龔松玲 何明鳳 李成偉 高珍珍 劉章勇 朱波

摘要 [目的]為探明不同種植模式對(duì)作物周年產(chǎn)量和溫光資源利用效率的影響。[方法]2017—2018 年在湖北省荊州市江陵縣三湖農(nóng)場(chǎng)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置中稻-小麥、中稻-油菜、中稻-冬閑3種種植模式進(jìn)行試驗(yàn)。[結(jié)果]中稻-小麥模式周年產(chǎn)量比中稻-油菜和中稻-空閑分別高8.06%和46.71%;3種種植模式水稻季差異不顯著，差異主要來自冬季作物，小麥產(chǎn)量是油菜的2倍左右;在經(jīng)濟(jì)效益上，中稻-油菜模式收益最高，比中稻-小麥和中稻-空閑分別高1 123和2 959元/hm2，增幅率為6.63%和19.61%;在積溫利用上，中稻-小麥模式積溫利用效率最高，比中稻-油菜和中稻-空閑高1.27%和27.16%。[結(jié)論]中稻-油菜模式的經(jīng)濟(jì)效益高，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)比中稻-小麥?zhǔn)捷^小，冬閑田的資源利用效率浪費(fèi)嚴(yán)重，應(yīng)選出適應(yīng)力強(qiáng)，且環(huán)境友好的冬季作物。

關(guān)鍵詞 水旱輪作;種植模式;產(chǎn)量;資源利用效率;經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào) S344.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2021）04-0032-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.04.009

Effects of Paddy-upland Rotation Systems on Resource Utilization Efficiency and Yield

GONG Song-ling， HE Ming-feng， LI Cheng-wei et al

（Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry Yangtze University/ Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland of Education， Jinzhou， Hubei 434000）

Abstract [Objective] To explore the impact of different planting patterns on crop annual yield， temperature and light resource utilization efficiency. [Method] A random block design was adopted at Sanhu Farm in Jiangling County， Jingzhou City， Hubei Province from 2017 to 2018. Three planting modes of rice-wheat， rice-rapeseed and rice-fallow were set up. [Result] The annual yield of rice-wheat model were 8.06% and 46.71% higher than those of the rice-rapeseed and rice-fallow， respectively;there was no significant difference in the rice season of the three planting modes， the difference of which was mainly due to winter crops， and the wheat yield was about twice that of rape;in terms of economic benefits， the rice-rapeseed model had the highest profit， which is 1 123 and 2 959 yuan/hm2 higher than those of the medium rice-wheat and medium rice-fallow， respectively， with an increase rate of 6.63% and 19.61%;the accumulated temperature utilization efficiency of the medium rice-wheat model was the highest， which was 1.27% and 27.16% higher than those of the rice-rapeseed and rice-fallow. [Conclusion] In terms of effective accumulated temperature utilization， there is no significant difference between the rice-wheat model and the rice-rapeseed model， but the rice-rapeseed model has higher economic benefits and lower environmental risks than the rice-wheat model. In addition， the utilization efficiency of winter fallow fields is wasteful， and winter crops that are adaptable and environmentally friendly should be selected.

Key words Paddy-upland rotation;Planting mode;Yield;Resource utilization efficiency;Economic benefit

基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFD0301306，2017YFD0301400）;濕地生態(tài)與農(nóng)業(yè)利用教育部工程研究中心開放基金項(xiàng)目（KFT201904）;國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31870424）。

作者簡(jiǎn)介 龔松玲（1994—），女，河南商丘人，碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)作物與栽培。通信作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事農(nóng)業(yè)作物與栽培研究。

收稿日期 2020-10-16

水稻是人類最重要的糧食作物之一，世界上約50%人口以稻米為主食[1]。中國(guó)作為世界上水稻主生產(chǎn)國(guó)，其種植面積和籽粒產(chǎn)量分別約占全球的16%和28%。長(zhǎng)江中下游地區(qū)是我國(guó)水稻的主產(chǎn)區(qū)，水稻種植面積達(dá)2×106 hm2[2]，占全國(guó)種植面積的40%[3]，在我國(guó)的水稻生產(chǎn)中占有十分重要的地位，對(duì)確保該地區(qū)乃至全國(guó)的糧食安全都有重要意義。水旱輪作是我國(guó)長(zhǎng)江流域主要的生產(chǎn)系統(tǒng)，常見的有水稻-小麥輪作模式和水稻-油菜輪作模式[4-6]。當(dāng)前該地區(qū)存在大面積的季節(jié)性撂荒，雙季稻改種單季稻的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，播種面積明顯下降，浪費(fèi)了許多光、溫資源，降低了土地生產(chǎn)效率。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件及糧食安全需求的變化，該區(qū)稻田種植制度不斷變化[7-12]。

江漢平原也是我國(guó)重要的單雙季稻混作區(qū)，其中水稻是種植面積最大、單產(chǎn)最高、總產(chǎn)量最多的糧食作物。當(dāng)前在該地區(qū)周年生產(chǎn)模式中，由于受水稻品種與冬季作物品種搭配不夠完善、適宜搭配品種較少等問題限制，導(dǎo)致土壤耕作空閑期長(zhǎng)和光溫資源利用不夠充分等，同時(shí)現(xiàn)有種植模式周年配套技術(shù)不夠完善，導(dǎo)致該地區(qū)糧食生產(chǎn)和發(fā)展滯后。此外，由于缺乏堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)踐指導(dǎo)，該地區(qū)的主體稻作模式也不夠明確，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)毓鉁刭Y源的充分發(fā)揮。因此，依據(jù)作物光溫資源高效利用機(jī)理及規(guī)律，根據(jù)江漢平原區(qū)域水稻生產(chǎn)氣候資源特點(diǎn)、氣象災(zāi)害發(fā)生情況和光溫資源高效利用的障礙因子，優(yōu)化江漢平原區(qū)域稻田種植模式，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)氐咀髂Ｊ胶娃r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、提升和保障糧食生產(chǎn)的綜合能力有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

鑒于此，筆者以我國(guó)長(zhǎng)江中下游平原區(qū)典型的水稻輪作模式為研究對(duì)象，設(shè)置了中稻-小麥、中稻-油菜、中稻-冬閑3種種植模式，研究不同種植模式對(duì)光溫資源利用效率和產(chǎn)量的影響，對(duì)于優(yōu)化江漢平原區(qū)域稻田種植模式、提升稻田綜合功能具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年5月—2018年5月在湖北省荊州市江陵縣三湖農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)基地（30°12′ N，112°31′ E）進(jìn)行。該區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，水熱資源豐富，年均降雨量900～1 100 mm，年平均氣溫16.0～16.4 ℃。試驗(yàn)田試驗(yàn)前為冬閑-單季稻制，土壤為潮土。試驗(yàn)前耕層土壤（0～20 cm）基本理化性狀為：全碳26.44 g/kg、全氮含量2.44 g/kg、堿解氮含量170.88 mg/kg、全磷含量0.38 g/kg、速效磷含量12.67 mg/kg、全鉀含量17.76 g/kg、速效鉀含量159 mg/kg、pH 6.92、容重為1.10 g/cm。

1.2 試驗(yàn)材料

中稻為“隆兩優(yōu)華占”，小麥品種為“鄭麥9023”，油菜為“華油雜62”。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理，分別為中稻-小麥模式（RW）、中稻-油菜模式（RR）、中稻-冬閑模式（RF）。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積98 m2（長(zhǎng)14 m，寬7 m），各小區(qū)筑埂覆膜，防止水肥串流。不同模式的生育期天數(shù)如表1所示。

1.4 田間管理

①RW：該模式中稻種植同中稻-冬閑模式中的中稻。小麥于水稻收獲后，淺旋耕做廂播種，播種量為225 kg/hm2，基本苗密度300萬/hm2。小麥生育期間，施基肥復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=16%∶10%∶22%）600 kg/hm2，追肥N 90 kg/hm2。其余田間管理措施同一般常規(guī)田。

②RR：該模式中稻種植同中稻-冬閑模式中的中稻。油菜于水稻收獲后，淺旋耕做廂，廂寬150 cm，溝寬20 cm，油菜移栽，移栽密度為30 cm×30 cm。油菜生育期間，施基肥復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=16%∶10%∶22%）600 kg/hm2、硼肥7.5 kg/hm2，提苗肥尿素75 kg/hm2，薹肥尿素75 kg/hm2。其余田間管理措施同一般常規(guī)田。

③RF：中稻移栽密度22.4萬穴/hm2（26.70 cm×16.70 cm），每穴3苗。中稻全生育時(shí)期施肥量N 225 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2，以尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）和氯化鉀（含K2O 60%）施用;氮肥按照基肥∶蘗肥∶穗肥為4∶3∶3施用;磷肥作基肥一次施用;鉀肥按照基肥∶穗肥為1∶1施用。病蟲草害防治按當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)統(tǒng)一實(shí)施。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

試驗(yàn)地試驗(yàn)期間氣象資料由湖北省荊州市氣象局提供，主要包括日平均氣溫、日照時(shí)數(shù)和降雨量等指標(biāo)。計(jì)算周年和不同作物季的總輻射、有效積溫和降雨量。

于收獲前調(diào)查水稻有效穗，選取各小區(qū)生長(zhǎng)均勻的3 m2植株測(cè)產(chǎn)，脫粒并曬干，風(fēng)選清除雜質(zhì)后，測(cè)定總重和含水量。油菜和小麥成熟后，各小區(qū)選取生長(zhǎng)均勻的3 m2植株，脫粒并曬干，風(fēng)選清除雜質(zhì)后，測(cè)定總重和含水量。按照14%含水量折算水稻產(chǎn)量，按照13%含水量折算小麥產(chǎn)量。

水稻于各小區(qū)取有代表性的水稻植株6株，抽穗前分為莖、葉2部分，抽穗及抽穗后分為莖、葉、穗3部分;取代表性油菜植株3株，分莖枝、角殼和籽粒;取代表性小麥植株10株，分莖、葉和穗。105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干至恒重，測(cè)定干物質(zhì)重，即可得各作物的地上部生物量。

于收獲前調(diào)查水稻有效穗，選取各小區(qū)生長(zhǎng)均勻的3 m2植株測(cè)產(chǎn)，脫粒并曬干，風(fēng)選清除雜質(zhì)后，測(cè)定總重和含水量。油菜和小麥成熟后，各小區(qū)選取生長(zhǎng)均勻的3 m2植株，脫粒并曬干，風(fēng)選清除雜質(zhì)后，測(cè)定總重和含水量。按照14%含水量折算水稻產(chǎn)量，按照13%含水量折算小麥產(chǎn)量。

1.6 指標(biāo)計(jì)算

光能生產(chǎn)效率是生育期間平均單位熱量生產(chǎn)的單位面積籽粒重量[13]。積溫生產(chǎn)效率是指生育期間日均溫≥10 ℃有效積溫生產(chǎn)的單位面積籽粒重量[14]。水分生產(chǎn)效率是指生育期間籽粒重量與總耗水量比值，即平均每立方水生產(chǎn)的單位面積籽粒重量。油菜和小麥沒有灌溉，水稻進(jìn)行間歇灌溉與曬田相結(jié)合[15]。

光能生產(chǎn)效率（g/MJ）=籽粒產(chǎn)量/單位面積的太陽輻射;

積溫生產(chǎn)效率（kg/（hm2·℃·d））=籽粒產(chǎn)量/生育期間有效積溫;

水分利用效率（kg/m3）=籽粒產(chǎn)量/總耗水量，其中用水量=降水量+灌溉量;

經(jīng)濟(jì)效益=產(chǎn)值-成本，產(chǎn)值=產(chǎn)量×單價(jià)，其中水稻、小麥和油菜單價(jià)按當(dāng)年當(dāng)?shù)禺?dāng)季的收購價(jià)計(jì)算。

1.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行分析整理試驗(yàn)數(shù)據(jù);采用DPS軟件進(jìn)行方差分析;采用LSD法進(jìn)行顯著性水平檢驗(yàn)（P<0.05）。試驗(yàn)結(jié)果均以3次重復(fù)分析的平均值與標(biāo)準(zhǔn)誤來表示。采用Origin 2017軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量形成的影響

從表1可以看出，不同種植模式對(duì)全年的時(shí)間利用不同。RW和RR模式的周年生育期最長(zhǎng)，為331 d左右;RF模式的周年生育期最短，為136 d左右;RF、RW和RR模式第1季的生育期一致，第2季的生育期天數(shù)分別為0、190、195 d，因此主要是由于第2季生育期差異導(dǎo)致周年生育期差異較大，且RW和RR模式第2季的生長(zhǎng)天數(shù)較為接近，故而RW和RR模式的周年生長(zhǎng)時(shí)間較為接近。

由圖1可知，不同種植模式對(duì)作物產(chǎn)量的影響表現(xiàn)出作物季之間的差異性。對(duì)于第1季作物，RF、RW、RR模式2年的平均產(chǎn)量分別為10.94、11.32、11.27 t/hm2。對(duì)于1年的第2季作物，RW和RR之間無顯著性差異。與RW模式相比，RR模式減少了11.87%。由于RF模式第2季為冬閑，因此RF模式產(chǎn)量均顯著低于其他模式。從整個(gè)稻田不同種植模式系統(tǒng)周年來看，2017—2018年各個(gè)模式的大小順序表現(xiàn)為RW>RR>RF，與RW模式相比，RR、RF模式分別減少了2.67%、22.27%，RF模式產(chǎn)量顯著低于其他模式，RW模式產(chǎn)量最高，顯著高于RF模式，且RR與RW模式之間無顯著性差異。

由圖1可知，對(duì)于第1季作物，各個(gè)模式的大小順序表現(xiàn)為RF>RW>RR，其中RF、RW、RR模式2年的平均地上部生物量分別為19.55、20.18、19.67 t/hm2。對(duì)于第2季作物，各個(gè)模式地上部生物量的大小順序表現(xiàn)為RW>RR>RF，其中RW模式顯著高于RR模式，且RW和RR模式之間無顯著性差異。由于RF模式第2季為冬閑，地上部生物量為0，因此RF模式的地上部生物量顯著低于其他模式。從整個(gè)稻田不同種植模式系統(tǒng)周年來看，各個(gè)模式地上部生物量的大小順序表現(xiàn)為RW>RR>RF，與RW模式相比，RF、RR模式分別減少了44.51%和24.06%。RW模式地上部生物量最高，均顯著高于其他模式，而RF模式最低，均顯著低于其他模式。

2.2 不同種植模式對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表2可以看出，對(duì)于第1季作物，RF、RW和RR模式中中稻產(chǎn)值分別為29 243、29 728和29 659元/hm2，且總投入均為14 151元/hm2，對(duì)于第2季作物，以RR模式產(chǎn)值最高，為12 803元/hm2，其次是RW模式，RF模式第2季為空閑田，因此無產(chǎn)值。不同種植模式間周年經(jīng)濟(jì)效益以RR模式最高，達(dá)18 051元/hm2，從單季來看，第1季以RW模式最高，第2季以RR模式最高，因此從效益來看，RR模式效益最大。

2.3 不同種植模式對(duì)水稻有效積溫分配的影響

從表3可以看出，各模式有效積溫在年際間波動(dòng)較小，比較年有效積溫的分配和利用得出，3種不同種植模式之間存在差異。RW模式第1季有效積溫為2 264 ℃，占全年的71.63%;第2季有效積溫為675 ℃，占全年的21.35%，兩季間的比值為0.3，兩季之和為2 939 ℃，占全年有效積溫71.63%。RF和RR模式第1季有效積溫均為2 264 ℃，占全年有效積溫的71.63%，RR模式第2季有效積溫為633 ℃，占全年有效積溫的29.94%，RR模式兩季間的比值為0.3;RF和RR模式兩季有效積溫之和分別為2 264、2 898 ℃，分別占全年有效積溫的71.63%、93.88%，與RF模式相比，RW和RR模式分別增加了28.48%和26.65%。

2.4 不同種植模式對(duì)季節(jié)間輻射分配的影響

從表4可以看出，比較各模式輻射分配發(fā)現(xiàn)，RF和RR模式第1季內(nèi)輻射量均為2 283 MJ/m2，占全年總輻射量的51.21%。RW模式第1季內(nèi)輻射量為2 278 MJ/m2，占全年的54.21%，第2季輻射量為1 924 ℃，占全年的43.25%，兩季間的比值為0.8，兩季輻射量共4 202 MJ/m2，占全年輻射量的51.21%。RR模式第2季內(nèi)輻射量為1 956 MJ/m2，占全年總輻射量的4397%，RW、RR模式之間輻射量差異不顯著，RR模式兩季間的比值分別為0.9，RF、RR模式兩季輻射量之和分別為2 278、4 234 MJ/m2，分別占全年輻射的43.25%、95.18%，與RF模式相比，RW、RR模式分別增加了84.09%、85.50%。

2.5 不同種植模式對(duì)水稻光能生產(chǎn)效率的影響

由表5可知，從單季作物來看，對(duì)于第一季作物，與RW模式相比，RF、RR模式光能生產(chǎn)效率分別減少了1.63%、0.23%。2018年，RF、RR模式的光能生產(chǎn)效率比RW模式顯著減少了5.24%、0.66%。對(duì)于第2季作物，RR和RW模式之間無顯著差異，由于RF模式第2季為冬閑，光能生產(chǎn)效率為0，因此顯著低于其他模式。不同種植模式對(duì)周年光能生產(chǎn)效率表現(xiàn)出年度之間差異。各模式周年光能生產(chǎn)效率的大小順序?yàn)镽W>RR>RF，與RF模式相比，RW和RR模式的周年光能生產(chǎn)效率分別提高0.10和0.08 g/MJ，增幅分別為36.20%和31.55%。

2.6 不同處理對(duì)水稻積溫生產(chǎn)效率的影響

由表5可知，對(duì)于不同種植模式第1季，RR和RW模式積溫生產(chǎn)效率比RF模式分別提高0.07和0.09 kg/（hm2·℃·d），增幅分別為1.42% 和1.66%，對(duì)于不同種植模式第2季，與RF模式積溫生產(chǎn)效率相比，RR和RW模式分別為提高4.39、4.68 kg/（hm2·℃·d），由于RF模式第2季為冬閑，積溫生產(chǎn)效率為0，因此顯著低于其他模式。從不同種植模式周年積溫生產(chǎn)效率來看，與RW模式相比，RF、RR模式積溫生產(chǎn)效率分別減少了1.42、0.07 kg/（hm2·℃·d），降幅分別為27.73%、1.27%，RR和RW模式顯著高于RF模式，RF模式最低，顯著低于其他模式。

2.7 不同種植模式對(duì)水稻水分利用率的影響

由表6可知，除了降雨量外，未對(duì)油菜和小麥進(jìn)行灌溉。從單季來看，對(duì)于第一季作物，不同種植模式2年水分利用率的大小順序均表現(xiàn)為RW>RR>RF。對(duì)于第2季作物，由于RF模式第2季為冬閑水分利用率為0 kg/m3，因此顯著低于其他模式。3種模式在周年水分利用率上表現(xiàn)為RW>RR>RF，有顯著差異。與RW模式相比，RF、RR模式的水分利用率分別減少了27.16%、2.41%。

3 討論

稻田輪作制度能夠增加作物產(chǎn)量，并且對(duì)各種產(chǎn)量構(gòu)成要素具有十分重要的意義[16-19]，合理的輪作方式可使作物產(chǎn)量提高10%～15%[20]。中國(guó)南方稻區(qū)的玉米-晚稻模式較小麥-水稻模式增產(chǎn)10%以上。王飛等[21]研究表明，單季稻模式改為油菜-水稻、玉米-水稻、紫云英-水稻、蠶豆-水稻水旱輪作模式后，各模式水稻平均產(chǎn)量較水稻-冬閑模式提高 5.30% ～26.70%，水稻季中油菜-水稻和玉米-水稻輪作方式的增產(chǎn)效果最好，旱作期中以玉米-水稻輪作模式增產(chǎn)效果最高，以玉米-水稻輪作模式的產(chǎn)量最高。李清華[22]研究表明，與冬閑-水稻相比，水旱輪作模式的水稻產(chǎn)量提高了23.64%～55.49%。該研究結(jié)果表明，相比于RF模式，RR和RW模式的周年產(chǎn)量分別增加了25.22%、28.66%，其中RW模式的產(chǎn)量最高，是油菜產(chǎn)量的2倍左右，但油菜價(jià)格一般為小麥價(jià)格的2倍[23]。由于RF模式第2季為冬閑，因此導(dǎo)致RF模式的周年產(chǎn)量低于其他模式。

水稻分蘗數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率等因素都會(huì)影響水稻產(chǎn)量[24-26]。王蘭等[27]研究表明各水旱復(fù)種輪作模式的晚稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素以及主要生育期群體地上部生物量均高于冬閑連作模式。該研究結(jié)果表明，水稻在移栽后30 d左右分蘗數(shù)達(dá)到最大，RR、RW和RF模式中的中稻分蘗數(shù)處于較高水平，直至穩(wěn)定。水稻季中，RR、RW和RF模式的中稻產(chǎn)量最高，中稻生育期較長(zhǎng)，且生育期間具有合適的光照及溫度，充分利用了7—8月份的光溫資源，增加了水稻的穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，故而提高了中稻產(chǎn)量。水稻群體干物質(zhì)積累是水稻產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，王勛等[28]研究表明水稻籽粒產(chǎn)量與水稻干物質(zhì)積累關(guān)系密切，且后期干物質(zhì)積累與水稻含量呈極顯著正相關(guān)。水稻后期干物質(zhì)的積累隨有效穗數(shù)的增加而增加，即增加水稻群體的量可以提高后期干物質(zhì)積累量[29]。

光溫資源是影響一個(gè)地區(qū)作物種植制度的重要影響因素，江漢平原地處南北過渡地帶，適宜南北多種作物生長(zhǎng)，擁有充足的溫、光、水自然資源，為發(fā)展多熟農(nóng)作制提供了優(yōu)越的自然條件[30]。其中熱量條件是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的最主要生態(tài)因子，也是取得高產(chǎn)的首要條件[31]，因此兩熟制季節(jié)間資源分配應(yīng)以熱量資源為主，其次是輻射和降水量[32]。研究結(jié)果表明，RW和RR模式總輻射量高，且各模式間總積溫差異較小，這是由于RW和RR模式生育天數(shù)較其他模式長(zhǎng)，且第2季≥10℃的活動(dòng)積溫較低。RF模式全生育期天數(shù)明顯少于其他模式，其生育期內(nèi)總積溫和總輻射量分別比其他模式減少610～723 ℃和1 013～1 952 g/MJ，這主要是由于RF模式第2季為冬閑，生育期較其他模式減少了77～196 d，故而降低了總積溫和總輻射量。前人研究結(jié)果表明，水旱復(fù)種輪作模式的冬季、晚季和周年的光能利用率和積溫利用率均高于冬閑連作模式[33]。該研究表明，與RF模式相比，RW、RR模式的周年光能生產(chǎn)效率和積溫生產(chǎn)效率分別提高36.20%、31.55%和27.86%、23.66%，這主要是由于RF模式第2季沒有種植作物，沒有充分利用當(dāng)?shù)氐墓鉁刭Y源，造成了光溫資源的浪費(fèi)。

4 結(jié)論

3種種植模式中，稻油模式周年經(jīng)濟(jì)效益最高，為18 051元/hm2，周年輻射分配也最高，為95.18%。稻麥模式周年積溫生產(chǎn)效率最高，為5.12 kg/（hm2·℃·d），周年產(chǎn)量也最高，為11.32 t/hm2。水稻-空閑模式由于第2季為冬閑，因此產(chǎn)量和溫光資源利用效率顯著低于其他模式。與其他模式相比，稻油模式經(jīng)濟(jì)效益最高，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)更小。選育高抗高產(chǎn)品種是擴(kuò)大油菜種植面積的關(guān)鍵。冬閑田嚴(yán)重浪費(fèi)溫光資源，因此需進(jìn)一步篩選環(huán)境友好的冬季作物。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱德峰，程式華，張玉屏，等.全球水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀與制約因素分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（3）：474-479.

[2] 中稻宣.2015年全國(guó)及各?。ㄊ小^(qū)）糧食及水稻播種面積和產(chǎn)量[J].中國(guó)稻米，2017，23（6）：110.

[3] 陳柏槐.湖北省優(yōu)質(zhì)水稻現(xiàn)狀與發(fā)展思路[J].中國(guó)稻米，2004，10（5）：12-15.

[4]? LIU S W，ZHANG L，JIANG J Y，et al.Methane and nitrous oxide emissions from rice seedling nurseries under flooding and moist irrigation regimes in Southeast China [J].Science of the total environment，2012，426：166-171.

[5] 馬顥榴，盛浩，潘博，等.雙季稻-油菜耕作制對(duì)土壤肥力質(zhì)量長(zhǎng)期演變的影響[J].土壤與作物，2019，8（4）：453-461.

[6] 孟宇輝，金文俊，董召榮，等.江淮地區(qū)不同水旱輪作模式的資源利用效率與經(jīng)濟(jì)效益比較[J].生態(tài)學(xué)雜志，2019，38（11）：3357-3365.

[7] 李成芳，胡紅青，曹湊貴，等.中國(guó)再生稻田土壤培肥途徑的研究與實(shí)踐[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，56（14）：2666-2669，2721.

[8]? 李鐵球，戴力，夏勝平，等.湖南省稻區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整研究Ⅲ——水稻改旱作[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019（7）：105-109.

[9] ZHANG X X，ZHANG R J，GAO J S，et al.Thirty-one years of rice-rice-green manure rotations shape the rhizosphere microbial community and enrich beneficial bacteria[J].Soil biology and biochemistry，2017，104：208-217.

[10] 盧勝，張振華.長(zhǎng)期稻油輪作改良土壤結(jié)構(gòu)提高水稻產(chǎn)量[J].土壤通報(bào)，2018，49（2）：409-414.

[11] 紀(jì)龍，喬領(lǐng)璇.扎實(shí)推進(jìn)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整? 助力我國(guó)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效和轉(zhuǎn)型升級(jí)[J].中國(guó)農(nóng)技推廣，2019，35（10）：10-13.

[12] 武維華.農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整事關(guān)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J].民主與科學(xué)，2017（1）：13-15.

[13] 王美云，任天志，趙明，等.雙季青貯玉米模式物質(zhì)生產(chǎn)及資源利用效率研究[J].作物學(xué)報(bào)，2007，33（8）：1316-1323.

[14] 張占琴，魏建軍，楊相昆，等.北疆“一年兩作”冬小麥-復(fù)播青貯玉米模式物質(zhì)生產(chǎn)及資源利用率研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31（6）：28-33.

[15] 侯連濤，江曉東，韓賓，等.不同覆蓋處理對(duì)冬小麥氣體交換參數(shù)及水分利用效率的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22（9）：58-63.

[16] 曾家玉，熊楚國(guó)，吳平，等.稻田免耕水旱輪作對(duì)作物產(chǎn)量及土壤生態(tài)效應(yīng)的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（8）：34-36.

[17] 王建國(guó)，路戰(zhàn)遠(yuǎn)，程玉臣，等.輪作休耕對(duì)小麥和油菜水分利用效率和產(chǎn)量的影響[J].北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，46（4）：29-34.

[18] 張維樂，戴志剛，任濤，等.不同水旱輪作體系秸稈還田與氮肥運(yùn)籌對(duì)作物產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（7）：1254-1266.

[19] 戴水蓮，王智課，張立，等.中稻和雙孢蘑菇輪作效益研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（16）：49-51，140.

[20] 朱練峰，江海東，金千瑜，等.不同復(fù)種方式的生產(chǎn)力和效益研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，28（6）：917-921.

[21] 王飛，李清華，林誠(chéng)，等.冷浸田水旱輪作對(duì)作物生產(chǎn)及土壤特性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，26（5）：1469-1476.

[22] 李清華，王飛，林誠(chéng)，等.水旱輪作對(duì)冷浸田土壤碳、氮、磷養(yǎng)分活化的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2015，29（6）：113-117.

[23] 張士云，鄭曉曉，萬偉剛.銷售渠道和收儲(chǔ)設(shè)施對(duì)銷售價(jià)格的影響：以安徽省種糧大戶為例[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2017，38（4）：623-631.

[24] 胡茂輝，張海清.不同種植模式下秸稈還田對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，24（3）：61-63，65.

[25] 葉文培，謝小立，王凱榮，等.不同時(shí)期秸稈還田對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué)，2008，22（1）：65-70.

[26] 黃佑崗，馮躍華，許桂玲，等.不同冬種模式對(duì)后茬雜交水稻干物質(zhì)積累、分配及產(chǎn)量形成的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，48（8）：1402-1408.

[27] 王蘭，黃國(guó)勤，孫丹平，等.稻田水旱復(fù)種輪作對(duì)作物產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2018，37（11）：3284-3290.

[28] 王勛.不同生態(tài)環(huán)境下水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和氮素利用特性的比較研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

[29] 王玉梅，楊廣，趙春容，等.不同播種量對(duì)直播雜交稻產(chǎn)量及干物質(zhì)生產(chǎn)的影響[J].雜交水稻，2017，32（3）：66-69，78.

[30] 趙強(qiáng)基，鄭建初，卞新民，等.中國(guó)南方稻區(qū)玉米-稻種植模式的建立和實(shí)踐[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1997，13（4）：215-219.

[31] LIU Y E，XIE R Z，HOU P，et al.Phenological responses of maize to changes in environment when grown at different latitudes in China[J].Field crops research，2013，144：192-199.

[32] 周寶元.黃淮海兩熟制資源季節(jié)間優(yōu)化配置及季節(jié)內(nèi)高效利用技術(shù)體系研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[33] 孫丹平.稻田水旱復(fù)種輪作對(duì)作物生長(zhǎng)、資源利用及土壤生態(tài)環(huán)境的影響[D].南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.