紫云英與化肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分含量的影響

王 琴，張麗霞，呂玉虎，潘茲亮

(信陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，河南 信陽(yáng) 464000)

近年來(lái)，化肥大量施用導(dǎo)致土壤肥力、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和肥料利用率下降。隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)綠色、有機(jī)食品需求的不斷提高，有機(jī)肥的施用已引起廣泛關(guān)注[1-2]。研究表明[3-7]，有機(jī)肥與化肥配施不但可提高作物產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，培肥地力，更是保證作物穩(wěn)定增產(chǎn)和推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。

紫云英(Astragaiussinicus)是豆科黃芪屬綠肥作物，是一種豫南稻區(qū)主要的生物有機(jī)肥源，不僅產(chǎn)草量高，而且養(yǎng)分含量高，對(duì)改良稻田土壤理化性狀，提高土壤肥力有重要作用[8-12]。本研究分析豫南稻區(qū)化肥與紫云英配施條件下水稻(Oryzasativa)產(chǎn)量和土壤肥力變化，旨在為合理施用綠肥，提高土壤肥力，改善生態(tài)環(huán)境等提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2009年在信陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)園區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)田位于大別山北麓，淮河南岸，32°07′ N，114°05′ E，處于亞熱帶和暖溫帶的地理分界線(秦嶺-淮河)上，屬亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡區(qū)。日照充足，年均1 900～2 100 h；年均氣溫15.1～15.3 ℃，無(wú)霜期220～230 d；降水豐沛，年均降水量1 109 mm；空氣濕潤(rùn)，年均相對(duì)濕度77%。試驗(yàn)地前茬空閑，供試土壤為水稻土，質(zhì)地輕粘，pH值6.7，有機(jī)質(zhì)2.14%，速效氮71.5 mg·kg-1，速效磷16.5 mg·kg-1，速效鉀78.2 mg·kg-1。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采取單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)6個(gè)處理：D1，不施化肥和紫云英；D2，100%化肥；D3，80%化肥氮鉀+20%紫云英氮鉀；D4，60%化肥氮鉀+40%紫云英氮鉀；D5，40%化肥氮鉀+60%紫云英氮鉀；D6，20%化肥氮鉀+80%紫云英氮鉀?；蕿槟蛩?、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀配合施用。100%化肥指當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量，為N 165 kg·hm-2、P2O5112.5 kg·hm-2、K2O 112.5 kg·hm-2。氮按照基肥∶分蘗肥∶孕穗肥=3∶2∶1分期施入，磷肥、鉀肥全部作基施，且磷肥不減量。紫云英氮鉀以1 000 kg鮮草可提供純氮3.56 kg，K2O 2.89 kg計(jì)算。每處理設(shè)4次重復(fù)，隨機(jī)排列，共24個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。每小區(qū)長(zhǎng)3.3 m，寬2.0 m。小區(qū)間做埂，上覆黑色塑料薄膜以防止串肥，防雜草。區(qū)組間留0.3 m寬溝，便于灌溉排水。

1.3紫云英種植與翻壓 綠肥品種為信陽(yáng)紫云英。2008年8月23日播種，播種量30 kg·hm-2。2009年4月20日盛花期翻壓。

1.4水稻種植 水稻品種為珍輻糯。2009年4月28日育秧，5月27日移栽，株距16.7 cm，行距20 cm，每蔸2苗，每小區(qū)200蔸(合2萬(wàn)蔸·667 m-2)。

1.5水稻生長(zhǎng)量和土壤養(yǎng)分含量測(cè)定

1.5.1水稻葉綠素含量 于水稻分蘗盛期、拔節(jié)期和孕穗期，每小區(qū)隨機(jī)選取5蔸，每蔸選1株，用葉綠素儀(SPAD-502型，日本)測(cè)量2個(gè)葉片(上部第二、三展開葉)，在葉片的中上部讀取SPAD值。供測(cè)量的各株長(zhǎng)勢(shì)一致。

1.5.2考種與測(cè)產(chǎn) 考種：2009年9月26日，各小區(qū)隨機(jī)選取5蔸，調(diào)查全部5蔸的株高和有效穗數(shù)，測(cè)量5蔸的全部有效穗穗長(zhǎng)。然后5蔸全部脫粒，數(shù)穗粒數(shù)、空秕粒數(shù)。籽粒樣品風(fēng)干后稱量。

測(cè)產(chǎn)：2009年9月26日，各小區(qū)單打單收。風(fēng)干后，測(cè)定籽粒干質(zhì)量。

1.5.3土壤養(yǎng)分含量 分別在移栽前、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、齊穗期五個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，每小區(qū)5點(diǎn)取樣法采取土樣，取樣深度0～20 cm。土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀含量等按常規(guī)方法測(cè)定[13]。

1.6數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，用SAS 8.0進(jìn)行方差分析和新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)[14]。

2 結(jié)果

2.1紫云英與化肥配施對(duì)水稻株高的影響 施肥顯著增加水稻的株高，其中D4的株高最高，顯著高于其他處理(P<0.05)，D2、D3、D5、D6之間差異不顯著(P>0.05)(圖1)。

2.2紫云英與化肥配施對(duì)水稻葉綠素SPAD值的影響 施肥均能提高水稻葉片的SPAD值(表1)。在分蘗盛期，各處理(D3除外)均能顯著提高水稻葉片的SPAD值(P<0.05)，在孕穗期，各處理(D2除外)均能極顯著提高水稻葉片的SPAD值(P<0.01)，其中D4水稻葉片的SPAD值最高。

圖1 紫云英與化肥配施對(duì)水稻株高的影響

表1 紫云英與化肥合理配施對(duì)水稻葉片SPAD值的影響

表2 紫云英與化肥合理配施對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響

2.3紫云英與化肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 水稻產(chǎn)量的高低順序?yàn)镈4>D5>D6>D3>D2>D1(表2)。施肥的各處理產(chǎn)量均極顯著高于D1(P<0.01)，其中D4的產(chǎn)量顯著高于D2(P<0.05)。D1由于未施任何肥料，水稻養(yǎng)分全部來(lái)自土壤供給，產(chǎn)量較低。

有效穗的高低順序?yàn)镈4>D3>D6=D2>D5>D1，其中D4的有效穗數(shù)極顯著高于D1(P<0.01)，D3顯著高于D1(P<0.05)(表2)。各處理穗粒數(shù)的高低順序?yàn)镈4>D3>D6>D2>D5>D1，其中施肥處理均極顯著高于D1，D4極顯著高于D2和D5，D2、D3、D6之間差異不顯著(P>0.05)。D4成穗率和穗長(zhǎng)均最高。各處理對(duì)千粒重影響差異不顯著。

2.4紫云英與化肥配施對(duì)水稻土壤養(yǎng)分含量的影響

2.4.1對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響 翻壓紫云英后土壤有機(jī)質(zhì)含量呈先降低后升高的趨勢(shì)，可能是由于在水稻分蘗期翻壓的紫云英還沒有充分腐熟，水稻生長(zhǎng)消耗了部分土壤有機(jī)質(zhì)的緣故。分蘗期后土壤有機(jī)質(zhì)含量緩慢升高，但各時(shí)期各處理之間差異不顯著(圖2)。

圖2 紫云英與化肥配施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

2.4.2對(duì)土壤速效氮含量的影響 各處理的土壤速效氮含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)(圖3)。施肥各處理各時(shí)期土壤速效氮含量均大于D1，說(shuō)明翻壓紫云英能提高土壤速效氮含量。施肥處理土壤速效氮含量在水稻拔節(jié)后開始下降，是由于水稻進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期，吸收利用速效氮的速率增加。D1由于沒有施入任何肥料，土壤速效氮含量變化不明顯。水稻分蘗期，D2土壤速效氮含量最高。

圖3 紫云英與化肥配施對(duì)土壤速效氮含量的影響

2.4.3對(duì)土壤速效磷含量的影響 各處理土壤速效磷呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在水稻孕穗期達(dá)到最大，而后開始下降。紫云英含磷量較少，各施肥處理對(duì)土壤速效磷含量影響不大，但均大于D1(圖4)。

圖4 紫云英與化肥配施對(duì)土壤速效磷含量的影響

2.4.4對(duì)土壤速效鉀含量的影響 各處理的速效鉀含量從水稻分蘗期以后就開始緩慢下降(圖5)。分蘗期前由于紫云英的分解及化肥的施入，土壤速效鉀含量增加。隨著水稻生長(zhǎng)發(fā)育，吸肥能力增強(qiáng)，土壤速效鉀含量開始下降。翻壓紫云英處理由于紫云英腐解不斷地釋放鉀素養(yǎng)分，土壤速效鉀含量在水稻整個(gè)生育期基本上都高于單施化肥處理和不施肥處理。說(shuō)明翻壓紫云英能為土壤提供鉀素營(yíng)養(yǎng)。

3 討論與結(jié)論

紫云英和化肥配施能增加水稻葉片葉綠素SPAD值，即增加葉綠素含量，促進(jìn)光合，進(jìn)而增加水稻產(chǎn)量。翻壓紫云英能增加水稻的穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素。紫云英和化肥配施能極顯著促進(jìn)水稻生長(zhǎng)、提高水稻產(chǎn)量。這與前人研究結(jié)論一致[15-17]。紫云英和化肥配施能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤速效氮、磷、鉀含量。王允青等[18]、李雙來(lái)等[19]也得到類似結(jié)論。

圖5 紫云英與化肥配施對(duì)土壤速效鉀含量的影響

綜合各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，與不施化肥和紫云英相比，施60%紫云英氮鉀和40%化肥氮鉀處理使水稻產(chǎn)量提高了28.7%，土壤有機(jī)質(zhì)增加2.1%，土壤速效氮、磷、鉀分別增加9.3%、12.7%和15.5%。說(shuō)明在水稻田中第1年翻壓紫云英綠肥，紫云英氮鉀能代替40%的化肥氮鉀。

[1]張奇春，王光火，方斌.不同施肥處理對(duì)水稻養(yǎng)分吸收和稻田土壤微生物生態(tài)特性的影響[J].土壤學(xué)報(bào)，2005，42(1)：116-121.

[2]李本銀，黃紹敏，張玉亭，等．長(zhǎng)期施用有機(jī)肥對(duì)土壤和糙米銅、鋅、鐵、錳和鎘積累的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010,16(1):129-135.

[3]徐明崗，李冬初，李菊梅，等．化肥有機(jī)肥配施對(duì)水稻養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008,41(10):3133-3139.

[4]彭娜，王開峰，謝小立，等．長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)稻田土壤基本理化性狀的影響[J].中國(guó)土壤與肥料，2009(2)：6-10.

[5]唐繼偉，林治安，許建新，等．有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥在提高土壤肥力中的作用[J].中國(guó)土壤與肥料，2006(3)：44-47.

[6]鄭蘭君，曾廣永，王鵬飛．有機(jī)肥、化肥長(zhǎng)期配合施用對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2001，17(3)：48-50.

[7]李菊梅，徐明崗，秦道珠，等．有機(jī)肥無(wú)機(jī)肥配施對(duì)稻田氨揮發(fā)和水稻產(chǎn)量的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2005，11(1):51-56.

[8]林多胡，顧榮申.中國(guó)紫云英[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000：1-21.

[9]楊俊崗，李長(zhǎng)喜.信陽(yáng)紫云英研究[M].北京：農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2005：19-20.

[10]張輝，曹衛(wèi)東，吳一群，等．不同紫云英品種物候期及主要經(jīng)濟(jì)性狀研究[J].草業(yè)科學(xué)，2010，27(2)：109-112.

[11]葛天安，葉梅蓉，張昌杰，等．紫云英高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].草業(yè)科學(xué)，2005，22(7)：23-24.

[12]蔡阿瑜，林多胡，陳云平，等．紫云英青貯研究[J].草業(yè)科學(xué)，1995，12(3)：17-18.

[13]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：25-111.

[14]胡小平，王長(zhǎng)發(fā)．SAS基礎(chǔ)及統(tǒng)計(jì)實(shí)例教程[M].西安：西安地圖出版社，2001.

[15]劉英,王允青,張祥明，等.紫云英與化肥配施對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008,36:16003-16005.

[16]陳秀華，劉正余，金志剛．以紫云英為綠肥的水稻化學(xué)肥料減量效果初探[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2005(5)：91.

[17]曾慶利，龔春華，徐永士，等．紫云英不同翻壓量對(duì)水稻產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)2009(6)：76-77，88.

[18]王允青，張祥明，劉英，等．施用紫云英對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，32(4)：699-700.

[19]李雙來(lái)，陳云峰，李四斌，等．水稻相同紫云英翻壓量下化肥的合理用量試驗(yàn)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，48(7)：1592-1593.