稻田不同輪作系統(tǒng)作物產(chǎn)量、效益和氮素吸收及前后作土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)比較研究

劉寶林,鄒小云,*,宋來強(qiáng),官春云**

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 油料作物研究所/國(guó)家油料作物改良中心 湖南分中心,湖南 長(zhǎng)沙 410128;2.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所,江西 南昌 330200)

稻田不同輪作系統(tǒng)作物產(chǎn)量、效益和氮素吸收及前后作土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)比較研究

劉寶林1,鄒小云1,2*,宋來強(qiáng)2,官春云1**

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 油料作物研究所/國(guó)家油料作物改良中心 湖南分中心,湖南 長(zhǎng)沙 410128;2.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所,江西 南昌 330200)

于2012～2013年在江西省油菜主產(chǎn)縣(市)開展田間試驗(yàn),比較研究了稻田不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益、養(yǎng)分吸收利用以及土壤養(yǎng)分含量的影響。結(jié)果表明:與冬季休閑后種植水稻相比，冬季種植油菜后早、中、晚稻的平均單株有效穗數(shù)分別提高了7.54%、2.63%和0.47%,平均單株實(shí)粒數(shù)分別提高了12.73%、5.82%和0.03%,平均產(chǎn)量分別提高了10.03%、8.75%和4.59%；在6種輪作系統(tǒng)中，以油菜-早稻-晚稻輪作系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益最高；冬季種植油菜可以提高早稻和中稻的氮、磷、鉀素的總積累量和吸收利用率；冬季種植油菜還可以提高稻田土壤的有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀的含量，降低稻田土壤的pH值。

輪作系統(tǒng);油菜;水稻;產(chǎn)量;氮素吸收;土壤養(yǎng)分

農(nóng)作物種植制度是影響土壤質(zhì)量演化及其可持續(xù)利用最為深刻的農(nóng)業(yè)措施之一[1]。輪作是一種在同一田地上有順序地輪換種植不同作物或輪換采用不同復(fù)種方式的種植方式,是世界各國(guó)普遍采用的農(nóng)田用養(yǎng)結(jié)合,提高作物產(chǎn)量,改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,減少農(nóng)田病、蟲、草害的一項(xiàng)行之有效的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施[2]。合理的輪作方式是提高作物產(chǎn)量和土壤生物學(xué)活性的有效手段。研究表明,稻田輪作可以改善土壤的理化性狀,有效阻止土壤次生潛育化和土壤酸化[3]。在雙季稻區(qū)冬種覆蓋物能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤酶活性,有利于保持土壤肥力和抗葉片衰老,顯著降低稻田N2O的排放量[4-9]。國(guó)內(nèi)外對(duì)水稻和其它作物輪作進(jìn)行了大量的研究[10-13],但對(duì)油菜輪作研究不多。水稻與油菜輪作是長(zhǎng)江中游地區(qū)油菜產(chǎn)區(qū)的主要種植方式,是保證國(guó)家糧油安全和生態(tài)安全的重要基礎(chǔ)。我們于2012～2013年在江西開展田間試驗(yàn),研究了稻油輪作組合系統(tǒng)中作物產(chǎn)量、土壤生產(chǎn)力、養(yǎng)分自然供應(yīng)能力及其利用率,以期為合理調(diào)整和配置雙季稻油菜輪作提供理論支持,為提高稻田綜合增產(chǎn)效應(yīng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2012～2013年在江西省南昌縣、安福縣、星子縣和都昌縣進(jìn)行。土壤類型均為潴育性水稻土，其基本理化性質(zhì)見表1。供試作物為油菜、早稻、中稻和晚稻。為了能解決雙季稻區(qū)種植油菜的季節(jié)性矛盾,選用早熟油菜品種1358、早稻品種淦鑫203(由江西農(nóng)業(yè)大學(xué)提供)、中稻品種Y兩優(yōu)1號(hào)(由湖南雜交水稻研究中心提供)、晚稻品種伍豐優(yōu)T025(由江西農(nóng)業(yè)大學(xué)提供)為供試作物品種。油菜種植密度控制在42萬～45萬株/hm2,水稻種植密度控制在32萬株/hm2。

表1 供試土壤的基本理化性質(zhì)

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)6個(gè)種植模式處理(表2)。在油菜季和水稻季肥料用量均為純N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2。油菜季氮肥做基肥、苗肥和薹肥分3次施用,施用比例為60%、20%和20%;水稻季氮肥做基肥、分蘗肥和穗肥分3次施用,施用比例為50%、30%和20%。磷、鉀肥全部做基肥施用。肥料種類為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀。每個(gè)處理重復(fù)3次,小區(qū)面積50 m2,隨機(jī)區(qū)組排列。對(duì)各作物進(jìn)行常規(guī)栽培管理。2012年10月20～25日種植油菜,2013年4月25～28日收獲;2013年5月1～3日種植早稻,7月上旬收獲;2013年5月20～25日種植中稻,9月中旬收獲;2013年7月20～25日種植晚稻,10月上旬收獲。

表2 稻田復(fù)種田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3采樣方法與測(cè)定項(xiàng)目

在油菜生長(zhǎng)期間,主要觀察記載播種、出苗、初花、終花與成熟期。在油菜成熟期，每小區(qū)取代表性的植株10株,風(fēng)干考種,考查莖粗、株高、主花序長(zhǎng)、一次有效分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)、主花序角果數(shù)、角粒數(shù)、千粒重、生物產(chǎn)量、單株產(chǎn)量等性狀；另外每小區(qū)取代表性的植株6株,風(fēng)干后稱地上部總干重,再分成莖枝、角殼、籽粒,并分別稱重，測(cè)定N素含量,最后分小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

在水稻分蘗盛期、幼穗分化期、齊穗期，每小區(qū)分別取有代表性植株5株,稱取地上部鮮重；將鮮樣在105 ℃下殺青30 min,然后在70 ℃下烘干至恒重，稱取地上部干重；將稱干重后的莖、葉和穗材料分開保存，用于氮、磷、鉀素含量的測(cè)定。在收獲前1～2 d，每小區(qū)取有代表性植株10株，自然風(fēng)干,考察株高、單株有效穗、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、單株產(chǎn)量等產(chǎn)量及其相關(guān)性狀。在水稻成熟后各小區(qū)單收單打稱產(chǎn)量。

用濃硫酸混合催化劑消化-凱氏定氮法測(cè)定植株含N量。在每季油菜、水稻收獲后，按9點(diǎn)取樣法用土鉆取0～20 cm土層土壤樣品,用環(huán)刀法測(cè)定土壤含水率,用重鉻酸鉀-外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量,用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤堿解氮含量,用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定土壤速效磷含量,用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀含量。試驗(yàn)區(qū)植株和土壤的養(yǎng)分含量的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[14]，肥料利用率的計(jì)算方法參照文獻(xiàn)[15-18]。

1.4數(shù)據(jù)分析方法

利用SPSS 13.0軟件與Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

表3是江西省南昌縣、安?？h、星子縣和都昌縣4個(gè)點(diǎn)不同輪作系統(tǒng)油菜和水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從中可以看出：在4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植油菜后早、中、晚稻的單株有效穗數(shù)和單株實(shí)粒數(shù)均明顯增加,具體來說，早、中、晚稻的平均單株有效穗數(shù)分別提高了7.54%、2.63%和0.47%,平均單株實(shí)粒數(shù)分別提高了12.73%、5.82%和0.03%；千粒重?zé)o論是在種植油菜下還是在空閑下均無明顯變化,也未呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。表明種植油菜可以明顯提高后作水稻的成穗率和單株稻谷粒數(shù)。

表3 不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

2.2不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表4可以看出：4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的油菜和水稻產(chǎn)量有一定的差異,安福點(diǎn)的產(chǎn)量明顯高于其他3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的；4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植油菜后的早稻、中稻、晚稻平均產(chǎn)量均比空閑后種植的平均產(chǎn)量高,分別提高了10.03%、8.75%和4.59%；每季作物除去肥料、農(nóng)藥成本后各處理的平均總經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為M6(37917.15元/hm2)gt;M5(29815.20元/hm2)gt;M4(26998.05元/hm2)gt;M3(19207.35元/hm2)gt;M2(5682.60元/hm2),說明油菜-早稻-晚稻輪作系統(tǒng)(M6)可以獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益,是最合理的稻田輪作制度。

表4 不同輪作系統(tǒng)作物的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益

2.3不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物養(yǎng)分吸收利用的影響

2.3.1 不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物氮素養(yǎng)分含量的影響 由表5可知：4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植油菜后早稻和中稻的氮素總積累量和氮肥吸收利用率明顯高于休閑后種植早稻和中稻的,平均氮素總積累量分別增加了4.39 kg/hm2和6.93 kg/hm2,平均氮肥吸收利用率分別增加了2.43和3.85個(gè)百分點(diǎn);南昌點(diǎn)和安福點(diǎn)種植油菜后晚稻的氮素總積累量和氮肥吸收利用率略低于休閑后種植晚稻的,這兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均氮素總積累量降低了1.72 kg/hm2,平均氮肥吸收利用率降低了0.96個(gè)百分點(diǎn);星子點(diǎn)和都昌點(diǎn)種植油菜后晚稻的氮素總積累量和氮肥吸收利用率略高于休閑后種植晚稻的,這兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均氮素總積累量增加了4.33 kg/hm2,平均氮肥吸收利用率增加了2.41個(gè)百分點(diǎn)。

表5 不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物氮素養(yǎng)分含量的影響

2.3.2 不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物磷素養(yǎng)分含量的影響 從表6可以看出：4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植油菜后早稻和中稻的磷素總積累量和磷肥吸收利用率略高于休閑后種植早稻和中稻的,平均磷素總積累量分別增加了0.80 kg/hm2和1.79 kg/hm2,平均磷肥吸收利用率分別增加了0.86和1.99個(gè)百分點(diǎn);南昌點(diǎn)種植油菜后晚稻的磷素總積累量和磷肥吸收利用率略低于休閑后種植晚稻的,磷素總積累量降低了0.50 kg/hm2,磷肥吸收利用率降低了0.56個(gè)百分點(diǎn);安福點(diǎn)、星子點(diǎn)和都昌點(diǎn)種植油菜后晚稻的磷素總積累量和磷肥吸收利用率略高于休閑后種植晚稻的,這3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均磷素總積累量增加了0.78 kg/hm2,平均磷肥吸收利用率增加了0.87個(gè)百分點(diǎn)。

2.3.3 不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物鉀素養(yǎng)分含量的影響 由表7可見：4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植油菜后早稻和中稻的鉀素總積累量和鉀肥吸收利用率明顯高于休閑后種植早稻和中稻的,平均鉀素總積累量分別增加了2.26 kg/hm2和3.47 kg/hm2,平均鉀肥吸收利用率分別增加了2.51和3.85個(gè)百分點(diǎn);南昌點(diǎn)和安福點(diǎn)種植油菜后晚稻的鉀素總積累量和鉀肥吸收利用率略低于休閑后種植晚稻的,這兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均鉀素總積累量降低了2.92 kg/hm2,平均鉀肥吸收利用率降低了3.25個(gè)百分點(diǎn);星子點(diǎn)和都昌點(diǎn)種植油菜后晚稻的鉀素總積累量和鉀肥吸收利用率略高于休閑后種植晚稻的,這兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均鉀素總積累量增加了5.40 kg/hm2,平均鉀肥吸收利用率增加了6.00個(gè)百分點(diǎn)。

2.4不同輪作系統(tǒng)對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

2.4.1 不同輪作系統(tǒng)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量和pH值的影響 對(duì)不同輪作系統(tǒng)試驗(yàn)中每季作物收獲后土壤有機(jī)質(zhì)含量和pH值的研究結(jié)果(表8)表明：4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植各季作物后土壤pH值均有下降的趨勢(shì),其中種植油菜季后平均降低了0.253,種植早稻季后平均降低了0.075,種植中稻季后平均降低了0.055,種植晚稻季后平均降低了0.083;輪作模式M3、M5、M1、M4、M6和M2的周年土壤pH值分別平均降低了0.50、0.44、0.35、0.30、0.27和0.18,其中冬季種植油菜后作物輪作系統(tǒng)土壤pH值的降低幅度低于冬季休閑后作物輪作系統(tǒng)的,表明冬季種植油菜可以降低土壤的酸化程度。4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植各季作物后土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中種植油菜季后平均增加了2.33 mg/kg,種植早稻季后平均增加了3.21 mg/kg,種植中稻季后平均增加了4.74 mg/kg,種植晚稻季后平均增加了4.68 mg/kg;輪作模式M6、M5、M4、M2、M1和M3的周年土壤有機(jī)質(zhì)含量分別平均增加了7.14、4.80、4.25、2.76、2.22和1.85 mg/kg，其中冬季種植油菜后作物輪作系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加幅度高于冬季休閑后作物輪作系統(tǒng)的,表明冬季種植油菜可以提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量。

表6 不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物磷素養(yǎng)分含量的影響

2.4.2 不同輪作系統(tǒng)對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的影響 由表8可知,4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植各季作物后土壤堿解氮含量均有下降的趨勢(shì),其中種植油菜季后平均降低了4.70 mg/kg,種植早稻季后平均降低了5.44 mg/kg,種植中稻季后平均降低了7.00 mg/kg,種植晚稻季后平均降低了13.70 mg/kg;從6種輪作模式來看,不同輪作系統(tǒng)的周年土壤堿解氮含量平均降低了17.88 mg/kg (M6)、10.45 mg/kg (M1)、10.39 mg/kg (M2)、9.69 mg/kg (M4)、8.89 mg/kg (M5)和7.39 mg/kg (M3)。4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植油菜季后土壤有效磷含量均有增加的趨勢(shì),而種植其他作物季后土壤有效磷含量總體上呈降低的趨勢(shì),其中種植油菜季后平均增加了4.49 mg/kg,種植早稻季后平均降低了1.33 mg/kg,種植中稻季后平均降低了1.77 mg/kg,種植晚稻季后平均降低了0.94 mg/kg;從6種輪作模式來看,不同輪作系統(tǒng)的周年土壤有效磷含量平均降低了9.66 mg/kg (M4)、7.26 mg/kg (M6)、7.03 mg/kg (M2)、3.40 mg/kg (M3)、1.83 mg/kg (M5)和1.59 mg/kg (M1),但冬季種植油菜后作物輪作系統(tǒng)的土壤有效磷含量的增加幅度高于冬季休閑后作物輪作系統(tǒng)的，表明冬季種植油菜可以提高土壤的有效磷含量。4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植油菜季后土壤速效鉀含量均有增加的趨勢(shì),而種植其他作物季后土壤速效鉀含量均呈降低的趨勢(shì),其中種植油菜季后平均增加了1.95 mg/kg,種植早稻季后平均降低了1.13 mg/kg,種植中稻季后平均降低了1.27 mg/kg,種植晚稻季后平均降低了0.57 mg/kg;從6種輪作模式來看,不同輪作系統(tǒng)的周年土壤速效鉀含量平均降低了6.25 mg/kg (M4)、4.25 mg/kg (M2)、3.69 mg/kg (M6)、3.03 mg/kg (M3)、1.34 mg/kg (M1)和1.16 mg/kg (M5),種植油菜后作物輪作系統(tǒng)的土壤速效鉀含量的降低幅度高于休閑后作物輪作系統(tǒng)的,但油菜-早稻-晚稻輪作系統(tǒng)的土壤速效鉀含量的降低幅度低于油菜-中稻和油菜-空閑輪作系統(tǒng)的。

表7 不同輪作系統(tǒng)對(duì)作物鉀素養(yǎng)分含量的影響

表8 不同輪作系統(tǒng)前后作田間土壤理化性狀

3 小結(jié)與討論

水稻土是中國(guó)南方面積最大的農(nóng)業(yè)土類,對(duì)南方農(nóng)業(yè)發(fā)展特別是糧油生產(chǎn)起著決定性作用；南方冬季稻田空閑撂荒造成土壤耕層板結(jié),理化性狀變劣,已成為水稻進(jìn)一步提高產(chǎn)量的限制因子,因此合理的耕作制度是以地養(yǎng)地、用養(yǎng)結(jié)合的重要手段[19]。南方水稻田冬種油菜,不僅能充分利用水熱資源,還可以在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)改善和提高土壤肥力。本研究結(jié)果表明：與冬季休閑后相比，冬季種植油菜后早、中、晚稻的平均單株有效穗數(shù)分別提高了7.54%、2.63%和0.47%,平均單株實(shí)粒數(shù)分別提高了12.73%、5.82%和0.03%,平均產(chǎn)量分別提高了10.03%、8.75%和4.59%；在6種輪作系統(tǒng)中，以油菜-早稻-晚稻輪作系統(tǒng)(M6)的經(jīng)濟(jì)效益最高。

稻田輪作無論是在調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤肥力、促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育、增加作物產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益方面,還是在提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、減輕農(nóng)作物病蟲草害、增加土壤微生物數(shù)量、降低農(nóng)田面源污染等方面,都具有十分顯著的效果[20-33]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明：所有輪作系統(tǒng)的周年土壤有機(jī)質(zhì)含量均有提升,其中冬季種植油菜后作物輪作系統(tǒng)的土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加幅度高于冬季休閑后作物輪作系統(tǒng)的;所有輪作系統(tǒng)的周年土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量均有降低,但冬季種植油菜后作物輪作系統(tǒng)的土壤有效磷含量的增加幅度高于冬季休閑后作物輪作系統(tǒng)的；種植油菜后作物輪作系統(tǒng)的土壤有效鉀含量的降低幅度高于休閑后作物輪作系統(tǒng)的,但油菜-早稻-晚稻輪作系統(tǒng)的土壤速效鉀含量的降低幅度低于油菜-中稻和油菜-空閑輪作系統(tǒng)的。說明稻田冬種油菜輪作系統(tǒng)不僅能不同程度地促進(jìn)水稻持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn),也能使稻田土壤有機(jī)質(zhì)逐年累積,使土壤有效磷和速效鉀含量增加。

[1] 張麗莉,武志杰,陳利軍,等.不同種植制度土壤氧化還原酶活性和動(dòng)力學(xué)特征[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2009,18(1):343-347.

[2] 沈?qū)W年,劉巽浩.多熟種植[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1983:113.

[3] 黃國(guó)勤,熊云明,錢海燕,等.稻田輪作系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(4):1159-1164.

[4] 劉曉冰,宋春雨,Herbet S J,等.覆蓋作物的生態(tài)效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(3):365-368.

[5] Bauer P J, Busscher W J. Winter cover and tillage influences on coastal plain cotton production [J]. Journal of Production Agriculture, 1996, 9(1): 50-54.

[6] 朱波,胡躍高,曾昭海,等.雙季稻區(qū)冬種覆蓋作物對(duì)土壤微生物量的影響[J].生態(tài)環(huán)境,2008,17(5):2074-2077.

[7] Bandick A K, Dick R P. Field management effects on soil enzyme activities [J]. Soil Biol amp; Biochem, 1999, 31: 1471-1479.

[8] 符冠富,王丹英,徐春梅,等.稻田冬季保護(hù)性耕作條件下的土壤酶活性與水稻成熟期葉片衰老和籽粒產(chǎn)量之間的關(guān)系[J].中國(guó)水稻科學(xué),2009,23(1):43-50.

[9] 熊正琴,邢光熹,鶴田治雄,等.冬季耕作制度對(duì)農(nóng)田氧化亞氮排放的貢獻(xiàn)[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,25(4):49-52.

[10] 元生朝.合理的復(fù)種輪作與湖北省稻田耕作制度改革[J].作物學(xué)報(bào),1981,7(3):211-216.

[11] 趙強(qiáng)基,袁從偉,劉乃忠,等.蘇南稻田麥-玉米-稻,麥-豆-稻三熟制農(nóng)田生態(tài)效率[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),1983(1):1-6.

[12] 李實(shí)燁,王家玉,孔繁根.稻田連年種植“麥稻稻”三熟制對(duì)作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1987(1):59-65.

[13] Hamid A, Gary M, Paulsen Z, et al. Performance of rice grown after upland crops and fallow in the humid tropics [J]. Tropical Agriculture, 1984, 61(4): 305-310.

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

[15] 張福鎖,王激清,張衛(wèi)峰,等.中國(guó)主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J].土壤學(xué)報(bào),2008,45(5):915-924.

[16] 戰(zhàn)秀梅,李亭亭,韓曉日,等.不同施肥方式對(duì)春玉米產(chǎn)量、效益及氮素吸收和利用的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2011,17(4):861-868.

[17] Cassman K G, Peng S, Olk D C, et al. Opportunities for increased nitrogen use efficiency from improved resource management in irrigated rice systems [J]. Field Crops Research, 1998, 56: 27-39.

[18] Peng S, Buresh R J, Huang J, et al. Strategies for overcoming low agronomic nitrogen use efficiency in irrigated rice systems in China [J]. Field Crops Research, 2006, 96: 37-47.

[19] 王輝,屠乃美.稻田種植制度研究現(xiàn)狀與展望[J].作物研究,2006(5):498-503.

[20] 段紅平.中國(guó)南方耕作制度面臨的主要問題與研究現(xiàn)狀[J].耕作與栽培,2000(6):1-7.

[21] 鄒長(zhǎng)明,陳福興,張馬祥,等.湘南紅壤稻田不同輪作制度的土壤培肥和經(jīng)濟(jì)效益研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),1995(6):33-35.

[22] 黃沖平,丁鼎良.水旱輪作對(duì)作物產(chǎn)量和土壤理化性狀的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1995,7(6):448-450.

[23] 熊云明,黃國(guó)勤,王淑彬,等.稻田輪作對(duì)土壤理化性狀和作物產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2004(4):42-45.

[24] 曾希柏,關(guān)光復(fù).稻田不同耕作制下有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀的變化研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1999,19(1):90-95.

[25] 王子芳,高明,秦建成,等.稻田長(zhǎng)期水旱輪作對(duì)土壤肥力的影響研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25:514-517,521.

[26] 陳福興,張馬祥,鄒長(zhǎng)明,等.不同輪作方式對(duì)培肥地力的作用[J].土壤通報(bào),1996,27(2):70-72.

[27] 丁元樹,王人民,陳錦新.稻田年內(nèi)水旱輪作對(duì)土壤微生物和土壤速效養(yǎng)分的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1996,22(6):561-565.

[28] Prasad R, Gangaiah B. Effect of crop residue management in rice-wheat cropping system on growth and yield of crops and on soil fertility [J]. Experimental Agriculture, 1999, 34: 427-435.

[29] Phillips I R. Phosphorus availability and sorption under alternating waterlogged and drying conditions [J]. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 1999, 29(19/20): 3045-3059.

[30] Phillips I R. Nitrogen availability and sorption under alternation waterlogged and drying conditions [J]. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 1999, 30(1/2): 1-20.

[31] Nguyen M H, Upendra S. Potassium supplying capacity of some lowland rice soils in the Mekong Delta [J]. Better Crops International, 1998, 12(1): 11-15.

[32] 余慶福,聶立孝.麥-稻輪作系統(tǒng)中小麥?zhǔn)┑綄?duì)后季直播水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2016,47(9):1488-1494.

[33] 王淑彬,黃國(guó)勤,黃海泉,等.稻田水旱輪作的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2002,24:757-761.

(責(zé)任編輯:黃榮華)

ComparativeStudiesonCropYield,Profit,NitrogenAbsorptionandSoilNutrientDynamicsinPaddyFieldsunderDifferentCropRotationSystems

LIU Bao-lin1, ZOU Xiao-yun1,2*, SONG Lai-qiang2, GUAN Chun-yun1**

(1. Oilseed Crop Research Institute, Hunan Agricultural University / Hunan Branch, National Oil Crops Improvement Center, Changsha 410128, China; 2. Institute of Crops, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200, China)

During 2012～2013, in four counties (cities) of Jiangxi, the field experiments were carried out to compare the effects of different crop rotation systems in paddy fields on the crop yield, economic profit, nutrient absorption and utilization, and soil nutrient content. The results showed that: in comparison with planting rice after winter fallow, planting rice after the harvest of winter oilseed rape increased the average single-plant effective panicles of early rice, middle rice and late rice by 7.54%, 2.63% and 0.47% respectively, enhanced the average single-panicle filled grains by 12.73%, 5.82% and 0.03% respectively, and improved the average yield by 10.03%, 8.75% and 4.59% separately; among 6 kinds of crop rotation systems, the crop rotation system “oilseed rape-early rice-late rice” obtained the highest economic profit; planting rapeseed in winter could increase the accumulation and utilization rate of nitrogen, phosphorus and potassium in early rice and middle rice, improve the contents of organic matter, effective phosphorus and available potassium in the soil of paddy fields, and reduce soil pH-value.

Crop rotation system; Oilseed rape; Rice; Yield; Nitrogen absorption; Soil nutrient

S511.047

A

1001-8581(2017)12-0001-07

2017-08-19

國(guó)家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-12);江西省杰出青年人才資助計(jì)劃(20171BCB23082);江西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃(20152BCB24013);江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士啟動(dòng)項(xiàng)目(20162CBS009)。

劉寶林(1962─),男,教授,博士,從事作物栽培與營(yíng)養(yǎng)施肥研究。*共同第一作者:鄒小云。**通訊作者:官春云。