冬季種養(yǎng)結合對雙季稻生長與土壤肥力的影響

張浪 周玲紅 魏甲彬 成小琳 徐華勤肖志祥 唐啟源 唐劍武

土壤肥沃程度是影響水稻高產(chǎn)的要素，施肥是水稻高產(chǎn)的基本措施，但生產(chǎn)上盲目過量使用化肥常會造成土壤耕層破壞和農田環(huán)境惡化[1]，因此，探索既能保障水稻穩(wěn)產(chǎn)又能保育農田生態(tài)的農田利用新模式尤為緊迫且必要。稻田冬季綠肥還田-培肥土壤模式，前人已經(jīng)做了大量研究，主要集中在土壤養(yǎng)分特征[2]、作物產(chǎn)量[3-4]、微生物學特征等方面[5]。在土壤養(yǎng)分及微生物方面，綠肥腐解既能提高有機質含量，活化土壤養(yǎng)分[6]，又能供后季作物養(yǎng)分吸收[7]；紫云英配施化肥能促進微生物的生長，有改善土壤養(yǎng)分的作用[8]。綠肥還田還能抑制雜草的生長[9]，避免土壤水分的蒸發(fā)和養(yǎng)分的逸散；在作物產(chǎn)量方面，紫云英翻耕還田后提高稻田有機質含量[10]，進而達到增產(chǎn)效果[11]；油菜還田能提高水稻葉面積指數(shù)、光合速率和干物質積累量[6]。諸多研究充分證實種植綠肥還田能調節(jié)水稻源庫關系[12]，進而優(yōu)化水稻群體結構[13]，提高水稻產(chǎn)量[14]。

綠肥種植雖然可以培肥地力和促進作物增產(chǎn)，但由于綠肥的直接經(jīng)濟效益不明顯，農民種植綠肥的積極性并不高[15]。不過，飼草過腹還田能有效促進土壤質量提升，使作物增產(chǎn)[16]，作為一種經(jīng)濟效益和生態(tài)效益雙贏的循環(huán)農業(yè)模式，在環(huán)境問題日益嚴重的當今社會正被大力推廣，該類模式特別是稻田種養(yǎng)結合綜合利用模式的效果和機理已經(jīng)越來越受到學者的重視[17]。紫云英、黑麥草等冬季綠肥具有較高的營養(yǎng)價值，同時也是一種優(yōu)質牧草。采用冬種紫云英和黑麥草結合養(yǎng)雞模式[18]，紫云英和黑麥草作為高蛋白飼料可節(jié)省養(yǎng)雞成本，雞糞原位腐解實現(xiàn)綠肥過腹(雞糞)還田，成雞在春節(jié)前出欄具有較好的經(jīng)濟效益,雞出欄后綠肥繼續(xù)生長，還可有足夠的生物量翻壓進入土壤，為后季水稻提供有機肥源。本課題組的前期研究表明，該冬季種養(yǎng)模式能顯著提高土壤微生物量碳氮和土壤可溶性碳氮的含量[19]，是一種良好的固碳減排措施[20]。本研究進一步報道冬季種養(yǎng)模式對稻田土壤養(yǎng)分及雙季稻產(chǎn)量的影響，以期為南方實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益雙贏的稻田生態(tài)保育提供理論依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2014－2015年在湖南農業(yè)大學耘園試驗基地進行。試驗基地屬亞熱帶季風性濕潤氣候，土壤基礎地力如下：有機質20.02 g/kg，全N 6.67 g/kg，全P 0.45 g/kg，全K 4.89 g/kg，pH值6.2。試驗設置了5個處理：紫云英養(yǎng)雞(milk vetch+chicken,MC)、黑麥草養(yǎng)雞(ryegrass+chicken,RC)、單種黑麥草(ryegrass,R)、單種紫云英(milk vetch,M)，對照為冬閑(Winter Fallow,WF)，3次重復，小區(qū)面積14×10=140 m2。冬季階段各小區(qū)皆不施肥。

2014年10 月中旬撒播黑麥草和紫云英，播種量分別為40和23 kg/hm2；2014年11月25日將苗齡30 d的雞放入稻田，用籠子(尺寸3 m×3 m)養(yǎng)雞(30只)，每籠每天補充玉米粉5 kg為雞飼料，雞飼料含N為1.80%。各養(yǎng)雞小區(qū)內每7 d挪動一次雞籠；2015年2月2日結束養(yǎng)雞，且小區(qū)紫云英和黑麥草繼續(xù)生長；2015年3月27日翻壓綠肥和雞糞，翻耕深度20 cm。RC、MC、R和M處理還田量分別為14.88、8.55、13.23和15.61 t/hm2，RC處理黑麥草N、P和K養(yǎng)分還田量約為372、40.18和306.53 kg/hm2，MC處理紫云英N、P和K還田量分別為235.13、56.43和163.31 kg/hm2，R處理N、P和K還田量分別為330.75、35.72和272.54 kg/hm2，M處理N、P和K還田量分別為429.28、103.03和298.15 kg/hm2，新鮮雞糞原位還田量約為94.3 t/hm2，故雞糞肥N、P2O5和K2O還田量分別約含為463.19、422.72 和 391.24 kg/hm2。

生長季早、晚稻采用育苗移栽種植雙季稻。早稻供試品種為中嘉早17，移栽規(guī)格為16.7 cm×20 cm，每穴4苗。2015年4月18日播種，5月5日移栽，7月12日收獲；晚稻供試品種為湘晚秈12，晚稻移栽規(guī)格20 cm×20 cm，每穴2苗。2015年6月27日播種，7月25日移栽，11月6日收獲。早、晚稻分別在5月28日和8月19日達分蘗盛期開始曬田，持續(xù)7 d。水稻生育期各小區(qū)施肥量一致，但均減少肥料施用量，且基肥均不施氮肥。早稻施尿素(折合成純氮)74.25 kg/hm2，施過磷酸鈣(折合成P2O5)60 kg/hm2，施氯化鉀(折合成 K2O)60 kg/hm2，晚稻則分別為102 kg/hm2，60 kg/hm2， 60 kg/hm2。早稻氮肥按m分蘗肥∶m穗肥=7∶3施用，晚稻氮肥按m分蘗肥∶m穗肥∶m粒肥=5∶3∶2 施用；早、晚稻磷肥做基肥一次性施用；早、晚稻鉀肥按m基肥∶m穗肥=1∶1施用。其中，早稻的基肥、分蘗肥和穗肥的施用時間分別為5月4日、5月17日和6月16日，晚稻基肥、分蘗肥、穗肥和粒肥的施用時間分別為7月24日、8月3日、8月30日和9月12日。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 土壤的采集與測定

取樣時間分別為早稻種植前(2015年4月21日)、早稻苗期(5月13日)、分蘗盛期(5月28日)、孕穗期(6月11日)、齊穗期(6月27日)、成熟期(7月12日)；晚稻苗期(8月3日)、分蘗盛期(8月19日)、孕穗期(9月11日)、齊穗期(9月24日)、成熟期(11月6日)。采用5點取樣法將采集完的土壤帶回實驗室后風干研磨過篩處理(其中早、晚到收獲后均為成熟期土樣)，取土深度為20 cm。土壤有機質含量測定采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法；土壤全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法；土壤全氮采用流動分析儀法；土壤全鉀采用NaOH熔融-火焰光度法；土壤速效磷采用0.5 mol/LNaHCO3法；土壤速效鉀采用NH4OAc浸提-火焰光度法；土壤銨態(tài)氮采用靛酚藍比色法[21]。硝態(tài)氮采用紫外分光光度法[22]。

1.2.2 植株生長指標及產(chǎn)量的測定

分蘗動態(tài)從移栽期起，各小區(qū)定點10蔸，每隔7 d記錄一次莖蘗數(shù)，直至齊穗期；干物質量于早晚稻分蘗中期、孕穗期、齊穗期和成熟期4個時期按照平均數(shù)取樣5蔸植株，剪去根，把莖鞘、葉、穗等分開放進牛皮紙袋中，105℃下殺青30 min后80℃下烘干至恒重，稱量后計算出干物質產(chǎn)量；采用長×寬積系數(shù)法計算葉面積指數(shù)；早、晚稻收獲時每小區(qū)連續(xù)調查 120穴的有效穗數(shù)進行室內考種；每個小區(qū)實割200穴植株脫粒后測算出實際產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計分析

用SPSS 12.5軟件處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析，并用SigmaPlot 12.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 冬季種養(yǎng)對土壤肥力的影響

2.1.1 土壤有機質含量

土壤有機質含量隨時間推移呈現(xiàn)先下降后增加的態(tài)勢(圖1)。與早稻種植前相比，早稻收獲后各處理有機質含量均不同程度降低，晚稻收獲后R和M處理有機質含量有所增加(圖1)。與WF相比，整個生育期RC、MC、R和M處理土壤有機質含量變化范圍分別為17.36%～21.96%、17.87%～22.95%、12.06%～13.47%和15.84%～16.21%，(圖1)。與WF相比，M、R和MC、RC均能提高稻田有機質含量(P<0.05)，而與單種草相比，養(yǎng)雞過腹還田后更有利于有機質含量的提升。

圖1 種養(yǎng)結合對雙季稻田土壤有機質含量的影響Fig.1. Effects of rice planting combined with chicken grazing on soil organic matter in double-cropping paddy field.

2.1.2 全氮、全磷和全鉀

圖2表明，早稻種植前和早、晚稻收獲后，MC處理全氮含量最高，RC、R和M處理次之，WF最低。與WF相比，整個生育期RC、MC、R和M的全氮含量變化范圍分別為73.73%～166.67%、129.41%～250.48%、70.34%～97.14%和66.91%～153.33%，具有顯著差異(P<0.05)；土壤全磷含量變化范圍為0.76～1.07 g/kg。無論是早稻種植前、早稻收獲后，還是晚稻收獲后，M處理全磷含量最高。早稻種植前，M較WF處理增加35.53%。早稻收獲后，各處理之間無顯著差異。晚稻收獲后R、M較WF分別增加30.26%和40.79%(P<0.05)。在整個生育期，土壤全鉀含量變化范圍為13.45～16.35 g/kg，但各處理之間差異不顯著。上述結果表明，較其他處理而言，MC處理能顯著提高土壤全氮含量，M處理在提高全磷含量方面優(yōu)于其他處理，各處理對全鉀含量基本無顯著影響。

2.1.3 銨態(tài)氮含量

由圖3可見，土壤銨態(tài)氮含量隨早稻生育期的變化呈先增長后下降的趨勢，且在分蘗期達到最大值；晚稻基本上也呈現(xiàn)先增后降趨勢，除了R處理外，其他處理的峰值都在分蘗期。在早稻分蘗期、晚稻返青期和分蘗期RC和MC處理銨態(tài)氮合量顯著高于其他處理(P<0.05)。早稻在分蘗期達最高值，晚稻在生育前期較高，早晚稻在成熟期急劇下降。早晚稻整個雙季稻生長季基本表現(xiàn)為MC＞RC＞M＞R＞W(wǎng)F。上述結果說明，在整個水稻生長季，相比其他各處理，銨態(tài)氮含量以MC和RC處理較高，MC處理最高。

圖2 種養(yǎng)結合對雙季稻田土壤全氮、磷、鉀含量的影響Fig.2. Effects of rice planting combined with chicken grazing on soil total nitrogen content, total phosphorus content and total potassium content in double-cropping paddy field.

圖3 種養(yǎng)結合對稻田土壤銨態(tài)氮含量的影響Fig.3. Effects of rice planting combined with chicken grazing on ammonium nitrogen content in soil of paddy field.

2.1.4 硝態(tài)氮含量

早稻硝態(tài)氮含量隨生育期推進呈先降后增再降的趨勢，且在返青期達最大值；晚稻則表現(xiàn)出“M”型變化趨勢，NO3－-N含量分蘗期和齊穗期有兩個峰值，其中分蘗期達最大值，灌漿期和成熟期急劇下降(圖4)。在不同處理條件下，早稻和晚稻NO3－-N變幅較大，分別為1.41～15.57和0.59～11.92 mg/kg(圖4)。早晚稻整個雙季稻生長季基本表現(xiàn)為MC＞RC＞M＞R＞W(wǎng)F(圖4)。上述結果說明，RC和MC處理下硝態(tài)氮含量顯著高于WF，且MC處理最佳。

2.1.5 速效磷含量

圖5顯示，從雙季稻整個生育期來看，除晚稻孕穗期外，土壤速效磷含量均以M處理最高。早稻速效磷含量均表現(xiàn)為M處理最高，除孕穗期和齊穗期外，M相比其他處理達到顯著水平。早稻生長期速效磷含量變化較小，晚稻則相反；晚稻齊穗期速效磷含量降到最低，在成熟期達到最高值。早稻生育期間各處理顯著高于WF處理，齊穗期、晚稻返青期和灌漿期，MC和M顯著高于其他處理(P<0.05)。早、晚稻整個雙季稻生長季速效磷含量基本表現(xiàn)為M＞MC＞RC＞R＞W(wǎng)F。除了晚稻孕穗期外，各處理之間速效磷含量以M處理最高。

2.2 冬季種養(yǎng)對后季雙季稻產(chǎn)量及其構成的影響

2.2.1 分蘗消長動態(tài)

分蘗是水稻生長的一個重要特性，無論是早稻還是晚稻，隨生育期的推進，分蘗數(shù)呈“S”型增長曲線，即先增加，達到最高分蘗數(shù)之后，逐漸下降并趨于穩(wěn)定(圖6)。早稻各處理除M和WF外，均在移栽后17 d達最高分蘗數(shù)，早稻RC、MC和M處理后期的有效分蘗數(shù)顯著高于R和WF處理，晚稻分蘗數(shù)RC和MC高于其他處理。整個雙季稻生長季除M處理外，均表現(xiàn)為MC＞RC＞M＞R＞W(wǎng)F，即MC處理下早晚稻的分蘗數(shù)更多。

2.2.2 葉面積系數(shù)的動態(tài)變化

圖7表明，除WF外，早晚稻各處理分蘗期至孕穗期水稻葉面積系數(shù)逐漸上升，孕穗后葉面積系數(shù)逐漸下降。早稻RC和MC基本高于其他處理，在孕穗期與M和R差異顯著。晚稻各生育時期RC、MC和M處理均高于R和WF，孕穗期和灌漿期與WF差異顯著(P<0.05)。

圖4 種養(yǎng)結合對雙季稻田土壤硝態(tài)氮含量的影響Fig.4. Effects of rice planting combined with chicken grazing on soil nitrate nitrogen in double-cropping paddy field.

圖5 種養(yǎng)結合對雙季稻田土壤速效磷的影響Fig.5. Effects of rice planting combined with chicken grazing on soil available phosphorus content in double-cropping paddy field.

圖6.種養(yǎng)結合對水稻分蘗數(shù)的動態(tài)變化Fig.6.Dynamics of rice tiller numbers under rice planting combined with chicken grazing.

由圖7可知，早稻的葉面積系數(shù)與WF相比，在分蘗期RC、MC分別增加了130.72%、90.12%。在孕穗期與WF相比，RC、MC分別增加了99.04%和92.68%。RC在分蘗期比R和M分別增加61.52%和66.98%，在孕穗期增加了36.72%和22.02%。MC與R和M相比，在分蘗期分別增加了39.34%和44.05%，在孕穗期分別增加了38.56%和23.66%；與WF相比，晚稻葉面積系數(shù)在分蘗期RC、MC、R、M分別增加了25.60%、42.52%、13.09%和35.60%。在成熟期MC、RC、R、M與WF相比，分別提高了 62.16%、89.55%、41.01%和69.57%。這表明MC和RC更有利于提高后季水稻葉面積系數(shù)，R和M處理優(yōu)于WF。

2.2.3 干物質量的動態(tài)變化

水稻各主要生育時期干物質積累測定結果如圖8所示，早、晚稻干物質產(chǎn)量隨水稻的生長逐漸增加，早、晚稻均表現(xiàn)為RC、MC＞R、M＞W(wǎng)F。早稻齊穗期前干物質量RC和MC顯著高于其他處理(P<0.05)，孕穗期和成熟期RC和MC與R和M相近，但高于WF。而晚稻除分蘗盛期外，各處理呈MC＞RC＞M＞R＞W(wǎng)F。與對照WF相比，RC、MC、R和M處理下干物質量早稻分別增加了25.88%、25.55%、20.05%和19.34%；晚稻分別增加了31.71%、43.06%、17.61%和27.63%。早晚稻RC和MC的干物質量產(chǎn)量比R和M分別提高了4.57、5.48%和3.19、21.64%。這表明MC和RC處理更有利于后季水稻干物質量積累，R和M處理優(yōu)于WF。

圖7 種養(yǎng)結合對到水稻葉面積系數(shù)的動態(tài)變化Fig.7.Dynamics of rice leaf area index under rice planting combined with chicken grazing.

圖8 種養(yǎng)結合對水稻干物質量的動態(tài)變化Fig.8.Dynamics of dry matter weight of rice under rice planting combined with chicken grazing.

2.2.4 產(chǎn)量及其構成

由表1可知，無論是早稻還是晚稻，理論產(chǎn)量均表現(xiàn)為MC＞RC＞R＞M＞W(wǎng)F，RC和MC均顯著高于R、M和WF，MC處理的水稻產(chǎn)量最高，其次為RC處理。RC、MC處理下，早晚稻的有效穗均顯著高于WF，增幅分別為26.90%、23.51%和24.65%、33.34%。早稻有效穗數(shù)RC顯著高于R和M，分別高出10.80%和9.34%；晚稻有效穗數(shù)RC和MC顯著高于M，分別高出11.32%和19.12%。每穗粒數(shù)早、晚稻均以M最高，且晚稻M和WF處理顯著高于RC和MC處理(P<0.05)。實際產(chǎn)量RC和MC顯著高于WF(P<0.05)。由此表明，MC和RC處理更有利于提高后季水稻產(chǎn)量，且MC為最佳處理，WF最低。

2.3 雙季稻產(chǎn)量、各產(chǎn)量構成因素與土壤各化學性狀之間的相關性分析

由表2可知，不同成熟期土壤養(yǎng)分含量與雙季稻理論產(chǎn)量構成之間存在不同程度的相關性，以此影響水稻產(chǎn)量。就早稻而言，銨態(tài)氮含量與葉面積、干物質、有效穗數(shù)顯著相關(P<0.05)；速效磷含量與分蘗數(shù)和葉面積指數(shù)顯著相關(P<0.05)；全氮含量與分蘗數(shù)、干物質量顯著相關(P<0.05)，與有效穗數(shù)極顯著相關(P<0.01)，相關系數(shù)達到r=0.9613。全磷含量與葉面積指數(shù)顯著相關(P<0.05)；有機質含量與干物質量和有效穗數(shù)顯著相關(P<0.05)。這說明提高土壤銨態(tài)氮、全氮和有機質含量，進而提高了早稻有效穗數(shù)。對晚稻而言，硝態(tài)氮含量與干物質量顯著相關(P<0.05)，與有效穗數(shù)極顯著相關(P<0.01)；全氮與葉面積指數(shù)和干物質量顯著相關(P<0.05)；有機質含量與分蘗數(shù)、干物質量極顯著相關(相關系數(shù)r=0.9647、r=0.9852)；全鉀與有效穗數(shù)顯著相關(P<0.05)。說明硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有機質含量主要提高了晚稻有效穗數(shù)，全鉀提高了每穗粒數(shù)。

表1 種養(yǎng)結合對水稻產(chǎn)量構成因素的影響Table 1. Effects of rice planting combined with chicken grazing on yield components of rice.

表2 雙季稻產(chǎn)量、各產(chǎn)量構成因素與土壤理化性狀之間的相關性Table 2.Correlation between rice yields,yield components and soil chemical properties.

總的來說，對于早稻，銨態(tài)氮、有機質和全氮含量主要影響水稻有效穗數(shù)；對于晚稻，硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有機質含量影響水稻有效穗數(shù)，以此達到增產(chǎn)。這表明冬季種養(yǎng)結合模式有利于提高后季水稻有效穗數(shù)。

3 討論

綠肥還田能提高土壤養(yǎng)分和優(yōu)化土壤結構[23-24]。如紫云英還田礦化后土壤氮含量升高，已經(jīng)得到大量研究證實[25]，而黑麥草還田亦可使土壤有機質、全氮、全磷和全鉀含量增加[26]，其根茬腐解液中還存在促進水稻生長的活性物質，具有增產(chǎn)效益[27]。同時，有研究表明畜糞等有機肥還田也有良好培肥地力的效果[28]，而綠肥和牛糞混合堆腐后增加水溶性有機組分，更有利于作物吸收[29]。本研究通過冬閑稻田設置種草結合原位養(yǎng)雞試驗發(fā)現(xiàn)，與單種紫云英和黑麥草相比，種紫云英和黑麥草與養(yǎng)雞組合顯著提高水稻生育期土壤有機質和全氮含量，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的含量也顯著增加。產(chǎn)生這種結果的原因可能是一方面田間原位放養(yǎng)雞啄食紫云英或黑麥草后，代謝產(chǎn)生的鮮雞糞中水分、粗脂肪、粗蛋白和粗灰分等含量很高，在微生物的作用下腐解成土壤養(yǎng)分，而這些腐解物中的有機成分易與水分子及土壤本身養(yǎng)分元素發(fā)生重組，活化了土壤養(yǎng)分，建立了新的土壤養(yǎng)分動態(tài)平衡[30]。而且，成年雞啄食過程擾動了稻田土壤，提高了微生物的活性，加速了微生物的新陳代謝[31]。另一方面，早稻種植前，翻壓的紫云英和黑麥草腐爛后，增加了土壤有機質[26]、氮含量[25]等。關于土壤磷變化過程不同研究結果不一致。趙魯?shù)萚32]發(fā)現(xiàn)苜蓿莖葉還田顯著提高了土壤速效磷含量，也有研究表明雞糞能有效提高土壤磷素，秸稈還田能提高土壤鉀的含量，兩者配施益于互補[33]，但本研究中單種紫云英后土壤全磷和速效磷含量高于綠肥過腹還田處理，且土壤全氮處理之間無顯著差異，其可能原因與紫云英和黑麥草的秸稈原位過腹還田后土壤淋失作用有關，這還需進一步探究其機理。

產(chǎn)量是評估農藝措施效果的主要指標。產(chǎn)量相關因素如分蘗數(shù)、葉面積系數(shù)、有效穗數(shù)、干物質量提高有利于促進水稻增產(chǎn)[34]，究其原因，可能是葉片光合作用合成干物質的速度加快，提高了水稻群體質量和光能利用率，促進產(chǎn)量的形成，同時也是源增庫擴的結果[35]。胡志華等[36]研究發(fā)現(xiàn)紫云英結合豬糞和稻草覆蓋模式利于水稻增產(chǎn)。馬艷芹等[37]研究發(fā)現(xiàn)紫云英配施緩控氮肥在有效促進水稻增產(chǎn)的同時可提高氮肥利用率。也有研究表明，22500 kg/hm2紫云英搭配70%化肥的增產(chǎn)效果較好[38]。本研究發(fā)現(xiàn)較冬閑和單種綠肥相比，冬種紫云英和黑麥草過腹(雞糞)還田后水稻產(chǎn)量相關因素如分蘗數(shù)、葉面積系數(shù)、有效穗數(shù)、干物質量均有提高，產(chǎn)量也得到促進。其原因可能是田間原位新鮮雞糞腐解后與土壤養(yǎng)分建立更高層次的養(yǎng)分平衡，可以長期緩效及時補充作物對土壤養(yǎng)分的轉化和吸收，而且早稻種植前翻耕綠肥、動物糞便與植物殘體在土壤中又能發(fā)生互作[29]，促進后期植株對養(yǎng)分的持續(xù)利用，更加利于水稻的生長發(fā)育。

水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構成因素與土壤各化學性狀之間關系極為密切。楊濱娟等[39]通過連續(xù)8年的試驗，發(fā)現(xiàn)稻田冬種綠肥模式下水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構成與土壤堿解氮、有機質、pH值存在顯著相關，這是改良土壤養(yǎng)分狀況進而優(yōu)化水稻產(chǎn)量構成的結果。本研究相關分析結論與之類似，土壤銨態(tài)氮、有機質、全氮和硝態(tài)氮含量與水稻產(chǎn)量顯著相關，其主要原因是重塑的土壤養(yǎng)分結構增加，水稻有效穗數(shù)，表明本研究中冬季種養(yǎng)模式促進水稻增產(chǎn)的機制在于促進水稻植株對土壤氮素、有機質含量等的吸收，轉化為水稻產(chǎn)量構成因素中有效穗數(shù)的增加。黃山等[40]的研究結果同樣表明有機肥處理主要是通過提高有效穗數(shù)影響產(chǎn)量，本研究進一步證實了這一論點。

胡志華等[36]發(fā)現(xiàn)，綠肥紫云英與其他有機肥(秸稈、豬糞等)配施系統(tǒng)經(jīng)濟效益顯著高于單一施用綠肥紫云英，綠肥過腹還田模式中的畜禽糞便等有機肥來自于原位養(yǎng)雞，同樣具有較好的增產(chǎn)效果。本研究利用冬季休閑稻田種草結合養(yǎng)雞，雞糞和綠肥的還田減少了化肥的投入量，降低了大量施用化肥造成的環(huán)境污染問題，減少了有機肥堆漚和運輸?shù)某杀?，稻田散養(yǎng)的生態(tài)土雞在春節(jié)前上市具有良好的市場，而同樣促進水稻增產(chǎn)，從而進一步提高了稻田生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益[41]。

與單種綠肥相比，將綠肥作為飼草通過養(yǎng)殖畜禽過腹還田，組建農田種養(yǎng)結合模式更有利于促進農作物增產(chǎn)[42-43]。而在可供選擇的冬閑田養(yǎng)殖畜禽中，雞的飼喂操作簡便，在冬閑田種養(yǎng)結合模式上具有較好的發(fā)展?jié)摿?。章學東等[44]研究了冬閑田種草養(yǎng)雞對土壤及后季作物的影響，發(fā)現(xiàn)撒播黑麥草兩月后放養(yǎng)優(yōu)質黃雞于圍欄內，種草養(yǎng)雞的玉米單穗重對單種草提高13.1%，平均畝產(chǎn)量提高38.1%，土壤有機質含量也明顯提高，與本研究的結論相似。本研究還發(fā)現(xiàn)，紫云英養(yǎng)雞過腹還田后增產(chǎn)效果優(yōu)于黑麥草養(yǎng)雞過腹，黑麥草秸稈還田有助于土壤有機質含量的提升，而紫云英秸稈還田對土壤氮素的提升更有益，其與雞糞結合后的增產(chǎn)效果可能與稻田土壤本身的碳氮比有關，具體的養(yǎng)分轉化機理還不明晰。在冬閑田種養(yǎng)結合復合模式中，草的生長、雞的采食和雞糞腐解過程中的碳氮轉化動態(tài)變化，還有待于進一步研究。

4 結論

較傳統(tǒng)的冬閑或單種草相比，冬種紫云英和黑麥草過腹(雞糞)還田能有效提高土壤有機質含量和全氮含量銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量，且冬季種植紫云英過腹(雞糞)還田效果最好。與冬閑或單種綠肥相比，冬季種植紫云英和黑麥草過腹(雞糞)還田更有利于水稻分蘗數(shù)、葉面積系數(shù)和干物質量與產(chǎn)量的提高，而且，冬季種植紫云英過腹(雞糞)還田效果更佳。因此，冬季種植綠肥過腹還田不僅利用空閑農田產(chǎn)出了生態(tài)畜禽產(chǎn)品，并能滿足后季水稻生長的養(yǎng)分需求，同時易于稻田土壤用養(yǎng)循環(huán)，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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