水旱轮作种植模式对作物产量及资源利用效率的影响

水旱轮作种植模式对作物产量及资源利用效率的影响作者：龚松玲何明凤李成伟高珍珍刘章勇朱波来源：《安徽农业科学》2021年第04期摘要 [目的]為探明不同种植模式对作物周年产量和温光资源利用效率的影响。

[方法]2017—2018 年在湖北省荆州市江陵县三湖农场，采用随机区组设计，设置中稻-小麦、中稻-油菜、中稻-冬闲3种种植模式进行试验。

[结果]中稻-小麦模式周年产量比中稻-油菜和中稻-空闲分别高8.06%和46.71%;3种种植模式水稻季差异不显著，差异主要来自冬季作物，小麦产量是油菜的2倍左右;在经济效益上，中稻-油菜模式收益最高，比中稻-小麦和中稻-空闲分别高1 123和2 959元/hm2，增幅率为6.63%和19.61%;在积温利用上，中稻-小麦模式积温利用效率最高，比中稻-油菜和中稻-空闲高1.27%和27.16%。

[结论]中稻-油菜模式的经济效益高，环境风险比中稻-小麦式较小，冬闲田的资源利用效率浪费严重，应选出适应力强，且环境友好的冬季作物。

关键词水旱轮作;种植模式;产量;资源利用效率;经济效益中图分类号 S344.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）04-0032-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.04.009Effects of Paddy-upland Rotation Systems on Resource Utilization Efficiency and YieldGONG 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基金项目国家重点研发计划项目（2018YFD0301306，2017YFD0301400）;湿地生态与农业利用教育部工程研究中心开放基金项目（KFT201904）;国家自然科学基金项目（31870424）。

作者简介龚松玲（1994—），女，河南商丘人，硕士研究生，研究方向：农业作物与栽培。

通信作者，副教授，博士，硕士生导师，从事农业作物与栽培研究。

收稿日期 2020-10-16水稻是人类最重要的粮食作物之一，世界上约50%人口以稻米为主食[1]。

中国作为世界上水稻主生产国，其种植面积和籽粒产量分别约占全球的16%和28%。

长江中下游地区是我国水稻的主产区，水稻种植面积达2×106 hm2[2]，占全国种植面积的40%[3]，在我国的水稻生产中占有十分重要的地位，对确保该地区乃至全国的粮食安全都有重要意义。

水旱轮作是我国长江流域主要的生产系统，常见的有水稻-小麦轮作模式和水稻-油菜轮作模式[4-6]。

当前该地区存在大面积的季节性撂荒，双季稻改种单季稻的现象越来越严重，播种面积明显下降，浪费了许多光、温资源，降低了土地生产效率。

随着社会经济条件及粮食安全需求的变化，该区稻田种植制度不断变化[7-12]。

江汉平原也是我国重要的单双季稻混作区，其中水稻是种植面积最大、单产最高、总产量最多的粮食作物。

当前在该地区周年生产模式中，由于受水稻品种与冬季作物品种搭配不够完善、适宜搭配品种较少等问题限制，导致土壤耕作空闲期长和光温资源利用不够充分等，同时现有种植模式周年配套技术不够完善，导致该地区粮食生产和发展滞后。

此外，由于缺乏坚实的理论与实践指导，该地区的主体稻作模式也不够明确，严重影响了当地光温资源的充分发挥。

因此，依据作物光温资源高效利用机理及规律，根据江汉平原区域水稻生产气候资源特点、气象灾害发生情况和光温资源高效利用的障碍因子，优化江汉平原区域稻田种植模式，对促进当地稻作模式和农业可持续发展、提升和保障粮食生产的综合能力有重要的现实意义。

鉴于此，笔者以我国长江中下游平原区典型的水稻轮作模式为研究对象，设置了中稻-小麦、中稻-油菜、中稻-冬闲3种种植模式，研究不同种植模式对光温资源利用效率和产量的影响，对于优化江汉平原区域稻田种植模式、提升稻田综合功能具有重要现实意义。

1 材料与方法1.1 试验地概况试验于2017年5月—2018年5月在湖北省荆州市江陵县三湖农场试验基地（30°12′ N，112°31′ E）进行。

该区属北亚热带季风性湿润气候，水热资源丰富，年均降雨量900～1 100 mm，年平均气温16.0～16.4 ℃。

试验田试验前为冬闲-单季稻制，土壤为潮土。

试验前耕层土壤（0～20 cm）基本理化性状为：全碳26.44 g/kg、全氮含量2.44 g/kg、碱解氮含量170.88 mg/kg、全磷含量0.38 g/kg、速效磷含量12.67 mg/kg、全钾含量17.76 g/kg、速效钾含量159 mg/kg、pH 6.92、容重为1.10 g/cm。

1.2 试验材料中稻为“隆两优华占”，小麦品种为“郑麦9023”，油菜为“华油杂62”。

1.3 试验设计试验共设置3个处理，分别为中稻-小麦模式（RW）、中稻-油菜模式（RR）、中稻-冬闲模式（RF）。

每个处理设置3次重復，采用随机区组排列。

小区面积98 m2（长14 m，宽7 m），各小区筑埂覆膜，防止水肥串流。

不同模式的生育期天数如表1所示。

1.4 田间管理①RW：该模式中稻种植同中稻-冬闲模式中的中稻。

小麦于水稻收获后，浅旋耕做厢播种，播种量为225 kg/hm2，基本苗密度300万/hm2。

小麦生育期间，施基肥复合肥（N∶P2O5∶K2O=16%∶10%∶22%）600 kg/hm2，追肥N 90 kg/hm2。

其余田间管理措施同一般常规田。

②RR：该模式中稻种植同中稻-冬闲模式中的中稻。

油菜于水稻收获后，浅旋耕做厢，厢宽150 cm，沟宽20 cm，油菜移栽，移栽密度为30 cm×30 cm。

油菜生育期间，施基肥复合肥（N∶P2O5∶K2O=16%∶10%∶22%）600 kg/hm2、硼肥7.5 kg/hm2，提苗肥尿素75kg/hm2，薹肥尿素75 kg/hm2。

其余田间管理措施同一般常规田。

③RF：中稻移栽密度22.4万穴/hm2（26.70 cm×16.70 cm），每穴3苗。

中稻全生育时期施肥量N 225 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2，以尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O5 12%）和氯化钾（含K2O 60%）施用;氮肥按照基肥∶蘖肥∶穗肥为4∶3∶3施用;磷肥作基肥一次施用;钾肥按照基肥∶穗肥为1∶1施用。