湖南省雙季稻區(qū)紫云英品種適宜性比較

魯艷紅，廖育林，周 興，謝 堅，楊曾平，聶 軍，曹衛(wèi)東

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125；2. 農(nóng)業(yè)部湖南耕地保育科學觀測實驗站，湖南長沙 410125；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128；4. 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

湖南省是典型農(nóng)業(yè)大省，是我國重要的糧食生產(chǎn)基地之一，歷來是主要的糧食調出省份。水稻是湖南省的主要糧食作物，其產(chǎn)量和種植面積均居全國第一[1]。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化的快速推進，耕地非農(nóng)業(yè)利用趨勢已是不可逆轉[2]，耕地面積的日趨減少在很大程度上影響了湖南省的糧食安全生產(chǎn)。紫云英作為綠肥種植歷史悠久，在有效培肥土壤、改善環(huán)境、提高作物產(chǎn)量和品質、減少化肥投入上起著重要作用[3]。稻-稻-綠肥曾是湖南省稻田最主要的耕作模式。湖南省最大綠肥種植面積曾達到2 000 000 hm2，占耕地面積58%[4]。然而，近30 a 來，經(jīng)濟重心的轉移影響了稻田有機物料投入構成和數(shù)量，目前湖南省的水稻生產(chǎn)幾乎全部依賴于化肥投入，投入稻田的有機肥料和農(nóng)家肥偏低，綠肥種植面積也急劇下降。加之雙季稻的復種指數(shù)高，產(chǎn)量高，養(yǎng)分消耗量大，導致稻田土壤出現(xiàn)肥力衰退，耕層變淺，土壤養(yǎng)分表聚，次生潛育化加劇，中低產(chǎn)田面積增大，土壤總體質量持續(xù)下降等一系列問題[5-6]。因此，發(fā)展綠肥作物生產(chǎn)利用對于培育提升當前湖南省雙季稻田耕地地力和保障糧食安全具有重要的現(xiàn)實意義。

稻-稻-冬閑是當前湖南省稻田最主要種植模式。據(jù)統(tǒng)計全省水田稻-稻二熟制面積為1 635 000 hm2，而稻-稻-綠肥在300 000 hm2左右徘徊[7]。湖南省一直有種植綠肥生產(chǎn)的習慣，紫云英是湖南稻區(qū)的最主要綠肥品種。長期以來，紫云英種植與利用在中低產(chǎn)田的土壤改良、地力培肥和生態(tài)環(huán)境改善等方面都曾發(fā)揮了重要作用[8]。湖南省土壤肥料工作者在20 世紀70年代先后培育適應雙季稻生產(chǎn)的紫云英品種——湘肥1 號、湘肥2 號、湘肥3 號等。由于紫云英種植面積的縮減和研究工作的停滯，這些適宜的紫云英品種在市場上已很難有種子出售，且這些紫云英品種的品性已逐步退化。同時，當前雙季稻生產(chǎn)的農(nóng)事季節(jié)已經(jīng)發(fā)生巨大變化，翻耕、移栽等農(nóng)事措施較20 世紀70～80年代已大幅提前，已有的紫云英品種花期不適應現(xiàn)代雙季稻耕作制的需求。紫云英新品種的缺乏是限制湖南省雙季稻區(qū)綠肥恢復發(fā)展的最主要瓶頸，尤其是適應現(xiàn)代雙季稻生產(chǎn)的“早花、適產(chǎn)型”紫云英新品種缺乏。為了恢復綠肥生產(chǎn)，篩選出適應南方現(xiàn)代雙季稻農(nóng)作制度的紫云英新品種，湖南省土壤肥料研究所自2008年以來以早花、適產(chǎn)、高養(yǎng)分含量為紫云英新品種培育的目標，并成功培育出湘紫2號。為了驗證湘紫2 號在現(xiàn)代雙季稻生產(chǎn)中的適宜性，于2010～2014年在長沙市長沙縣高橋鎮(zhèn)開展田間試驗，以期使該品種盡快服務于雙季稻生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試紫云英品種有湘紫2 號、湘肥2 號、湘肥3 號、余江大葉和信陽紫云英5個品種。其中湘肥2 號是早花型品種、湘肥3 號和余江大葉是中花型品種、信陽紫云英是早花型品種，湘紫2 號是湖南省土壤肥料研究所以長沙市望城區(qū)本地野生紫云英品種為親本培育的新品種，屬早花型品種。

1.2 試驗設計

試驗于2010～2014年在長沙市高橋鎮(zhèn)范林村進行。供試土壤為河流沉積物發(fā)育的河沙泥，肥力中等，前作晚稻，生長均勻，該試驗田已30 a 以上未種紫云英。晚稻收獲后，移除稻草，開溝作廂。試驗采取隨機排列，重復3次，小區(qū)面積66.7 m2，小區(qū)間挖寬30 cm、深15 cm 的排水溝，四周開圍溝，保證排水暢通，且小區(qū)外設置1.5 m的保護行。每年選取不同地塊進行試驗。

1.3 播種方法與管理情況

晚稻收獲后2～3 d 播種紫云英。播種前進行根瘤菌拌種，晾干后播種，播種方式采取條播，幅寬10 cm，播種后灌“跑馬水”一次，以促種子發(fā)芽。冬春季清溝排水。試驗期間保證田面無積水，并于冬前抗旱一次，于早春季清溝一次。

1.4 觀測項目與數(shù)據(jù)處理

試驗過程中，進行田間觀察，于苗期、越冬期、盛花期和成熟期測定植株農(nóng)藝性狀，并在其生長過程中觀察植株生長速度。試驗各品種盛花期各小區(qū)刈割一半測鮮草產(chǎn)量，并化驗植株氮磷鉀含量，另一半成熟期收割測定種子產(chǎn)量，種子成熟期時單打單曬，測定種子產(chǎn)量。

植株氮、磷和鉀養(yǎng)分測定采用常規(guī)方法[9]。

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2003 軟件進行統(tǒng)計處理。

2 結果與分析

2.1 生育期對比

紫云英的生育期，尤其是盛花期，對南方現(xiàn)代雙季稻適時生產(chǎn)尤為重要。南方稻田翻耕從3月底至4月初開始，因此紫云英品種的盛花期必須在3月底至4月初。從表1 中可知，湘紫2 號的播種至盛花期時間與信陽紫云英較為接近（表1），分別為166 和167 d，無顯著差異；湘紫2 號盛花期較湘肥2 號、湘肥3 號和余江大葉平均分別提前4、7 和8 d，湘紫2 號與該3個品種間存在極顯著差異（P＜0.01）；湘紫2 號和信陽紫云英平均全生育期（播種至成熟期）均為202 d，極顯著短于其他3個品種。湘紫2 號表現(xiàn)出早花、早熟的特性。

表1 2010～2014年不同品種紫云英生育期 （d）

2.2 冬前植株素質對比

冬前紫云英植株的素質對紫云英盛花期產(chǎn)量起著決定性的作用。2010～2013年冬前（12月底）對各品種進行了植株素質調查（見表2），從各個品種紫云英的冬前素質來看，除信陽紫云英在株高、分支數(shù)和根長上表現(xiàn)出較弱的生長勢外，其他品種間差異不明顯，湘紫2 號的株高和分支略高于其他品種。根瘤的差異年內(nèi)較明顯，但年際間差異不明顯。

表2 不同品種紫云英冬前植株素質

2.3 盛花期養(yǎng)分含量對比

紫云英盛花期的氮、磷和鉀含量的高低直接影響紫云英種植培肥土壤和為作物提供養(yǎng)分的效果。盛花期養(yǎng)分含量（以干基計）見表3。湘紫2 號全N 含量為3.00%，湘肥2 號、湘肥3 號、余江大葉與信陽紫云英分別為2.96%、2.85%、2.96%和2.87%。湘紫2 號全N 養(yǎng)分含量顯著高于其他品種。但在全磷、全鉀和植株水分含量上各品種間差異不明顯。

表3 不同品種紫云英盛花期紫云英草養(yǎng)分含量 （%）

2.4 盛花期植株素質對比

紫云英的主要作用是春季用作翻壓綠肥，紫云英盛花期的植株素質是衡量品種好壞的關鍵指標。盛花期調查各品種性狀見表4，湘紫2 號株高為114.8 cm，略低于湘肥2 號，湘肥3 號和余江大葉；單株重為115.9 g，低于湘肥2 號、湘肥3 號和余江大葉。但株高和單株重明顯高于信陽紫云英，表現(xiàn)出產(chǎn)量適中的特性；各個品種間莖粗差異不明顯。

2.5 盛花期鮮草產(chǎn)量和成熟期種子產(chǎn)量對比

紫云英最佳翻壓期為盛花期，盛花期鮮草產(chǎn)量直接影響投入土壤中的氮、磷、鉀養(yǎng)分量和有機質含量的多少[10]。紫云英翻壓量過低，其養(yǎng)分和有機質含量較低，會導致翻壓后不能達到理想的肥田效果，而過高的翻壓量可能會造成翻壓難度增加，同時可能由于腐解時間不夠引起早稻僵苗等毒害現(xiàn)象[11]，因此，紫云英翻壓量也并非越多越好。有研究表明現(xiàn)代農(nóng)作制中稻田紫云英最佳翻壓量為1 500 kg/667m2左右[12]。從表5 中可見，湘紫2 號盛花期的鮮草平均產(chǎn)量為1 589.5 kg/667m2，低于湘肥2號、湘肥3 號和余江大葉的鮮草產(chǎn)量，但高于信陽紫云英鮮草產(chǎn)量。由于通常認為紫云英鮮草翻壓的最適量為1 500 kg/667m2左右，湘紫2 號產(chǎn)量在紫云英壓青還田的適宜量范圍，有利于稻田土壤培肥和水稻作物增產(chǎn)。

表4 不同品種紫云英盛花期植株素質

紫云英種子產(chǎn)量直接影響紫云英留種效益。從表5中可見湘紫2 號種子產(chǎn)量明顯高于其他品種。湘紫2 號4 a 平均種子產(chǎn)量為43.0 kg/667m2，較湘肥2 號、湘肥3號、余江大葉和信陽紫云英分別高26.8%、70.4%、31.6%和59.1%。

表5 不同品種紫云英盛花期鮮草產(chǎn)量和成熟期種子產(chǎn)量 （kg/667m2）

3 結論與討論

通過品種觀察比較，發(fā)現(xiàn)湘紫2 號具有其獨特的品種特征和特性，較其他4個紫云英品種更符合現(xiàn)在雙季稻區(qū)冬季綠肥的種植要求。

（1）湘紫2 號生育期短，適宜在雙季稻區(qū)種植利用。可在晚稻收獲后10月底至11月上旬播種，也可于10月上中旬晚稻收獲前套播，次年3月中下旬至4月上旬盛花，5月上旬成熟，全生育期202 d 左右，盛花期較湘肥2 號、湘肥3 號和余江大葉明顯提早，與信陽紫云英生育期相似。湖南省雙季稻區(qū)早稻移栽時間在4月下旬至5月上旬，紫云英一般需要提前5～15 d 翻壓，早花品種湘紫2 號和信陽紫云英與雙季稻農(nóng)作制的季節(jié)要求相匹配較好，不會影響早稻農(nóng)事操作。

（2）湘紫2 號鮮草產(chǎn)量適中，養(yǎng)分含量高。苗期生長健壯，生長勢強，抗寒、抗旱及抗病力強。大量試驗證明，紫云英盛花期翻壓1 500 kg/667m2鮮草為現(xiàn)代水稻種植中紫云英的最適翻壓量[13-14]。本試驗表明，信陽紫云英為早花品種，但其鮮草產(chǎn)量過低（僅為湘紫2 號的61.5%）而達不到理想肥田效果；湘肥2 號也能滿足雙季稻農(nóng)作制的季節(jié)要求，但其盛花期鮮草產(chǎn)量較1500 kg/667m2的最佳翻壓量高39.9%，如果全量翻壓可能造成翻壓操作難度增加和早稻僵苗，將其部分移出則費時費工。極早花型湘紫2 號盛花期產(chǎn)量平均為1 589.5 kg/667m2，較接近紫云英最適翻壓量，且湘紫2 號盛花期鮮草養(yǎng)分含量與其他品種比較全氮含量較高，表現(xiàn)出較好的肥力特性，適合雙季稻區(qū)的種植利用。

（3）南方稻田紫云英留種中種子產(chǎn)量低下一直是困擾南方紫云英種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。南方稻田紫云英留種產(chǎn)量通常在20～30 kg/667m2左右，種子產(chǎn)量低下直接影響紫云英留種效益。湘紫2 號盛花期比余江大葉等常用品種早3～10 d，能有效避開南方降雨對授粉的影響，另外，湘紫2 號繁殖能力強，種子產(chǎn)量高，能夠很快形成規(guī)模，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供需要。

紫云英作為綠肥作物，不僅具有培肥地力、改善生態(tài)環(huán)境等功能，且其植株本身含有大量的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，翻壓后可為其他作物提供營養(yǎng)[15]。湖南雙季稻面積達160 萬hm2，這些雙季稻田均適宜種植紫云英。本研究表明湘紫2 號是早花型紫云英新品種，具有苗期生長勢強，出苗快、早花、適產(chǎn)、養(yǎng)分含量高、性狀穩(wěn)定、適應性廣等特性，適宜在湖南雙季稻區(qū)及生態(tài)條件相近的同緯度雙季稻區(qū)種植。

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