯著影響。2013年的試驗(yàn)結(jié)果與2012年基本一致，總體表現(xiàn)出工程排水處理土壤還原物質(zhì)總量低于無工程排水，農(nóng)業(yè)措施中壟作、冬季曬閥處理土壤還原物質(zhì)總量較低，持續(xù)淹水處理土壤還原物質(zhì)總量最高。

注(Note): CF—持續(xù)淹水Continuously flooded; RC—壟作Ridge Culture; WI—濕潤灌溉Wet Irrigation; WP—冬季曬閥Winter Plough; D-D—工程排水Ditching drainage; N-D-D—無工程排水Non ditching drainage. 同一列數(shù)值后不同字母表示P<0.05水平上差異顯著 Values followed by different letters in a column stand for values significant differences(P<0.05).

2.4 工程排水和農(nóng)業(yè)措施對土壤團(tuán)聚體組成的影響

2.5 工程排水和農(nóng)業(yè)措施對土壤腐殖質(zhì)組成和含量的影響

工程排水提高了壟作、濕潤灌溉和冬季曬閥等處理腐殖質(zhì)碳含量，其中壟作、冬季曬閥處理差異達(dá)到顯著性(P<0.05),與對應(yīng)無工程排水處理相比分別提高9.55%、15.1%和18.3%(表5)；富里酸碳含量也表現(xiàn)出相同的規(guī)律，對應(yīng)處理分別提高13.0%、72.3%和53.6%；而工程排水對土壤胡敏酸碳含量沒有顯著影響。相同主處理下，壟作和濕潤灌溉處理的土壤有機(jī)碳明顯高于對應(yīng)的持續(xù)淹水和冬季曬閥處理。工程排水條件下，冬季曬閥處理的腐殖質(zhì)碳含量最高，顯著高于濕潤灌溉處理，與其他處理沒有顯著差異；無工程排水條件下，土壤腐殖質(zhì)碳含量表現(xiàn)出持續(xù)淹水>冬季曬閥>壟作>濕潤灌溉，且不同處理之間差異均達(dá)到顯著性(P<0.05)。工程排水條件下，農(nóng)業(yè)措施間土壤富里酸碳含量沒有顯著差異；在無工程排水條件下，濕潤灌溉處理土壤富里酸碳含量顯著偏低，其他處理間沒有顯著差異；胡敏素碳含量也表現(xiàn)出相同的規(guī)律(表5)。

表4 2012年晚稻收獲后稻田土壤不同粒級團(tuán)聚體含量(濕篩法，%)

注(Note): CF—持續(xù)淹水Continuously flooded; RC—壟作Ridge Culture; WI—濕潤灌溉Wet Irrigation; WP—冬季曬閥Winter Plough; D-D—工程排水Ditching drainage; N-D-D—無工程排水Non ditching drainage.

表5 2012年晚稻收獲后稻田土壤腐殖質(zhì)組成及含量

注(Note): CF—持續(xù)淹水Continuously flooded; RC—壟作Ridge Culture; WI—濕潤灌溉Wet Irrigation; WP—冬季曬閥Winter Plough; D-D—工程排水Ditching drainage; N-D-D—無工程排水Non ditching drainage. 同一列數(shù)值后不同字母表示P<0.05水平上差異顯著 Values followed by different letters in a column stand for values significant differences(P<0.05).

2.6 工程排水和農(nóng)業(yè)措施對土壤養(yǎng)分含量的影響

不同管理方式下土壤pH、有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分含量見表6。在早稻收獲后，不同管理方式土壤pH、速效鉀和全氮含量沒有顯著差異，但持續(xù)淹水處理土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷含量顯著低于壟作、濕潤灌溉和冬季曬閥處理。與無工程排水相比，工程排水處理的土壤pH值略有上升；工程排水分別提高持續(xù)淹水、壟作、濕潤灌溉和冬季曬閥處理土壤速效磷含量39.7%、37.2%、35.7%和28.6%，工程排水分別提高濕潤灌溉和冬季曬閥處理土壤有機(jī)質(zhì)9.5%、3.7%，提高壟作、濕潤灌溉和冬季曬閥處理土壤全氮10.2%、12.7%和5.7%。在晚稻收獲后，不同農(nóng)業(yè)措施之間土壤養(yǎng)分沒有顯著差異。與無工程排水相比，工程排水下持續(xù)淹水處理土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀和全氮分別提高13.8%、50.9%、3.6%和6.6%；壟作處理土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷和全氮分別提高65.0%、41.1%和14.9%；濕潤灌溉處理土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷分別提高10.2%和21.6%；冬季曬閥處理土壤速效磷增加55.4%?？傮w上表現(xiàn)出工程排水處理土壤養(yǎng)分含量高于無工程排水，壟作等優(yōu)化農(nóng)業(yè)措施土壤養(yǎng)分高于持續(xù)淹水處理；早稻收獲后土壤養(yǎng)分含量高于晚稻收獲后。

表6 不同農(nóng)業(yè)措施處理稻田土壤理化性質(zhì)(2012年)

注(Note): CF—持續(xù)淹水Continuously flooded; RC—壟作Ridge Culture; WI—濕潤灌溉Wet Irrigation; WP—冬季曬閥Winter Plough; D-D—工程排水Ditching drainage; N-D-D—無工程排水Non ditching drainage. 同一列數(shù)值后不同字母表示P<0.05水平上差異顯著 Values followed by different letters in a column stand for values significant differences(P<0.05).

2.7 工程排水和農(nóng)業(yè)措施對土壤陽離子交換量的影響

圖1 不同管理方式稻田土壤陽離子交換量(2012年晚稻收獲后)Fig.1 The soil cation exchange capacity under different field agronomic managements in gleyed paddy field(after 2012 later rice harvest)[注(Note)： CF—持續(xù)淹水Continuously flooded; RC—壟作Ridge Culture; WI—濕潤灌溉Wet Irrigation; WP—冬季曬閥Winter Plough.]

不同稻田管理方式對潛育化稻田土壤陽離子交換量的影響見圖1(2012年晚稻收獲后測定)。除冬季曬閥副處理外，工程排水顯著提高了持續(xù)淹水、壟作和濕潤灌溉副處理下土壤陽離子交換量。工程排水條件下，冬季曬閥處理土壤陽離子交換量顯著減少；而無工程排水條件下，不同農(nóng)業(yè)措施之間土壤陽離子交換量沒有顯著差異。

2.8 工程排水與農(nóng)業(yè)措施改良潛育化稻田影響效應(yīng)分析

采用雙因素方差分析，分析了工程排水及農(nóng)業(yè)措施對潛育化稻田水稻產(chǎn)量、土壤還原物質(zhì)總量及養(yǎng)分狀況的影響效應(yīng)(表7)。表明工程排水措施對土壤還原物質(zhì)總量、水稻產(chǎn)量、速效磷和全氮有顯著影響，對土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量沒有顯著影響。農(nóng)業(yè)措施對土壤還原物質(zhì)總量和土壤速效鉀含量有顯著影響，對水稻產(chǎn)量、有機(jī)質(zhì)、速效磷和全氮含量沒有明顯影響。

表7 不同工程排水和農(nóng)業(yè)措施下潛育化稻田水稻產(chǎn)量、土壤還原物質(zhì)總量及養(yǎng)分狀況的響應(yīng)

注(Note): *—P<0.05； **—P<0.01.

3 討論

潛育化水稻土是我國面積最大的低產(chǎn)水稻土類型，存在漬、冷、爛、閉(氣)、毒及缺素等障礙因素，長期漬水是導(dǎo)致稻田潛育化的最主要原因[1-3]。因此，減少稻田積水、降低地下水位和增加土壤通氣性是改良潛育化稻田最有效的方法[1, 5]。

土壤團(tuán)聚體是土壤養(yǎng)分的貯存庫和各種土壤微生物的生境[18]，對土壤養(yǎng)分的保持和供應(yīng)及土壤生物的活性有顯著影響[19-20]，而水穩(wěn)性團(tuán)聚體的數(shù)量和分布狀況則可以反映土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗侵蝕的能力[21]。土壤結(jié)構(gòu)差，即“爛”，也是潛育化稻田一個重要的障礙因子。本研究中，工程排水僅對冬季曬閥處理< 1 mm的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量產(chǎn)生了明顯影響，而其他處理對土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體組成均沒有明顯影響，這可能與潛育化雙季稻田水分?jǐn)_動大且耕作頻繁有關(guān)。

土壤腐殖質(zhì)組成和含量及土壤陽離子交換量是評價土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況的重要指標(biāo)。潛育化水稻土全量養(yǎng)分豐富，但土壤礦化度低，有效養(yǎng)分偏少，因此，改善潛育化稻田土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況，提高土壤養(yǎng)分有效性也是改良潛育化水稻土的重要途徑。本研究中，工程排水顯著提高了壟作和冬季曬閥處理的土壤腐殖酸碳含量，且腐殖酸碳增加的主要成分為富里酸碳，而胡敏酸碳含量沒有顯著變化。農(nóng)業(yè)措施中，工程排水條件下冬季曬閥處理土壤腐殖酸碳含量偏高，其他農(nóng)業(yè)措施間沒有明顯差異。造成這一現(xiàn)象的主要原因可能是工程排水及壟作和冬季曬閥等措施改變了土壤氧化還原狀況，加速了秸稈等有機(jī)物殘?bào)w的分解礦化，促進(jìn)了有機(jī)碳的累積和組成成分的優(yōu)化。除冬季曬閥以外，工程排水顯著提高了其他農(nóng)業(yè)措施土壤陽離子交換量。土壤腐殖酸碳含量和陽離子交換量的增加在一定程度上改善了潛育化稻田的養(yǎng)分狀況，本研究中，工程排水與對應(yīng)的無工程排水處理相比土壤養(yǎng)分含量均有一定程度的提高，其中以有效磷和全氮最為明顯；農(nóng)業(yè)措施之間土壤養(yǎng)分含量沒有明顯差異。

土壤還原物質(zhì)總量降低及養(yǎng)分狀況改善減輕了還原物質(zhì)對水稻根系發(fā)育的毒害，促進(jìn)了作物對養(yǎng)分的吸收[5,7]，這為提高水稻產(chǎn)量奠定了基礎(chǔ)。本研究中，工程排水處理水稻產(chǎn)量均有提高，其中兩季早稻產(chǎn)量均提高0.9 t/hm2以上，效果明顯，這與此前相關(guān)的報(bào)道一致。與持續(xù)淹水相比，壟作、濕潤灌溉、冬季曬閥等栽培管理措施的水稻產(chǎn)量也有明顯的提高；其中壟作的效果最明顯，水稻產(chǎn)量每季提高0.6 t/hm2以上，與壟作抬高土壤耕層、減少漬水及表層土壤通氣狀況良好有關(guān)[9-10,17]，這與廂式免耕提高冷浸田水稻的產(chǎn)量結(jié)果一致[22]。受工程排水造成的養(yǎng)分流失等原因影響，不同處理間植株養(yǎng)分含量差異沒有明顯規(guī)律。本研究中，工程排水與優(yōu)化農(nóng)業(yè)措施相結(jié)合改良潛育化稻田的效果更為明顯。因此，在采用工程排水措施改良潛育化稻田的同時，還應(yīng)加強(qiáng)水稻的栽培管理，以便更好地發(fā)揮潛育化稻田的增產(chǎn)潛力。

本研究中，不同年份和水稻生長季水稻的產(chǎn)量和土壤還原物質(zhì)總量變化幅度較大，工程排水及栽培管理措施的改良效果也波動較大，總體上表現(xiàn)出早稻生長季改良效果好于晚稻，而晚稻產(chǎn)量高于早稻的現(xiàn)象。這主要與湖區(qū)潛育化稻田自身的特點(diǎn)有關(guān)，湖區(qū)潛育化稻田潛在養(yǎng)分豐富、光熱條件良好，造成低產(chǎn)障礙因子形成的主要因素是田間水分的過度累積，而一旦田間的積水排除、地下水位下降，潛育化稻田的障礙因子將得到明顯緩解或直接消除。一般早稻生長季低溫多雨，潛育化程度加劇，相應(yīng)的潛育化強(qiáng)度增強(qiáng)，改良措施的作用明顯；而晚稻生長季氣溫較高且降雨減少，潛育化程度明顯減輕，產(chǎn)量隨之增加，改良措施的作用效果相應(yīng)減弱。此外，近年來試驗(yàn)區(qū)極端天氣的出現(xiàn)頻率增加，也是導(dǎo)致年際間產(chǎn)量和還原物質(zhì)總量波動較大的重要原因。

4 結(jié)論

[1] 龔子同, 張效樸, 韋啟璠. 我國潛育性水稻土的形成特性及增產(chǎn)潛力[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 1990, 23(l): 45-53. Gong Z T, Zhang X P, Wei Q P. The formation, traits and potential productivity of Chinese gleyzation paddy soil[J]. Scientia Agricultura Sinica, 1990, 23(1): 45-53.

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Remediation effect of the combination of ditching drainage and agronomic managements on gleyed paddy field in Poyang Lake Region, China

LI Da-ming, YU Xi-chu*, LIU Kai-lou, YE Hui-cai, XU Xiao-lin, ZHOU Li-jun, HU Hui-wen, HUANG Qing-hai

(JiangxiInstituteofRedSoil/ScientificObservationalandExperimentalStationofArableLandConservationinJiangxi,MinistryofAgriculture,Nanchang， 331717)

【Objectives】 Gleyed paddy field has the characteristics of frequently waterlogging, low soil temperature, poor soil structure, bad ventilated and high content of total reducing substances, which limit the advance of rice yield. Ditching drainage is regarded as an effective method in improving gleyed paddy field. Ridge culture, wet irrigation and winter plough could also regulate soil water condition, improve soil structure and reduce soil total reducing substances, then to improve gleyed paddy field. The combined effects of ditching drainage and agronomic managements on improving gleyed paddy field were studied. 【Methods】 A field experiment was conducted on a double rice gleyed paddy field to study soil total reducing substances, soil physical and chemical properties in Poyang Lake Region from 2012 to 2013. The main treatment included ditching drainage(D-D) and the auxiliary treatment with continuously flooded(CF), ridge culture(RC), wet irrigation(WI) and winter plough(WP). The rice yield and total soil reducing substances, and the rice straw and seed nutrient content after harvest in typical rice growing season were measured from 2012 to 2013. The remediation potential of ditching drainage and rice cultivation managements on gleyed paddy field were estimated. 【Results】 Ditching drainage, ridge culture(RC), wet irrigation(WI) and winter plough(WP) all could increase rice yield in gleyed paddy field. Compared to non-ditching drainage, the rice yield of continuously flooded, ridge culture, wet irrigation and winter plough under ditching drainage condition was increased by 12.8%, 10.1%, 13.3% and 13.3%, respectively. The combination practice of ditching drainage and water control management could increase rice yield obviously. The rice yield of the combination of ditching drainage and ridge culture was the highest in all the treatments, which reached 1.11-1.89 t/hm2. The ditching drainage had noticeable effects on reducing the soil total reducing substances, and the combination practice of ditching drainage and water control management could reduce soil total reducing substances significantly, the soil total reducing substances of the combination of D-D and RC were the lowest in all treatments, which reduced the soil total reducing substances by 1.11-1.87 cmol/kg. The soil total reducing substances increased with the increase of soil depth. Compared to non-ditching drainage, the ditching drainage increased the content of humus carbon and fulvic acid carbon of RC, WI and WP with no significant effect on the content of soil HM acid carbon. The ditching drainage could increase the soil cation exchange capacity and the content of soil organic carbon and available P considerably, with no significant effect on the pH, the content of available K and total N. The nutrient content and nutrient supplication condition of RC were much better than other water control management practices in this study. 【Conclusions】 The ditching drainage had steadily effects on increasing rice yield, reducing soil total reducing substances and improving soil physical and chemical properties in gleyed paddy field in Poyang Lake Region. The combination of ditching drainage and agronomic practices could improve the benefit of ditching drainage, and ridge culture shows the best combination effects among the treated practices. Therefore, the combination of ditching drainage and ridge culture is recommended in gleyed paddy field in Poyang Lake Region.

gleyed paddy field; ditching drainage; ridge culture; rice yield; soil total reducing substances; soil nutrients

2014-02-21 接受日期： 2014-09-12 網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-01-29

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201003016)； 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41301269)資助。

李大明(1984—)，男，江蘇宿遷人，博士，副研究員，主要從事中低產(chǎn)田改造、農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用及農(nóng)田碳循環(huán)等研究。 E-mail：lid_2005@126.com。 * 通信作者 E-mail：yxchu@163.com

S156.6

A

1008-505X(2015)03-0684-10