旱稻連作障礙的成因及其調(diào)控.pdf

1、國內(nèi)外已有的研究結(jié)果表明旱稻產(chǎn)量可達(dá)5-8.7t/ha?？傮w上看，旱稻的產(chǎn)量比相同條件下的水稻低20％-30％，用水量比水稻低60％，水分利用效率比水稻高1.6-1.9倍。然而，旱稻的種植推廣面積有限，究其原因，“連作障礙”是限制旱稻發(fā)展的主要因素?！斑B作障礙”是指旱稻在連作情況下的生長受抑和產(chǎn)量下降。這種現(xiàn)象可能與連作情況下線蟲或土傳病害的發(fā)生，由水分脅迫導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)和供肥能力的變化，根系分泌的有毒物質(zhì)的累積等有關(guān)。到目前為止，造成旱

2、稻“連作障礙”的具體原因尚不清楚。 本研究目的在于：(1)考查旱稻對土壤熱處理的生長反應(yīng)；(2)探明營養(yǎng)缺乏是否是造成旱稻“連作障礙”的主要原因；(3)比較旱稻對不同形態(tài)氮源的生長反應(yīng)；(4)研究栽培管理措施對緩解“連作障礙”的作用；(5)研究在連作旱稻土壤中不同品種間是否存在基因型差異。在國際水稻研究所，利用大田、微區(qū)和盆栽試驗進(jìn)行了相關(guān)研究。取得的主要研究結(jié)果如下： (1)與未經(jīng)熱處理的連作旱稻土壤相比，土壤熱處理顯

3、著地促進(jìn)了旱稻的生長。不同熱處理溫度和熱處理時間的試驗結(jié)果表明，在90℃下處理12h或在120℃下處理3h就已經(jīng)觀察到對旱稻生長顯著的促進(jìn)作用。在120℃下處理12h，旱稻的生長表現(xiàn)最佳。在所調(diào)查的參數(shù)中，旱稻的葉面積對土壤熱處理的反應(yīng)最敏感，總生物量和莖蘗數(shù)次之。比較不同土壤對熱處理反應(yīng)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，連作旱稻土壤經(jīng)熱處理后對旱稻生長的促進(jìn)作用大于水稻土壤熱處理。土壤熱處理為判斷旱稻土壤“連作障礙”的程度提供了一套簡便、快速的檢驗方法。旱

4、稻生長對土壤熱處理的反應(yīng)越大，表明土壤“連作障礙”的程度越嚴(yán)重。 (2)在第9季連作旱稻小區(qū)進(jìn)行的大田微區(qū)試驗和一系列的盆栽試驗結(jié)果表明，增施氮肥顯著地促進(jìn)了連作旱稻的生長，改善了葉片的氮營養(yǎng)和提高了旱稻的產(chǎn)量；Yashida溶液中的微量元素、磷肥和鉀肥對旱稻生長均沒有起到顯著的促進(jìn)作用。不同磷肥對連作旱稻土壤中旱稻生長的促進(jìn)作用不同，鈣鎂磷肥、磷礦粉和磷化學(xué)試劑(二水合磷酸二氫鈉)對旱稻生長沒有起任何的促進(jìn)作用，過磷酸鈣對旱稻

5、生長的促進(jìn)作用較小，而solophos的效果較大。對這些磷肥化學(xué)成分的分析結(jié)果表明，過磷酸鈣和solophos分別含有1.70％和2.91％的氮。因此，過磷酸鈣和solophos對旱稻生長的促進(jìn)效果可能是由于改善了植株的氮營養(yǎng)，而不是磷營養(yǎng)。此外，大田連作土壤的有效磷含量隨著連作季數(shù)的增加而增加。這就排除了磷素缺乏造成旱稻“連作障礙”的可能性。熱處理后連作旱稻土壤的總氮量保持不變，但使土壤中NH4+的釋放量增加了62％。盆栽試驗中，在0

6、.23-0.90gNpot-1的施氮量下，旱稻的生長隨著施氮量的增加而增加。增施氮肥對連作旱稻生長的促進(jìn)作用表明氮素缺乏可能是旱稻“連作障礙”的主要原因。這種氮素缺乏可能與土壤供氮能力的降低或植株吸氮能力的下降有關(guān)。 (3)在旱稻連作土壤中，不同氮源對旱稻生長的促進(jìn)作用不同，其中，硫酸銨對旱稻生長的促進(jìn)作用最大。盆栽試驗中，低施用量下的硫酸銨和尿素均顯著地促進(jìn)了旱稻的生長，然而，在較高施用量下，旱稻在硫酸銨處理中的生長表現(xiàn)明顯優(yōu)

7、于尿素處理，并且這種差異隨著施氮量的增加而增大。比較不同土壤對硫酸銨和尿素施入的反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，在連作旱稻土壤中，硫酸銨和尿素對旱稻生長的的促進(jìn)作用大于水稻土壤。連作旱稻土壤的pH接近中性(6.93)。在1.2gNpot-1的施用量下施入硫酸銨和尿素后，土壤pH分別降低了0.64和0.28個單位。硫酸銨對土壤的酸化可能提高了連作土壤中養(yǎng)分的有效性或者改變了微生物的群落，從而促進(jìn)了旱稻的生長。采取適當(dāng)?shù)牡使芾泶胧?，如施用硫酸銨可能緩解旱稻的連

8、作障礙。 (4)休耕、水旱輪作、以及與旱地作物輪作均緩解了旱稻的連作障礙。在兩季休耕、三季水稻后的田塊中，旱稻的產(chǎn)量、生物量、庫容(單位面積穎花數(shù))和千粒重均顯著地高于連作旱稻。經(jīng)過兩季休耕和三季水稻后，旱稻產(chǎn)量對施氮的反應(yīng)增加，土壤的持水能力和根系活力增強(qiáng)，0-10cm土壤容重降低。旱稻-旱地作物輪作模式下的旱稻產(chǎn)量顯著地高于旱稻-休耕模式。三種旱地作物中，與大豆輪作后的旱稻產(chǎn)量高于玉米和甘薯。 (5)在連作旱稻土壤中

9、，不同品種在生長方面表現(xiàn)出顯著的基因型差異。所有品種在硫酸銨處理下的生長表現(xiàn)明顯優(yōu)于土壤熱處理和未處理對照。在熱處理、施用硫酸銨處理和對照土壤中，兩個新的旱稻品系IR80508-B-57-3-B和IR78877-208-B-1-2的生長表現(xiàn)均優(yōu)于其它品種。其中，在未處理的對照土壤中，IR80508-B-57-3-B和IR78877-208-B-1-2的總生物量分別為Apo的4.2和3.4倍。與水稻土壤相比，在連作旱稻土壤中，不同品種所表

10、現(xiàn)的基因型差異較大。品種在連作旱稻土壤中生長表現(xiàn)的差異與根系有關(guān)。在未處理的連作旱稻土壤中，IR80508-B-57-3-B和IR78877-208-B-1-2的根系生物量分別比Apo高約3和2倍。龐大的根系增加了與土壤的接觸面積，從而能夠更多地從土壤中吸收水分、礦質(zhì)營養(yǎng)。同時，較大的根系還能分泌出較多的酸性物質(zhì)來活化土壤養(yǎng)分，從而增加根系對養(yǎng)分的吸收。 本研究表明，硫酸銨的施用、休耕、輪作以及對連作障礙不敏感的高產(chǎn)旱稻新品種的