紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播的效果

馮劍輝，謝柏春，魯艷紅，廖育林，聶 軍，周 興，謝 堅，楊曾平

紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播的效果

馮劍輝1，謝柏春2，魯艷紅3，4，廖育林3，4，聶 軍3，4，周 興3，4，謝 堅3，4，楊曾平3，4

（1. 沅江市胭脂湖街道辦事處農(nóng)技站，湖南 沅江 412101；2. 沅江市茶盤洲鎮(zhèn)農(nóng)技站，湖南 沅江 413117；3.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125；4.農(nóng)業(yè)部湖南耕地保育科學(xué)觀測實驗站，湖南 長沙 410125）

通過田間對比試驗，研究了紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播的應(yīng)用效果。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)一季稻直播技術(shù)比較，將紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)增加了一季紫云英種子生產(chǎn)，有利于緩解紫云英種子缺乏的現(xiàn)狀；由于紫云英秸稈的還田利用，實現(xiàn)了化肥減量施用條件下一季稻產(chǎn)量的提高，對土壤有機質(zhì)提升和土壤氮磷鉀養(yǎng)分提高也有明顯作用；采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)降低了一季稻種植的成本投入，提高了農(nóng)民種植的經(jīng)濟收益。在農(nóng)村勞動力日益緊缺和我國再次興起的綠肥發(fā)展背景下，紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)具有較大的優(yōu)勢和發(fā)展前景。

一季稻；免耕；直播；紫云英

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.07.009

近年來一季稻種植面積有增加趨勢，以一季水稻為主要研究對象的耕作模式越來越受到人們的重視［1］。水稻直播不需通過單獨育秧，而直接將稻種播種于大田。由于避免了移栽所致的秧苗損傷，同時減少了勞動力支出［2］，降低了稻作生產(chǎn)成本，具有一定的輕簡生產(chǎn)優(yōu)勢，在我國南方已有大面積的應(yīng)用，對目前農(nóng)村勞動力日益緊缺的形勢也有較大緩解［3］。傳統(tǒng)的一季水稻直播栽培大多為翻田整地后在進行直播，翻耕過程仍需一定量勞動力的投入。如采用水稻免耕直播則不需進行翻耕整田，較傳統(tǒng)直播方式這種模式更具有省工、省時等優(yōu)點［4］，但免耕直播水稻可能存在根系淺、易倒伏、大田雜草多等問題［5］，這些缺點極大的限制了直播水稻的推廣，找到適應(yīng)南方稻田一季稻免耕直播的新方法是亟待解決的問題。

紫云英是南方稻田的主要綠肥作物，在南方稻田有長期的栽培歷史，對我國南方稻田土壤質(zhì)量的提高和地力的提升有著非常重要的作用［6-7］。一般利用一季稻田進行紫云英留種。傳統(tǒng)紫云英留種收割的方法一般采用人工方法刈倒紫云英，將脫粒后的秸稈焚燒或移走，這種方法不僅沒有真正達到種植綠肥養(yǎng)地的效果，而且極大的浪費了資源，污染了環(huán)境。如果能將紫云英留種后的秸稈作為稻田有機肥源加以利用，不但可以培肥稻田土壤，還有利于提高下茬一季稻產(chǎn)量。

針對傳統(tǒng)一季稻栽培過程中操作繁瑣、勞動量大，傳統(tǒng)一季稻紫云英留種田人工收割紫云英秸稈資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，筆者主要闡述了將紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)［8］，將紫云英秸稈就地還田技術(shù)和紫云英秸稈還田條件下一季稻免耕直播技術(shù)進行組合，以期實現(xiàn)高效利用紫云英資源、提高水稻產(chǎn)量、減輕農(nóng)民勞動強度、增加農(nóng)民種植紫云英和水稻的經(jīng)濟效益，旨在為我國現(xiàn)代稻作制中紫云英的高效利用和水稻高效生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015年在湖南省沅江市胭脂湖街道辦事處三眼塘村和茶盤洲鎮(zhèn)東湖村進行，土壤類型為河湖沉積物發(fā)育的紫潮泥和潮泥田。供試土壤的基本理化性狀見表1。

表1　供試土壤基本理化性狀

1.2 試驗設(shè)計

在沅江市胭脂湖街道辦事處三眼塘村和茶盤洲鎮(zhèn)東湖村的2個田塊采用對比試驗，將試驗田塊一分為二。一半作為對照（CK），不播種紫云英，種植制度為一季稻—休閑，一季稻種植采用傳統(tǒng)直播種植技術(shù)，一半為T1處理，種植制度為一季稻—紫云英，紫云英收獲后秸稈原地還田，一季稻免耕直播［8］。CK施肥量施氮為（N）12 kg/667m2，施磷（P2O5）4 kg/667m2，施鉀（K2O）8 kg/667m2，折合施尿素26.1 kg/667m2、過磷酸鈣33.3 kg/667m2、氯化鉀13.3 kg/667m2。T1處理化肥用量在CK基礎(chǔ)上氮磷鉀肥均減施20%，即尿素20.9 kg/667m2、過磷酸鈣26.7 kg/667m2、氯化鉀10.7 kg/667m2。供試紫云英品種為湘紫2號，播種量為1.5 kg/667m2；一季稻品種為常規(guī)水稻黃華占。

1.3 耕作栽培和田間管理措施

1.3.1 紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)要點 （1）紫云英播種及田間管理。上茬一季稻收獲后播種紫云英，播種后，擇天晴用碎土拋撒開溝機在田塊四周開好圍溝，同時，每隔約10 m開一條直溝，使稻田形成“十”字形或“井”字形溝系每條溝均能保證排水溝的暢通，溝系達到天晴田面不留水，下雨田間不積水。

（2）機械收獲紫云英種子。當(dāng)全稻田75%紫云英的莢果完全變黑時，將田間水排干至適宜收割機操作，采用全喂入式收割機采收紫云英種子。

（3）一季稻免耕直播前田間準(zhǔn)備。向稻田中堆積的紫云英秸稈按1～3 kg/667m2用量播撒秸稈腐桿劑，保持2～5 d后用竹竿或耙子將堆積的紫云英秸稈均勻在田間分散開，然后向田間灌水，使田面水保持1～2 cm深度。

（4）一季稻免耕直播。保持田間水層高于田面1～2 cm，2～3 d后播種催芽稻種，播種后保持田面有水且田間水面低于0.5 cm，在稻種長根后放水落干，當(dāng)80%水稻長到2葉一心時灌淺水，施用尿素10～15 kg/667m2，過磷酸鈣20～30 kg/667m2，氯化鉀6～12 kg/667m2作為基肥。

（5）一季稻田間管理。水稻植株長到3葉一心時，噴施多效唑80～120g/667m2，同時施用尿素6～10 kg/667m2做追肥，在播種后30～40 d，噴施二甲四氯60～100 g/667m2。

（6）一季稻收獲及收獲后管理。一季稻收獲后如果次年仍然作為紫云英留種田，需補紫云英種籽0.5～1 kg/667m2。紫云英生長期間田間管理同上述。

若長期采用此免耕模式，每隔3～4 a需深耕一次，翻耕深度20～30 cm，翻耕期宜選在水稻收獲以后，撒播紫云英種子以前，或者收割紫云英以后。以均勻耕層土壤肥力。

1.3.2 傳統(tǒng)一季稻種植種植技術(shù)要點 傳統(tǒng)的一季稻直播栽培模式包括翻耕大田—平田施肥—浸種、播種—后期水肥管理等過程。

1.4 觀察和測定項目

一季稻收獲后對不同處理按樣方測產(chǎn)進行測產(chǎn)。試驗前采集耕層0～20 cm土壤，一季稻收獲后從不同處理采集耕層0～20 cm土壤，測定有機質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀的含量，按常規(guī)方法測定［9］。所有數(shù)據(jù)均采用Excel軟件進行統(tǒng)計處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種技術(shù)模式對產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播模式與當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的一季稻種直播植模式相比，不但多收了一季紫云英種子，也明顯提高了一季稻產(chǎn)量。東湖村和三眼塘村2個試驗點紫云英種子產(chǎn)量分別為52和47 kg/667m2，且其一季稻產(chǎn)量也比當(dāng)?shù)剞r(nóng)民傳統(tǒng)的一季稻直播種植模式分別增產(chǎn)41 和33 kg/667m2，分別提高6.7%和5.6%。

表2　兩種技術(shù)模式的紫云英種子和稻谷產(chǎn)量（kg/667m2）

2.2 兩種技術(shù)模式對土壤養(yǎng)分含量的影響

2個試驗點結(jié)果均表明，紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播處理的土壤養(yǎng)分含量較當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播處理有較明顯改善作用。

東湖村試驗點紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播處理土壤有機質(zhì)較當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播處理提高1.4 g/kg，提高4.0%，三眼塘村試驗點紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播處理土壤有機質(zhì)較當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播處理提高0.9 g/kg，提高2.1%。

東湖村和三眼塘村試驗點紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播處理土壤全氮較當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播處理分別提高0.09和0.05 g/kg，分別提高2.9% 和2.0%，堿解氮分別提高29和43 mg/kg，分別提高12.7%和20.3%。

東湖村和三眼塘村試驗點紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播處理土壤全磷較當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播處理分別提高0.13和0.15 g/kg，提高率分別為10.5%和18.1%，有效磷分別提高2.6和2.1 mg/kg，分別提高17.6%和15.7%。

一季稻收獲后紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播處理土壤全鉀與當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播處理無明顯差別，但兩種技術(shù)模式對土壤速效鉀含量的影響較為明顯。東湖村和三眼塘村試驗點紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播處理土壤速效鉀較當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播處理分別提高6和12 mg/kg，分別提高6.9% 和8.9%。

2.3 兩種技術(shù)模式的成本對比分析

從表3中可見，與當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)一季稻直播技術(shù)相比，采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)由于增加了一季紫云英種植，增加了紫云英種子、播種、開溝和機械收獲成本共計162.00元，一季稻種植中添加了腐稈劑以利于收獲后紫云英秸稈的快速腐解，增加腐稈劑成本40元/667m2，但由于減少了翻耕環(huán)節(jié)減少成本100元/667m2，由于紫云英秸稈利用可代替部分化肥，減少化肥成本24.11元/667m2。采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)增加了一季紫云英種植，增加了紫云英種植成本，但與傳統(tǒng)一季稻直播技術(shù)相比明顯降低了一季稻種植成本，同時由于減少翻耕環(huán)節(jié)，減少了一季稻種植中的勞動投入。

表3　兩種技術(shù)模式下一季稻收獲后的土壤養(yǎng)分含量

表4　兩種技術(shù)模式的成本分析 （元/667m2）

2.4 兩種技術(shù)模式的經(jīng)濟效益對比分析

與當(dāng)?shù)亓?xí)慣一季稻直播種植模式相比，采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)顯著提高了經(jīng)濟效益（見表5）。采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播種植技術(shù)，在東湖村和三眼塘村兩個試驗點收獲的紫云英種子產(chǎn)值分別為1 248.00和1 128.00元/667m2，而當(dāng)?shù)亓?xí)慣一季稻直播種植技術(shù)由于僅種植一季稻，因此沒有此項收入；采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播種植技術(shù)東湖村和三眼塘村兩個試驗點收獲的一季稻產(chǎn)值分別為1 810.56和1 711.20元/667m2，采用當(dāng)?shù)亓?xí)慣一季稻直播種植技術(shù)一季稻產(chǎn)值分別為1 697.40和1 620.12 元/667m2，紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播種植技術(shù)較當(dāng)?shù)亓?xí)慣一季稻直播種植技術(shù)分別提高6.7%和5.6%；扣除種植紫云英和一季稻種植成本投入后，在東湖村和三眼塘村兩個試驗點采用紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播種植技術(shù)獲得的純收入分別為2 496.55和2 277.19元/667m2，采用當(dāng)?shù)亓?xí)慣一季稻直播種植技術(shù)扣除成本后獲得的純收益1 213.28和1 136.00元/667m2，紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播種植技術(shù)總收益較當(dāng)?shù)亓?xí)慣一季稻直播種植技術(shù)分別增加1 283.27和1 141.19元/667m2，提高105.8%和100.5%。

表5　兩種技術(shù)模式的效益分析 （元/667m2）

3 結(jié)論與討論

在近年來農(nóng)村勞動力日益缺乏的背景下，水稻直播有著巨大的發(fā)展空間，但傳統(tǒng)一季稻直播中仍存在翻耕費時費力、一年只種植一季導(dǎo)致的農(nóng)田撂荒、雜草叢生等問題。研究將紫云英留種后秸稈運用于一季稻免耕直播技術(shù)，對紫云英秸稈高效利用技術(shù)和一季稻免耕直播技術(shù)進行組合，形成一套高效技術(shù)模式。與傳統(tǒng)一季稻直播技術(shù)比較，該模式不但生產(chǎn)了紫云英種子，同時充分利用了紫云英綠肥資源，提高了土壤有機質(zhì)和土壤氮磷鉀養(yǎng)分，培肥了地力，實現(xiàn)了化肥減量的條件下一季稻產(chǎn)量的提高；并通過免耕直播的方式實現(xiàn)了一季稻的輕簡化栽培，大大增加了農(nóng)民種植的經(jīng)濟收益。

該技術(shù)的應(yīng)用有利于解決南方稻區(qū)紫云英生產(chǎn)與利用中的種子缺乏，紫云英收種和作為綠肥利用不能兼顧，一季稻直播產(chǎn)量不高等一系列問題，能對我國再次興起的綠肥發(fā)展和水稻輕簡化高產(chǎn)栽培起到直接的促推作用，在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較大的應(yīng)用推廣價值。

［1］ 陳風(fēng)波，馬志雄，陳培勇. 農(nóng)戶水稻種植模式選擇現(xiàn)狀及其影響因素分析——對長江中下游地區(qū)四個省的調(diào)查［J］. 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與管理，2011，（3）：62-73.

［2］ 周愛賢. 一季稻直播高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，（23）：49-50.

［3］ 陳風(fēng)波，陳培勇. 中國南方部分地區(qū)水稻直播采用現(xiàn)狀及經(jīng)濟效益評價——來自農(nóng)戶的調(diào)查分析［J］. 中國稻米，2011，17（4）：1-5.

［4］ 鄒應(yīng)斌，李克勤，任澤民. 水稻的直播與免耕直播栽培研究進展［J］.作物研究，2003，17（1）：52-59.

［5］ 任澤民. 湖南水稻免耕直播、免耕拋秧技術(shù)的發(fā)展前景［J］. 作物研究，2003，17（4）：174-175.

［6］ 周 興，聶 軍，廖育林，等. 綠肥對稻田土壤質(zhì)量和水稻生產(chǎn)影響的研究進展［J］. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，（8）：55-58.

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

［8］ 謝 堅，聶 軍，廖育林，等. 一種將紫云英運用于一季稻免耕直播的方法［P］. 中國專利：ZL201310435496.0，2015-01-07.

［9］ 魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］. 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1999.

（責(zé)任編輯：肖彥資）

Applying Effect of the Technology of Free-Tillage and Direct Seeding to Single-Season Rice Based on Chinese Milk Vetch Straw Returning

FENG Jian-hui1，XIE Bai-chun2，LU Yan-hong3，4，LIAO Yu-lin3，4，NIE Jun3，4，Zhou Xing3，4，XIE Jian3，4，YANG Zeng-ping3， 4
（1. Agricultural Technology Station of Yanzhi Lake Street Office in Yuanjiang City of Hunan Province， Yuanjiang 412101，PRC；2. Agricultural Technology Station of Chapanzhou Town in Yuanjiang City of Hunan Province， Yuanjiang 413117， PRC；3. Soil and Fertilizer Institute of Hunan Province， Changsha 410125， PRC； 4. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation （Hunan）， Ministry of Agriculture， Changsha 410125， PRC）

The application effect of technology of free-tillage and direct seeding to single-season rice based on Chinese milk vetch planting was studied by using field contrast experiment. The result showed that compared with conventional technology of direct sowing single-season rice， technology of free-tillage and direct seeding to single-season rice based on Chinese milk vetch not only produced rice grain and harvested Chinese milk vetch seed， which was beneficial to alleviate the current situation of the lack of milk vetch seed. The application of technology of free-tillage and direct seeding to single-season rice based on Chinese milk vetch obviously increased singleseason rice grain yield， and had positive effect of soil organic matter and soil NPK nutrients because of returning of Chinese milk vetch straw. Applying the technology decreased the cost of planting single-season rice compared with conventional technology， and greatly increased farmers economic benefits from agricultural cropping. The planting technology of free-tillage and direct seeding to single-season rice based on Chinese milk vetch planting has great advantage and development prospect in the current context of the increasing tension of labor shortage and the rising of green manure development again in the nation .

single-season rice； zero tillage； direct seeding； Chinese milk vetch

S511

A

1006-060X（2016）07-0028-04

2016-04-12

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201103005）；農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目（2014GB2D200212）；國際植物營養(yǎng)研究所（IPNI）資助項目（Hunan-16）

馮劍輝（1976-），女，湖南沅江市人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。

聶 軍