綠肥對提升耕地質(zhì)量與水稻產(chǎn)量作用的研究

何艷明 楊慶祝 何紅喜

摘 要：2014—2016年對湖南省道縣潴育型水稻土，采用田間試驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合研究方法，定位監(jiān)測恢復(fù)冬種綠肥對提升耕地質(zhì)量和水稻產(chǎn)量作用，效果極顯著。在同一塊稻田連續(xù)3a冬種綠肥紫云英，其產(chǎn)量（鮮重）逐年提高，年度間增幅為20.6%、74.3%，差異極顯著。耕地質(zhì)量3a年監(jiān)測結(jié)果，土壤有機(jī)質(zhì)提升11.8%，土壤全氮、全磷、全鉀含量分別增加11.0%、37.8%、20.6%，效果極顯著;土壤有效磷、有效鉀分別提高5.4%、64.7%，效果明顯;土壤CEC值提升11.3%，土壤容重下降11.9%，效果明顯。連續(xù)3a水稻產(chǎn)量統(tǒng)計，綠肥區(qū)比對照區(qū)稻谷產(chǎn)量平均增加32.5%，差異極顯著。

關(guān)鍵詞：冬種綠肥;提升耕地質(zhì)量;提高水稻產(chǎn)量

中圖分類號：S-3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190730012

湖南省是我國南方水稻主產(chǎn)區(qū)，播種面積占糧食作物總播種面積90%以上，但中低產(chǎn)田占據(jù)相當(dāng)大比例[1]。因此，提高中低產(chǎn)水稻田供肥能力顯得尤其重要。紫云英是南方主要綠肥作物[2]，在培肥土壤、改善環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)、減少化肥投入等發(fā)揮著重要作用[3]。為提升湖南省中低產(chǎn)田土壤有機(jī)質(zhì)、土壤地力和水稻產(chǎn)量，根據(jù)國家、湖南省耕地質(zhì)量提升重點(diǎn)專項(xiàng)[4]任務(wù)要求，2013年10月—2016年8月在道縣布置冬種綠肥（紫云英）田間監(jiān)測定位試驗(yàn)研究取得顯著成效，現(xiàn)將結(jié)果分析如下。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗(yàn)田位于道縣上關(guān)街道辦事處七里崗村（N25°29′39.8″，E111°37′41.4″），海拔193m。土壤為潴育型水稻土，成土母質(zhì)為河流沖積物，田塊成方，肥力均勻、排灌方便，面積1200m2。歷年耕作制度為稻—稻兩熟，2014—2016年調(diào)整為稻—稻—綠肥三熟。

試驗(yàn)前耕層0～20cm基礎(chǔ)土壤理化性狀分析：土壤有機(jī)質(zhì)含量為36.4g/kg，土壤全氮為2.12g/kg，土壤全磷為0.98g/kg，土壤全鉀為10.20g/kg;土壤速效氮、磷、鉀分別為 125.4mg/kg、24.1mg/kg、71.6mg/kg，pH值5.4，土壤陽離子交換CEC值8.0cmol/kg，土壤容重為1.18g/cm3，屬肥力中等類型稻田。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)設(shè)3個處理：對照區(qū)（無稻草、綠肥）;稻草區(qū)（無綠肥，晚稻收割后將稻草撒開覆蓋田面）;綠肥區(qū)（冬種紫云英）。該試驗(yàn)為大區(qū)對照試驗(yàn)，不設(shè)重復(fù)，順序排列，各大區(qū)面積為400m2。

試驗(yàn)操作規(guī)程：綠肥紫云英品種為河南信陽大葉，每年10月1—3日（晚稻乳熟期）撒播，用種量2kg/667m2;晚稻收獲后，11月8—10日開挖圍溝、廂溝，溝寬30cm，溝溝相通，確保紫云英整個生育期間排水暢通，不淹水、不漬水。第2年3月底前綠肥紫云英（結(jié)莢期）測產(chǎn)、翻壓;稻草還田區(qū)在晚稻收獲后，將稻草撒開、覆蓋田面，用量（鮮稻草）550kg/667m2;對照區(qū)將稻草清除;水稻品種為雜交稻杰豐一號，施肥量：三元復(fù)合肥（N15-P15-K15）50kg/667m2做基肥，移栽7d后追施尿素3kg/667m2，比例為K： P： K=8.9： 7.5： 7.5。

1.3 測定項(xiàng)目

土壤測試：2013年10月試驗(yàn)前基礎(chǔ)土采用“對角線”5點(diǎn)取樣法，測定土壤容重、取耕層0～20cm混合土樣;后續(xù)3a在晚稻收獲期（10月20—23日）分處理測定土壤容重，取耕層0～20cm混合土樣，風(fēng)干研磨過篩，分析土壤有機(jī)質(zhì)、全量養(yǎng)分（N、P、K）、速效養(yǎng)分（N、P、K）、pH值、土壤陽離子交換量。采用常規(guī)分析法[5]。

作物測產(chǎn)：綠肥紫云英測產(chǎn)在綠肥區(qū)內(nèi)隨機(jī)測產(chǎn)20m2，3次重復(fù)，單收單稱鮮重;水稻測產(chǎn)在每季水稻收獲期，各處理內(nèi)隨機(jī)測產(chǎn)20m2，3次重復(fù)，單收單稱干谷重;對歷年綠肥紫云英（鮮重）產(chǎn)量和水稻稻谷產(chǎn)量統(tǒng)計分析[6]。

2 結(jié)果分析

2.1 綠肥紫云英農(nóng)藝性狀與鮮重產(chǎn)量關(guān)系

綠肥紫云英屬豆科黃耆屬（Astragalus sinicus），是一種優(yōu)良冬種綠肥，種植紫云英省工、投資少、適應(yīng)性廣、產(chǎn)量高、肥效好等。綠肥翻壓期與綠肥產(chǎn)量和肥效關(guān)系密切。20世紀(jì)70、80年，當(dāng)?shù)囟N綠肥紫云英面積達(dá)90%，農(nóng)民經(jīng)驗(yàn)：“早翻三天一苞水，晚翻三天一苞渣”。因此一般在第2年3月底左右翻壓綠肥，即綠肥紫云英結(jié)莢期翻壓產(chǎn)量最高、肥效最佳[7]。

3a產(chǎn)量（鮮重）測定結(jié)果表明：在播種量相等和播種時間基本相同、管理水平一致前提下，綠肥產(chǎn)量逐年提高，如2014年、2015年、2016年綠肥紫云英鮮重產(chǎn)量分別為1802.3kg/667m2、2173.2kg/667m2、3141.1kg/667m2，年度間增幅20.6%、74.3%，差異極顯著。且長勢長相差異明顯，如2014年、2015年、2016年綠肥紫云英測產(chǎn)期植株高度分別為59.6cm、67.8cm、83.0cm，單株鮮重為11.5g、14.0g、15.6g，單株根瘤為119.1個、121.2個、129.3個，年度差異明顯（表1）。

綜上述，連續(xù)3a在同一塊稻田冬種綠肥，其產(chǎn)量（鮮重）逐年提高，年度間增產(chǎn)幅度大，差異極顯著。這與綠肥紫云英連續(xù)種植，土壤根瘤菌數(shù)量逐年增加，固氮能力逐年增強(qiáng)，綠肥紫云英營養(yǎng)體長勢旺盛關(guān)系密切相關(guān)。

2.2? 綠肥紫云英對提升耕地質(zhì)量作用

連續(xù)3a耕地質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果表明（表2）：綠肥區(qū)耕地質(zhì)量提升效果明顯。試驗(yàn)前2013年基礎(chǔ)土壤有機(jī)質(zhì)為36.4g/kg，2016年綠肥區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)提升為40.7g/kg，比試驗(yàn)前提高11.8%，差異顯著;2016年稻草區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)為38.1g/kg，比試驗(yàn)前僅提高4.7%，差異不明顯。2016年綠肥區(qū)土壤全氮、全磷、全鉀含量分別為2.33g/kg、1.35g/kg、12.32g/kg，與試驗(yàn)前2013年基礎(chǔ)土壤全氮含量2.10g/kg、全磷0.98g/kg、全鉀10.2g/kg比較，分別增加11.0%、37.8%、20.6%，效果極顯著;且土壤速效磷、速效鉀提高5.4%、64.7%，土壤CEC值提升11.3%，土壤容重下降11.9%，均表現(xiàn)效果明顯。2016年稻草區(qū)與試驗(yàn)前2013年基礎(chǔ)土壤比較，土壤全氮、全磷、全鉀含量分別增加2.9%、27.6%、4.0%;土壤速效磷、速效鉀提高0.4%、31.7%，土壤CEC值提升5.0%，土壤容重幾乎不變，耕地質(zhì)量提升效果明顯低于綠肥區(qū)。

將連續(xù)3a耕地質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果比較，2014年、2015年、2016年綠肥區(qū)有機(jī)質(zhì)分別為39.7g/kg、40.5g/kg、40.7g/kg，比對照區(qū)分別提升8.8%、10.4%、10.9%，差異顯著;稻草還田區(qū)有機(jī)質(zhì)分別為36.8g/kg、37.5g/kg、38.1g/kg，僅比對照區(qū)分別提升0.8%、2.2%、3.8%，差異不明顯。

2014年、2015年、2016年綠肥區(qū)土壤全氮含量分別為2.21g/kg、2.32g/kg、2.33g/kg，比對照區(qū)分別增加4.2%、9.4%、11.5%;土壤全磷含量分別為1.30g/kg、1.32g/kg、1.35g/kg，比對照區(qū)分別增加29.0%、34.7%、37.9%;土壤全鉀含量分別為12.12g/kg、12.12g/kg、12.32g/kg，比對照分別增加23.0%、24.7%、26.8%，差異均極顯著。且土壤有效磷含量分別為24.9mg/kg、25.2mg/kg、25.4mg/kg，比對照區(qū)分別增加6.0%、6.8%、7.2%;土壤速效鉀分別為121.2mg/kg、122.2mg/kg、125.3mg/kg，比對照分別增加33.0%、35.8%、50.8%，效果明顯。土壤CEC值分別為8.5cmol/kg、8.7cmol/kg、9.9cmol/kg，比對照分別增加2.0%、7.4%、7.2%，增加趨勢明顯;土壤容重分別為1.15g/cm3、1.14g/cm3、1.01g/cm3，比對照區(qū)分別下降3.0%、3.4%、12.6%，后期效果表現(xiàn)明顯。稻草還田區(qū)與對照比較，2014年、2015年、2016年這3a間土壤全氮分別增加0.5%、1.4%、3.3%;土壤全磷含量分別增加9.9%、25.5%、37.9%;土壤全鉀含量增加3.0%、7.1%、9.3%;土壤有效磷分別增加0.9%、2.1%、2.1%;土壤速效鉀分別增加5.5%、9.0%、20.6%;土壤CEC值第一年沒有變化，第2年、第3年分別增加3.7%、1.2%;土壤容重第1年沒有變化，第2年、第3年分別下降3.4%、1.7%，其耕地質(zhì)量提升效果明顯低于綠肥區(qū)。

綜上所述，連續(xù)3a冬種綠肥紫云英對提升土壤有機(jī)質(zhì)和提高土壤氮磷鉀養(yǎng)分、土壤CEC值和土壤容重效果極顯著，且明顯優(yōu)于稻草還田。由此可知：恢復(fù)冬種綠肥紫云英是培肥土壤，提升耕地質(zhì)量的有效措施。

2.3 連續(xù)3a種植綠肥紫云英對提高水稻產(chǎn)量作用

連續(xù)3a，對耕地質(zhì)量監(jiān)測試驗(yàn)的水稻產(chǎn)量統(tǒng)計（表3）：2014年、2015年、2016年綠肥區(qū)水稻平均產(chǎn)量分別為501.2kg/667m2、492.0kg/667m2、558.1kg/667m2，與對照區(qū)比較，增產(chǎn)幅度分別達(dá)34.1%、22.7%、40.9%，差異極顯著。2014年、2015年、2016年稻草還田區(qū)水稻平均產(chǎn)量分別為435.0kg/667m2、430.0kg/667m2、413.9kg/667m2，與對照區(qū)比較，增產(chǎn)幅度分別為15.4%、7.2%、4.5%，其增產(chǎn)幅度明顯低于綠肥區(qū)。

綜上所述，連續(xù)3a冬種綠肥紫云英對提高水稻產(chǎn)量效果極顯著，且增產(chǎn)幅度逐年提升，平均增產(chǎn)32.5%。連續(xù)3a稻草還田的水稻平均增產(chǎn)9.4%，其增產(chǎn)幅度明顯低于綠肥區(qū)。

3 小結(jié)

冬種綠肥紫云英，其3a田間定位監(jiān)測試驗(yàn)結(jié)果：恢復(fù)冬種綠肥有利于改善耕地土壤理化性狀，耕地質(zhì)量提升效果顯著。土壤有機(jī)提升11.8%，土壤全氮、全磷、全鉀含量分別增加11.0%、37.8%、20.6%，效果極顯著，土壤有效磷、速效鉀提高5.4%、64.7%，土壤CEC值提升11.3%，效果明顯，且土壤容重逐年下降，耕層疏松變軟，土壤顏色由灰黃色向淺灰色或褐灰色演變。連續(xù)3a水稻產(chǎn)量結(jié)果統(tǒng)計，綠肥區(qū)水稻產(chǎn)量比對照區(qū)平均增加32.5%，差異極顯著。

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