全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(2): 350−359 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07101-012-04), 国家公益性行业(农业)科研专项(201003016)和浙江
省“三农五方”科技协作计划项目(2010)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 吴良欢, E-mail: finm@zju.edu.cn
Received(收稿日期): 2012-06-04; Accepted(接受日期): 2012-10-09; Published online(网络出版日期): 2012-11-14.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20121114.1644.015.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.00350
不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响
袁 玲 1 张 宣 1 杨 静 1 杨春蕾 1 曹小闯 1 吴良欢 1,2, *
1 教育部环境修复与生态健康重点实验室 / 浙江大学环境与资源学院, 浙江杭州 310058; 2 浙江省亚热带土壤与植物营养重点研究实
验室 / 浙江大学环境与资源学院, 浙江杭州 310058
摘 要: 为阐明水稻产量和营养品质在不同栽培方式和秸秆还田条件下的表现特性, 以两优培九(籼稻)为材料, 常
规水作(CFC)为对照, 通过长期定位试验(2001—2010年)研究了覆膜旱作(PFMC)、裸地旱作(NMC)和秸秆还田对水稻
产量、精米中蛋白质和氨基酸、糙米中铁和锌含量的影响。2008—2010 三年试验结果(平均值)表明, 与 CFC 相比,
PFMC 能显著增加水稻产量, 增产幅度达 8.0%, 精米中总氨基酸含量下降 3.5%, 精米中蛋白质, 糙米中铁锌含量与
CFC处理差异不显著; NMC处理产量显著下降 5.1%, 蛋白质、总氨基酸和铁含量分别下降 4.4%、9.3%和 11.9%。秸
秆还田较不还田处理, CFC条件下, 产量增加了 113.6 kg hm−2; NMC条件下, 产量增加 142.6 kg hm−2; PFMC条件下,
产量增加 522.1 kg hm−2; 3种栽培方式产量平均增加 3.3%, 糙米中的铁和锌含量平均增加 3.1%和 6.4%, 精米中蛋白
质和总氨基酸含量差异不显著。本试验结果表明, PFMC能显著提高水稻产量, 秸秆还田能显著提高水稻产量和稻米
中铁、锌含量。
关键词: 覆膜旱作; 秸秆还田; 营养品质; 水稻
Effects of Different Cultivation Methods and Straw Incorporation on Grain
Yield and Nutrition Quality of Rice
YUAN Ling1, ZHANG Xuan1, YANG Jing1, YANG Chun-Lei1, CAO Xiao-Chuang1, and WU Liang-Huan1,2,*
1 Key Laboratory of Environmental Remediation and Ecosystem Health, Ministry of Education / College of Environmental and Resource Sciences,
Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2 Zhejiang Provincial Key Laboratory of Subtropical Soil and Plant Nutrition / College of Environ-
mental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
Abstract: Plastic film mulching cultivation (PFMC) under non-flooded condition has been considered as a new water-saving
technique in rice production, while yield decline from continuous cropping of aerobic rice is a constraint to the widespread adop-
tion of PFMC. Rice straw incorporation has been proposed to counter this negative effect in recent decades. This study examined
the effects of three cultivation methods and rice straw incorporation on rice grain yield and quality using “Liangyoupeijiu” (an
indica hybrid). The three cultivation treatments were: conventional flooding cultivation (CFC); non-flooded plastic film mulching
cultivation (PFMC); no mulching cultivation in non-flooded condition (NMC). Compared with that under CFC, average rice grain
yield under PFMC from 2008 to 2010 was significantly improved by 8.0%, while total amino acids content was decreased by
3.5%, no obvious effect was observed on rice protein, Fe and Zn concentrations in rice; under NMC, the reduction in yield, pro-
tein, total amino acids and Fe concentrations were 5.1%, 4.4%, 9.3%, and 11.8%, respectively. With rice straw incorporation,
grain yield was improved by 113.6, 142.6, and 522.1 kg ha−1 under CFC, NMC, and PFMC, respectively. Average rice grain yield,
Fe and Zn contents in brown rice were significantly improved by 3.3%, 3.1%, and 6.4% with rice straw incorporation. The results
of the three years showed the same trend in rice grain yield and nutrition quality. The results indicated that PFMC could improve
not only grain yield, but also part of rice nutrition quality. Rice straw incorporation could significantly improved rice grain yield
as well as Fe and Zn concentrations in brown rice, which would be a good method to overcome grain yield decline under long
term PFMC.
Keywords: Plastic film mulching cultivation; Rice straw incorporation; Nutrition quality; Rice
第 2期 袁 玲等: 不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响 351


我国是世界上水稻生产大国之一, 水稻种植面
积约占世界稻田面积的 20%[1], 然而传统的淹水栽
培, 耗水量巨大, 且水资源浪费严重。近年来, 随着
人口增长和经济的发展, 工业用水、城市用水和农
业用水日益剧增 , 但是可利用的水资源日益减少 ,
水资源的可供给量和需求量构成的矛盾越来越引起
人们的重视。此外, 缺铁缺锌引起的营养失衡问题
是世界面临的另一挑战之一 [2], 据最新调查统计 ,
全球有接近一半的人缺铁锌, 尤其是在以谷物为主
食的发展中国家情况更为严重[3-5]。水稻旱作技术的
研究, 尤其是覆盖旱作技术的研究进展很快, 成为
节水灌溉的研究热点[6-7]。目前我国已有不少水稻覆
膜旱作研究与推广的实例, 证明覆膜旱作能提高水
分利用率和水稻产量, 改善稻米蛋白质、氨基酸等
营养品质 [8-11]; 但是也有报道表明旱作会导致稻米
外观和食味等品质变差[12], 关于覆膜旱作的报道部
分结果不一致。且目前关于覆膜旱作对稻米中铁锌
含量的影响鲜有报道, 因此通过长期定位试验研究覆
膜旱作对水稻产量和品质的影响具有重要的意义。
覆膜旱作和常规水作是 2 种截然不同的生长环
境, 地膜覆盖提高了土壤温度, 从而促进了土壤微
生物的活动, 加速了土壤有机质的分解, 长期覆膜
旱作会导致稻田有机质含量明显下降[13-14]。农作物
秸秆是一种含碳丰富的能源物质, 还田能提高氮肥
利用效率 , 疏松土壤 , 改善通透性 , 从而改善节水
栽培作物的营养状况[15-17]。本文通过长期定位试验
研究了覆膜旱作、裸地旱作和常规水作及秸秆还田
对水稻产量和营养品质的影响 , 旨在阐明其特点 ,
并为水稻优质、高产、高效栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验点概况
供试水稻品种为中熟籼型杂交稻“两优培九”。
浙江金衢盆地兰溪市墩头镇潘宅村(29°19′N, 119°43′E,
海拔 72.8 m), 年降水量 1399.8 mm, 年平均气温
17.7 , ℃ 无霜期 265 d, 年日照时数 1981.6 h。供试土
壤为黄泥沙田, pH 5.1, 含有机质 30.20 g kg−1、全氮
2.28 g kg−1、全磷 1.58 g kg−1、碱解氮 142.53 mg kg−1、
有效磷 88.46 g kg−1、有效钾 212.94 mg kg−1、有效铁
92.50 mg kg−1、有效锌 4.8 mg kg−1。
1.2 试验设计
水稻长期定位田间试验始于 2001年, 采用裂区
设计, 主处理为: (1)常规水作(conventional flooding
cultivation, CFC); (2)裸地旱作(no-mulching cultiva-
tion under non-flooded condition, NMC); (3)覆膜旱作
(plastic film mulching cultivation under non-flooded
condition, PFMC)。副处理为秸秆还田(M1)和不还田
(M0), 秸秆切成 3~5 cm长, 于每年 11月还田, 还田
量 3000 kg hm−2(自然风干), 含氮 25.2 kg hm−2, 磷
2.9 kg hm−2, 钾 52.3 kg hm−2 (3年平均含量)。对各处
理均基施普通尿素(N, 46%) 293.5 kg hm−2、过磷酸钙
(P2O5, 10.5%) 450 kg hm−2、氯化钾(K2O, 60%) 112.5
kg hm−2。设 3次重复, 小区面积为 30 m2。常规水作
区与旱作区间隔 1 m, 田埂用塑料薄膜包裹并埋入
土深 0.6 m。常规水作区保持 2~3 cm的水层直到灌
浆中期; 裸地旱作和覆膜旱作区在水稻生长期表面
没有水层, 直至田间持水量低于 80%时进行一次湿
润灌溉, 田间持水量用“环刀法”测定 , 每次测定约
48 h。常规水作每年灌溉水量约为 7500 m3 hm−2, 旱
作区灌溉水量约为 3500 m3 hm−2。覆膜旱作区采用
厚度为 0.007 mm、宽 1.7 m的超微农用膜。每年 6
月中旬移栽, 株行距 20 cm×28 cm, 每穴 2株, 11月
上旬收获。
1.3 取样与测定
1.3.1 产量与米质测定 水稻收割时分小区实收
测产。收获后, 种子储存于阴凉干燥处 3个月以上, 待
理化性状稳定后, 用GF-80型糙米机脱壳, JB-20糙米
精白机碾取精米。用 3010-99cyclone grinder将精米磨
成米粉, 过 100目塑料筛, 用 Foss 5000近红外分析仪
测定蛋白质含量及氨基酸含量[18-20]。
1.3.2 糙米中铁锌含量的测定 水稻成熟后随机
采集各小区稻穗, 自然风干后, 手工脱粒, 用 0.01
mo1 L−1 HCl (AR级)充分冲洗稻谷后用超纯水洗净。
晾干后, 用 JLGJ-45 型出糙机去壳, 用 MM301 型
(Retsch, Germany)玛瑙粉碎机粉碎过 100目筛, 将糙
米样品在室温下装入封口袋储存备用。
准确称取 0.1 g样品, 加入 4 mL硝酸(GR)和 1
mL 过氧化氢(AR), 静置 6 h 后放入热消解仪(Lab
Tech ED36, Germany), 程序升温消解, 冷却至室温
后将溶液转入 25 mL 容量瓶, 定容, 同时作标准样
和空白对照。用 Agilent 7500a型电感耦合等离子体
质谱仪(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrome-
ter, ICP-MS, 美国)测定糙米中 Fe和 Zn含量。
1.4 数据分析
采用 DPS分析数据, 以 Duncan’s新复极差检验
法检验处理间差异显著性。
352 作 物 学 报 第 39卷

2 结果与分析
2.1 处理效应的方差分析
2008—2010三年试验结果表明(表 1), 产量、精
米中蛋白质和氨基酸、糙米中铁和锌含量在不同种
植方式间存在显著差异(P<0.05); 产量、铁和锌在秸
秆还田处理条件下差异显著; 除铁在年度间差异不
显著(P=0.05)外 , 产量及其他营养品质差异均达到
显著水平。对于产量、铁和锌含量, 除种植方式×秸
秆处理具有显著的互作效应外, 年度×种植方式、年
度×秸秆处理的互作效应均不显著。
2.2 不同栽培方式和秸秆还田对产量及产量构
成因子的影响
2.2.1 对产量的影响 不同栽培方式对水稻产量
的影响存在显著差异(表 2和图 1-A)。2008年, 传统
水作(CFC)和覆膜旱作(PFMC)产量均显著高于裸地
旱作(NMC), CFC 和 PFMC 处理之间差异不显著;
2009 年和 2010 年, 覆膜旱作水稻产量则显著高于
CFC 和 NMC。秸秆还田处理产量在 2008、2009 和
2010年均高于不还田处理。3年产量为: 覆膜旱作>
常规水作>裸地旱作, 秸秆还田>秸秆不还田; 覆膜
旱作较常规水作和裸地旱作 , 产量分别提高了
15.3%和 8.7%; 秸秆还田较秸秆不还田产量提高了
3.3%。说明覆膜旱作和秸秆还田可以显著提高水稻
产量。
2.2.2 对产量构成因子的影响 不同栽培方式条
件下, 2008—2010 三年产量构成因子的平均值如表
3所示。PFMC较 CFC还田处理有效穗增加了 16.9%,
不还田处理增加了 13.2%; 每穗实粒数分别降低了
6.9%和 4.3%; 结实率分别降低了 3.6%和 2.9%; 千
粒重差异不显著。上述结果说明, 有效穗的显著提
高可能是覆膜旱作提高水稻产量的主要原因。“两优
培九”在常规水作条件下产量一般在 8.0 t hm−2以上,
本试验中, 有两年水稻产量低于 8.0 t hm−2可能是因
为当年的病虫害和灌浆期不利天气情况导致有效穗
和结实率下降引起的。
2.3 不同栽培方式和秸秆还田对水稻精米中蛋
白质和氨基酸含量的影响
2.3.1 对精米中蛋白质含量的影响 不同栽培方
式对水稻精米中蛋白质的影响差异显著(表 4), 秸秆
还田和不还田对蛋白的影响差异不显著。CFC 处理
蛋白质含量在 2008 年和 2009 年均显著高于 NMC
处理和 PFMC处理, 而在 2010年度则与 PFMC差异
不显著。3年平均结果表明, PFMC和 CFC处理蛋白
质含量显著高于 NMC处理, PFMC和 CFC处理之间
差异不显著; PFMC和 CFC处理较 NMC处理蛋白质
含量分别提高了 4.7%和 3.5%。上述结果表明, 与
CFC处理相比, NMC不利于水稻精米中蛋白质的积
累, PFMC对水稻蛋白质的积累影响不显著。秸秆还
田对水稻精米蛋白质的含量没有显著影响(图 1-B)。
2.3.2 对精米中总氨基酸含量的影响 不同栽培
方式对水稻精米中总氨基酸含量的影响差异显著 ,
秸秆还田和不还田对水稻产量的影响差异不显著
(表 4 和图 1-C)。3 年平均结果表明, 与 CFC 相比,
NMC 和 PFMC 处理水稻精米中氨基酸的含量均降
低, 分别下降 4.7%和 7.0%, 说明裸地旱作和覆膜旱
作不利于稻米中氨基酸的积累。
2.4 不同栽培方式和秸秆还田对水稻糙米中铁
和锌含量的影响
2.4.1 对铁含量的影响 不同栽培方式和秸秆还
田对水稻糙米中铁含量的影响差异显著(表 4 和图
1-D)。PFMC 处理糙米中铁含量在 2008 年和 2009

表 1 产量和部分稻米品质指标在种植方式和秸秆处理间的方差分析(F值)
Table 1 Analysis-of-variance (F-values) for grain yield and some grain quality traits of rice among/between cultivation methods and
rice straw treatments
变异来源
Source of variation
自由度
df
产量
Grain yield
蛋白质含量
Protein content
总氨基酸含量
Total amino acids
content
铁含量
Fe content
锌含量
Zn content
年度 Y 2 4.83* 9.31** 5.58* 1.52ns 5.48*
种植方式 C 2 6.40** 12.84* 113.60** 24.92** 13.73*
秸秆处理 T 1 56.51** 0.06ns 0.51ns 24.30** 12.85*
Y×C 4 2.75ns 1.25ns 0.51ns 3.24ns 4.97ns
Y×T 2 2.27ns 1.17ns 0.36ns 2.18ns 4.33ns
C×T 2 14.54** 0.46ns 0.36ns 25.04** 6.27*
*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著, ns表示差异不显著(P>0.05), 试验为裂区设计, 设 3次重复。
Y: year; C: cultivation methods; T: treatments. * Significant at the 0.05 probability level. ** Significant at the 0.01 probability level.
ns Not significant. The experiment was in a split block design with three replicates.





表 2 不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量的影响
Table 2 Effects of different cultivation methods and rice straw incorporation on grain yield of rice (kg hm−2)
2008 2009 2010 3年均值(M) 处理
Treatment 不还田
M0
还田
M1
均值
M2
不还田
M0
还田
M1
均值
M2
不还田
M0
还田
M1
均值
M2
不还田
M0
还田
M1
均值
M2
传统水作
CFC
8233.0±75.1 8473.7±17.6 8353.3±46.4a 8033.3±81.9 7733.3±53.6 7883.3±67.5b 7566.7±57.7 7966.7±33.3 7766.7±45.5b 7944.3±71.6 8057.9±34.8 8011.1±53.2b
裸地旱作
NMC
8111.0±86.6 8333.3±69.3 8222.2±77.9b 7277.8±88.2 7250.0±44.1 7263.9±66.2c 7200.0±88.2 7433.3±16.7 7316.7±52.5c 7529.6±87.7 7672.2±43.4 7600.9±65.5c
覆膜旱作
PFMC
8200.0±67.6 8633.0±83.9 8416.5±75.8a 8711.1±105.8 9477.8±128.2 9094.4±117.0a 8255.5±22.2 8622.2±20.3 8438.9±21.3a 8388.9±65.2 8911.0±77.5 8649.9±71.3a
均值
M3
8181.3±76.4b 8480.0±56.9a 8007.4±91.9b 8153.7±75.3a 7674.1±56.0b 8007.4±23.4a 7954.3±74.8b 8213.7±51.9a
M0: 秸秆不还田; M1: 秸秆还田; M: 2008–2010三年平均值; M2: 不同栽培方式的平均值; M3: 秸秆处理的均值。对于M2或M3标以不同字母表示不同处理的值在 0.05水平上差异显著。
表格中的数值为平均值±标准误。
CFC: conventional flooding cultivation; NMC: no-mulching cultivation under non-flooded condition; PFMC: plastic film mulching cultivation under non-flooded condition. M0: without rice straw
incorporation; M1: with rice straw incorporation; M: average values of the three years; M2: average values under different cultivation methods; M3: average values of rice straw treatments. M2 or M3
values followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. Values are means ± standard deviation.

354 作 物 学 报 第 39卷




图 1 在不同栽培方式条件下秸秆还田对水稻产量、精米中蛋白质和氨基酸含量以及糙米中铁和锌含量影响
Fig. 1 Effects of rice straw incorporation on rice grain yield, protein and total amino acid concentration in polished rice, Fe and Zn
concentration in brown rice under different cultivation methods
M0: 秸秆不还田; M1: 秸秆还田; CFC: 传统水作; NMC: 裸地旱作; PFMC: 覆膜旱作。
M0: without rice straw incorporation; M1: with rice straw incorporation; CFC: conventional flooding cultivation; NMC: no-mulching
cultivation under non-flooded condition; PFMC: plastic film mulching cultivation under non-flooded condition.

年度均显著高于 CFC 和 NMC 处理, 2010 年度,
PFMC 处理和 CFC 及 NMC 相比差异均不显著。3
年平均结果表明, 与CFC处理相比, PFMC能提高糙
米中铁的含量, 但差异不显著; NMC处理较 CFC处
第 2期 袁 玲等: 不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响 355


表 3 不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量构成因子的影响
Table 3 Effects of different cultivation methods and rice straw incorporation on rice yield components
处理
Treatment
有效穗数
Fertile panicle (×104 hm−2)
每穗实粒数
Filled grain (No. per panicle)
结实率
Filled grain rate (%)
千粒重
1000-grain weight (g)
M0 251.0±2.5 d 139.0±1.4 c 79.2±0.8 bc 26.9±0.3 b 传统水作
CFC M1 266.0±2.7 c 160.0±1.2 a 83.0±0.5 a 27.4±0.2 a
M0 221.0±2.2 f 125.0±1.3 d 72.7±0.7 d 26.3±0.3 c 裸地旱作
NMC M1 237.0±1.4 e 138.0±0.9 c 78.1±0.8 bc 26.8±0.5 b
M0 284.0±2.8 b 133.0±1.3 cd 76.9±0.8 c 26.8±0.2 b 覆膜旱作
PFMC M1 311.0±3.0 a 149.0±1.5 b 80.2±0.5 b 27.2±0.6 ab
M0: 秸秆不还田, M1: 秸秆还田。对同一参数标以不同字母的值在 0.05水平上差异显著。表格中的数值为 3年数值的平均值±
标准误。
CFC: conventional flooding cultivation; NMC: no-mulching cultivation under non-flooded condition; PFMC: plastic film mulching
cultivation under non-flooded condition; M0: without rice straw incorporation; M1: with rice straw incorporation. For the same quality pa-
rameters, values followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. Values are means of the three years ±
standard deviation.

理铁含量下降了 11.9%; 秸秆还田能显著提高糙米
中铁的含量 , 提高幅度为 3.1%。上述结果表明 ,
PFMC 处理有提高糙米中铁含量的趋势, 秸秆还田
能显著提高水稻糙米中的铁含量。
2.4.2 对锌含量的影响 3年平均结果(表 4)表明,
与 CFC处理相比, NMC处理糙米中的锌含量提高了
8.7%, PFMC处理效果不显著, 但有提高糙米中锌含
量的趋势; 秸秆还田能显著提高糙米中锌含量, 与
秸秆不还田处理相比, 糙米中锌含量提高了 6.4%。
上述结果表明 , 裸地旱作有利于糙米中锌的积累 ,
覆膜旱作有提高糙米中锌含量的趋势, 秸秆还田能
显著提高糙米中锌的含量(图 1-E)。
2.5 长期定位试验对土壤基础理化性质的影响
连续 10 年传统水作、裸地旱作和覆膜旱作试
验后, 土壤基础理化性质均发生一定程度的变化。
从图 2 可以看出, 随着试验年份的推进, 土壤中有
机质、碱解氮、有效磷和速效钾发生了不同程度的
减少, 而秸秆还田则在一定程度上缓解了土壤养分
的下降。
3 讨论
有关覆盖旱作对水稻产量和品质影响的研究有
较多报道, 但研究结果不一致[21-22]。本试验条件下,
产量表现为覆膜旱作>常规水作>裸地旱作, 这与张
自常等[2]的研究结果一致。在江南地区, 雨水丰富,
地膜覆盖不会引起土壤温度过高, 反而改善了土壤
中水、热、气等条件, 有利于根系生长和地上部生
长发育[23]; 缓解了水稻在分蘖早期低温造成的不利
影响[21, 24], 从而促进水稻的有效分蘖, 使产量增加。
裸地旱作则相反, 较常规水作不利于水稻的生长和
营养物质的积累, 从而导致产量降低。
近年来, 随着人们生活水平的提高, 对优质大
米的需求越来越大。蛋白质、氨基酸和铁、锌等微
量元素是稻米营养品质中最重要的几个指标。本试
验表明, 与常规水作相比, 覆膜旱作处理蛋白质含
量有所下降, 但差异不显著。这说明覆膜旱作可以
显著增加水稻的产量 , 只要采取适当的旱种方式 ,
旱种水稻可以高产、优质和节约用水。秸秆还田对
水稻精米中蛋白质的影响效果不显著。
本试验中, 覆膜旱作处理精米中的总氨基酸含
量较常规水作略有下降, 这可能是因为在灌浆期和
乳熟期, 水分胁迫导致叶片水势降低, 叶绿素含量
和光合速率也明显降低[25-26]; 另一个原因可能是长
期覆膜旱作使土壤处于好氧状态, 氮素等养分释放
较快[27], 不利于土壤中氮素的积累。至 2010 年, 覆
膜旱作秸秆还田和不还田处理土壤中碱解氮的平均
值较常规水作下降了 9.4% (图 2-b)。本试验条件下,
旱作栽培方式处理蛋白质和氨基酸较常规水作有所
下降, 与路兴花等 [28]的结果不一致, 可能与当季气
候和雨水有密切关系。秸秆还田处理对水稻精米中
总氨基酸含量的影响差异不显著, 与蛋白质的情况
相似, 说明秸秆还田可能作为缓解长期覆膜旱作中
地力下降而导致产量降低的方法之一, 但是还不能
显著改善稻米品质。
本试验表明 , 秸秆还田能显著提高水稻产量以
及糙米中铁和锌的含量, 这可能是因为还田的秸秆
中大量的营养元素在微生物的作用下完全矿化 [29];
从图 2 可以看出, 秸秆还田缓解了长期定位试验中
土壤养分的减少, 从而促进了水稻的生长和营养成
分的积累。秸秆还田使土壤在生育后期能够提供足

表 4 不同栽培方式和秸秆还田对水稻精米中蛋白质和总氨基酸、糙米中铁和锌含量的影响
Table 4 Effects of different cultivation methods and rice straw incorporation on protein content and total amino acid concentration in polished rice,
Fe and Zn concentration in brown rice (mg kg−1)
2008 2009 2010 均值(M)
处理
Treatment

不还田
M0
还田
M1
均值
M2
不还田
M0
还田
M1
均值
M2
不还田
M0
还田
M1
均值
M2
不还田
M0
还田
M1
均值
M2
CFC 8.7±0.06 8.7±0.03 8.7±0.05 a 10.5±0.05 10.2±0.03 10.4±0.04 a 7.8±0.09 8.0±0.07 7.9±0.08 a 9.0±0.07 9.0±0.05 9.0±0.06 a
NMC 8.2±0.08 8.2±0.09 8.2±0.09 c 10.0±0.10 10.1±0.02 10.1±0.06 b 7.5±0.10 7.8±0.04 7.7±0.07 b 8.6±0.09 8.7±0.05 8.6±0.05 b
PFMC 8.7±0.05 8.4±0.03 8.6±0.04 b 10.1±0.03 10.3±0.07 10.2±0.05 b 8.0±0.08 8.0±0.10 8.0±0.09 a 8.9±0.05 a 8.9±0.03 8.9±0.04 a
蛋白质含量
PC
均值
M3
8.5±0.06 a 8.4±0.05 a — 10.2±0.06 a 10.2±0.04 a — 7.8±0.09 a 7.8±0.07 a — 8.8±0.07 a 8.9±0.04 a —
CFC 8.8±0.08 8.9±0.02 8.8±0.05 a 9.1±0.10 9.0±0.03 9.0±0.07 a 8.1±0.04 7.8±0.02 7.9±0.03 a 8.6±0.07 8.6±0.02 8.6±0.05 a
NMC 8.4±0.06 8.3±0.04 8.4±0.05 c 7.5±0.30 7.8±0.20 7.7±0.30 c 7.6±0.05 7.5±0.03 7.5±0.04 c 7.8±0.13 7.9±0.09 7.8±0.10 c
PFMC 8.8±0.04 8.4±0.05 8.6±0.05 b 8.5±0.10 8.7±0.03 8.6±0.06 b 7.7±0.07 7.7±0.04 7.7±0.06 b 8.4±0.07 8.3±0.04 8.3±0.06 b
总氨基酸含量
TAAC
均值
M3
8.7±0.06 a 8.5±0.03 b — 8.4±0.20 a 8.5±0.09 a — 7.8±0.05 a 7.7±0.03 b — 8.3±0.09 a 8.2±0.05a —
CFC 6.5±0.10 6.6±0.06 6.6±0.08 b 6.0±0.10 6.5±0.05 6.3±0.08 b 6.4±0.20 8.2±0.10 7.3±0.20 a 6.3±0.10 7.1±0.07 6.7±0.08 a
NMC 6.9±0.20 6.5±0.20 6.7±0.20 b 5.3±0.07 6.0±0.10 5.7±0.09 c 5.6±0.10 5.3±0.10 5.5±0.10 b 5.9±0.10 5.9±0.08 5.9±0.09 b
PFMC 7.7±0.20 7.7±0.06 7.7±0.10 a 7.3±0.20 7.4±0.03 7.3±0.10 a 6.6±0.30 6.3±0.20 6.5±0.30 ab 7.2±0.20 7.2±0.10 7.2±0.20 a
铁含量
Fe
均值
M3
7.0±0.20 a 6.9±0.10 a — 6.2±0.10 b 6.6±0.06 a — 6.2±0.20 b 6.6±0.10 a — 6.5±0.10 b 6.7±0.08 a —
CFC 22.2±0.60 27.1±1.20 24.7±0.90 a 22.8±1.40 26.2±0.70 24.5±1.00 b 19.6±0.20 20.8±0.70 20.2±0.50 c 21.5±0.50 24.7±0.80 23.1±0.70 b
NMC 20.8±0.90 21.1±0.30 21.0±0.60 b 27.9±1.30 29.7±1.00 28.8±1.20 a 23.9±0.50 27.1±0.60 25.5±0.60 a 24.2±0.90 25.9±0.60 25.1±0.80 a
PFMC 20.3±0.10 20.0±0.90 20.1±0.50 c 27.5±0.70 28.1±0.90 27.8±0.80 a 24.5±0.50 23.0±1.10 23.8±0.80 b 24.1±0.40 23.7±1.00 23.9±0.70 b
锌含量
Zn
均值
M3
21.1±0.8 b 22.7±0.8 a — 26.1±1.00 a 27.9±0.90 a — 22.7±0.40 a 23.6±0.80 a — 23.3±0.60 b 24.8±0.80 a —
CFC: 传统水作; NMC: 裸地旱作; PFMC: 覆膜旱作; M0: 秸秆不还田; M1: 秸秆还田; M: 2008–2010三年平均值; M2: 不同栽培方式的平均值; M3: 秸秆处理的均值。对于同一品质参数
的 M2和 M3标以不同字母的不同处理的值在 0.05水平上差异显著。表格中的数值为平均值±标准误。
PC: protein content; TAAC: total amino acids content; CFC: conventional flooding cultivation; NMC: no-mulching cultivation under non-flooded condition; PFMC: plastic film mulching cultiva-
tion under non-flooded condition; M0: without rice straw incorporation; M1: with rice straw incorporation; M: average values of the three years; M2: average values under different cultivation methods;
M3: average values with rice straw treatments. For M2 or M3 of the same quality parameters, values followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. Values are means
± standard deviation.
第 2期 袁 玲等: 不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响 357





图 2 不同栽培方式条件下土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾年际变化情况
Fig. 2 Dynamics of soil organic matter, alkali-hydrolysable N, available P and NH4OAc-extractable K in different years under
various cultivation methods
M0: 秸秆不还田; M1: 秸秆还田; CFC: 传统水作; NMC: 裸地旱作; PFMC: 覆膜旱作。
M0: without rice straw incorporation; M1: with rice straw incorporation; CFC: conventional flooding cultivation; NMC: no-mulching
cultivation under non-flooded condition; PFMC: plastic film mulching cultivation under non-flooded condition.

够的养分“源”, 增强了“库”对养分吸收的“拉力”, 能
促进营养物质向籽粒库的转移。
覆膜旱作和常规水作处理精米中铁、锌含量差
异不显著, 裸地旱作处理精米中铁含量则显著低于
前 2 种处理。本试验中裸地旱作处理稻米中蛋白质
较常规水作和覆膜旱作显著降低(表 4和图 1-B), 已
有研究表明水稻籽粒中蛋白质与铁含量呈显著正相
关[30], 稻米中蛋白质含量的降低可能是造成铁含量
下降的原因之一; 另外裸地旱作条件下, 水分胁迫
导致水稻生理机能的衰退, 尤其是叶绿素含量降低,
也可能导致水稻籽粒中铁的积累下降; 而锌含量则
显著高于前 2 种处理, 可能是因为稻米中铁锌的吸
收存在拮抗作用, 已有不少报道铁锌的吸收具有相
似的机制[31-32]。
水稻覆膜旱作是一项具有高效节水、节肥、高
产优质特点的新型栽培技术, 覆膜栽培广泛应用于
蔬菜、棉花等经济作物, 也可以应用于小麦、玉米、
水稻等粮食作物。随着全球人口的增长和水资源紧
缺矛盾的加剧, 覆膜旱作技术必将得到更加广泛的
应用。目前对于覆膜旱作水稻多偏重于对水资源的
可持续利用、农田理化性状和水稻生理生态效应方
面的研究, 对覆膜旱作条件下水肥耦合效应, 病虫
害、草害等发生动态和防治对策研究较少, 以后必
须加强旱作稻田的生物种类、数量、多样性等对环
境影响的研究, 建立水肥互作效应的耦合模型, 同
时还要开展可降解地膜覆盖旱作配套栽培技术、环
境友好型地膜研发等综合研究。
4 结论
长期定位试验条件下, 与常规水作相比, 覆膜
旱作能显著提高水稻产量; 秸秆还田能显著提高水
稻产量及糙米中铁和锌的含量; 裸地旱作导致水稻
358 作 物 学 报 第 39卷

产量、精米中蛋白质和氨基酸含量、糙米中铁含量
显著下降, 而糙米中的锌含量则显著增加。
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