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作物杂志,2024, 第6期: 126–131 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.017

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

土壤改良剂对低湖冷浸田土壤特性及水稻生长的影响

汪本福1(), 余振渊2, 宋平原2, 张作林1, 张枝盛1, 李阳1, 苏章锋3, 郑中春4, 程建平1()   

  1. 1粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部作物分子育种重点实验室，430064，湖北武汉
    2长江大学农学院，434025，湖北荆州
    3潜江市农业技术推广中心，433100，湖北潜江
    4潜江市农业农村局，433100，湖北潜江
  • 收稿日期:2024-01-04 修回日期:2024-04-22 出版日期:2024-12-15 发布日期:2024-12-05
  • 通讯作者: 程建平，主要从事水稻丰产高效栽培技术与生理研究，E-mail：chjp609@163.com
  • 作者简介:汪本福，主要从事水稻绿色高效栽培与生理研究，E-mail：wbfben@163.com
  • 基金资助:
    国家水稻产业技术体系项目(CARS-01-99);湖北省第四批现代农业产业技术体系项目(2023HBSTX4-01)

Effects of Soil Amendments on Soil Characteristics and Rice Growth in Cold Waterlogged Paddy Field

Wang Benfu1(), Yu Zhenyuan2, Song Pingyuan2, Zhang Zuolin1, Zhang Zhisheng1, Li Yang1, Su Zhangfeng3, Zheng Zhongchun4, Cheng Jianping1()   

  1. 1Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement / Key Laboratory of Crop Molecular Breeding, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430064, Hubei, China
    2College of Agronomy, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China
    3Agricultural Technology Promotion Center of Qianjiang, Qianjiang 433100, Hubei, China
    4Agriculture and Rural Bureau of Qianjiang, Qianjiang 433100, Hubei, China
  • Received:2024-01-04 Revised:2024-04-22 Online:2024-12-15 Published:2024-12-05

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PDF (PC)

15

摘要：

低湖冷浸田具有土壤通气透水性差、土壤还原性强、有效养分缺乏等特点。以湖北省典型潜育型低湖冷浸田为研究对象，探讨土壤改良剂对土壤特性、水稻根系特征及产量的影响。结果表明，与单施化肥处理（CK）相比，施用土壤改良剂（T1处理）通过增加有效穗数和结实率使产量提高16.76%；显著促进了水稻根系生长发育，总根长增加14.0%，根鲜重增加27.1%，根干重增加28.5%，根体积增加21.5%；并有效降低了冷浸田还原性，增强土壤氧化特性，氧化还原电位提高16.3%，土壤还原性物质总量降低1.86 cmol/kg，活性还原物质降低2.19 cmol/kg；还可增加土壤有效养分含量，碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高11.0%、28.5%和39.2%。化肥减量20%配施土壤调理剂（T2处理）后，水稻减产4.98%，但未达显著水平，总根长增加5.0%，根鲜重增加9.3%，根干重增加18.6%，根体积增加8.3%；并使土壤还原性物质总量降低1.95 cmol/kg，活性还原物质降低2.24 cmol/kg，氧化还原电位提高13.9%，亦降低了土壤还原性。综上，施用土壤改良剂可减轻低湖冷浸田还原性，提高土壤氧化特性，改善根系生长发育，提高土壤有效养分供应，增产效果显著。

关键词: 水稻, 土壤改良剂, 冷浸田, 氧化还原电位, 土壤理化性状, 产量

Abstract:

The characteristics of cold waterlogged paddy field were poor soil ventilation and permeability, strong soil reducibility, and lack of effective nutrients. This study focuses on the typical cold waterlogged paddy fields in Hubei province, exploring the effects of different fertilizer application rates combined with soil amendments on soil characteristics, rice roots, and yield. The results showed that compared with the single application of chemical fertilizer (CK) treatment, the application of soil amendments (T1 treatment) increased yield by 16.76% by increasing the number of effective panicles and seed-setting rate, significantly promoted the growth and development of rice roots, with 14.0% increase in total root length, 27.1% increase in fresh root weight, 28.5% increase in dry root weight, and 21.5% increase in root volume. And it effectively reduced the reducibility of cold waterlogged paddy fields, enhanced soil oxidation characteristics, increased the redox potential by 16.3%, reduced the total amount of soil reducing substances by 1.86 cmol/kg, and reduced active reducing substances by 2.19 cmol/kg. Increase the content of soil available nutrients, with alkaline hydrolyzed nitrogen, available phosphorus, and available potassium increasing 11.0%, 28.5% and 39.2%, respectively. After reducing fertilizer by 20% and applying soil amendments (T2 treatment), the yield decreased by 4.98%, but the reduction did not reach significant level. The total root length increased by 5.0%, fresh root weight increased by 9.3%, the dry root weight increased by 18.6%, and root volume increased by 8.3%. The total amount of soil reducing substances was decreased by 1.95 cmol/kg, the active reducing substances were decreased by 2.24 cmol/kg, the redox potential was increased by 13.9%, and reduced soil reducing ability. In summary, the application of soil amendments can significantly increase yield, because it reduce the reducibility of cold waterlogged paddy fields, improve soil oxidation characteristics, improve root growth and development, increase effective nutrient supply in the soil.

Key words: Rice, Soil amendments, Cold waterlogged paddy field, Redox potential, Soil physical and chemical properties, Yield

表1

各处理对根系生长发育指标的影响

取样时间（月-日）
Sampling date
(month-day)		 处理
Treatment		 总根长
Total root
length (mm)		 根鲜重（g/株）
Root fresh
weight (g/plant)		 根干重（g/株）
Root dry
weight (g/plant)		 根体积
Root volume
(cm3)		 根系活力
Root activity
[μg/(g·h)]		 根冠比
Root-shoot
ratio
06-14 T1 8456a 13.36a 1.38a 9.42a 103.3a 0.21a
06-14 T2 7417b 9.80c 0.90b 6.42b 101.7a 0.18a
06-14 CK 6736c 10.73b 1.09b 5.99b 85.5b 0.20a
07-14 T1 10 792a 72.64a 6.35a 37.87a 172.7a 0.14a
07-14 T2 9940a 62.38b 5.86a 33.82a 132.3b 0.16a
07-14 CK 9466b 57.13c 4.94b 31.24b 103.2c 0.10b

表2

各处理对水稻产量及其构成因素的影响

处理
Treatment		 有效穗数
Effective panicle
number (×104/hm2)		 穗粒数
Number of grains
per panicle		 千粒重
1000-grain
weight (g)		 结实率
Seed-setting
rate (%)		 理论产量
Theoretical yield
(t/hm2)		 实际产量
Actual yield
(t/hm2)		 较对照增产率
Yield increase rate compared
with control (%)
T1 273.9a 186.1a 24.38a 82.75a 10.28a 9.91a 16.76
T2 249.3b 179.4a 23.87a 74.53b 7.95c 8.07b -4.98
CK 264.0ab 180.9a 24.79a 74.56b 8.83b 8.49b －

图1

施用土壤改良剂对土壤氧化还原电位的影响 不同小写字母表示差异显著（P < 0.05）。

表3

土壤改良剂对土壤还原性物质及土壤养分含量的影响

处理
Treatment		 还原物质总量
Total amount of reducing
substances (cmol/kg)		 活性还原物质
Active reducing
substances (cmol/kg)		 氧化亚铁
Ferrous oxide
content (cmol/kg)		 碱解氮
Available N
(mg/kg)		 有效磷
Available P
(mg/kg)		 速效钾
Available K
(mg/kg)
T1 8.26b 6.12b 3.58b 242a 19.80a 78a
T2 8.17b 6.07b 3.54b 216b 16.70b 54b
CK 10.12a 8.31a 4.68a 218b 15.40c 56b

表4

水稻产量及其构成因素与根系、土壤肥力等指标相关分析

指标
Index		 总
根长
Total
root
length		 根体积
Root
volume		 根系
活力
Root
activity		 氧化还
原电位
Redox
potential		 还原物
质总量
Total amount
of reducing
substances		 活性还
原物质
Active
reducing
substances		 氧化
亚铁
FeO		 碱解氮
Available
N		 有效磷
Available
P		 速效钾
Available
K		 穗粒数
Number
of grains
per
panicle		 千粒重
1000-
grain
weight		 结实率
Seed-
setting
rate		 产量
Yield
总根长
Total root length		 1.00 1.00** 1.00** 0.85 -0.75 -0.76 -0.75 0.91 1.00** 0.91 0.84 -0.29 0.93 0.84
根体积
Root volume		 1.00 1.00** 0.87 -0.77 -0.78 -0.78 0.89 0.99** 0.89 0.82 -0.33 0.92 0.82
根系活力
Root activity		 1.00 0.89 -0.79 -0.80 -0.80 0.88 0.99** 0.88 0.80 -0.36 0.91 0.80
氧化还原电位
Redox potential		 1.00 -0.98* -0.99* -0.99* 0.56 0.82 0.56 0.43 -0.75 0.61 0.43
还原物质总量
Total amount of
reducing substances		 1.00 1.00** 1.00** -0.40 -0.70 -0.40 -0.26 0.85 -0.46 -0.26
活性还原物质
Active reducing
substances		 1.00 1.00** -0.42 -0.71 -0.42 -0.29 0.84 -0.48 -0.28
氧化亚铁FeO 1.00 -0.41 -0.71 -0.41 -0.27 0.85 -0.47 -0.27
碱解氮Available N 1.00 0.94 1.00** 0.99* 0.13 1.00** 0.99*
有效磷Available P 1.00 0.93 0.87 -0.23 0.96* 0.87
速效钾Available K 1.00 0.99** 0.14 1.00** 0.99*
穗粒数
Number of grains
per panicle		 1.00 0.27 0.98* 1.00**
千粒重
1000-grain weight		 1.00 0.07 0.28
结实率
Seed-setting rate		 1.00 0.98*
产量Yield 1.00
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