9 個(gè)綠肥紫云英品種(系)在漢中地區(qū)的適應(yīng)性

吳玉紅，王 呂，郝興順，何春梅，崔月貞，黃毅斌，張春輝，何忠軍

（1. 漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西 漢中 723000；2. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，福建 福州 350013）

漢中市北依秦嶺，南臨巴山，漢江穿境而過(guò)，氣候溫潤(rùn)，無(wú)霜期240～250 d，年降水量800 mm 左右，是優(yōu)質(zhì)秈稻(Oryza sativa)的適宜生態(tài)種植區(qū)，常年種植面積8 萬(wàn)hm2左右，是陜西省水稻主產(chǎn)區(qū)，面積和總產(chǎn)量占全省70%以上，主要種植制度為冬油菜(Brassica campestris)→水稻或冬小麥(Triticum aestivum)→水稻輪作。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中盲目、不合理使用化肥，有機(jī)肥投入量少，導(dǎo)致土壤肥力退化、肥料利用率低等現(xiàn)象較為突出[1]，加之近年來(lái)隨著糧油種植效益低下以及勞動(dòng)力短缺，撂荒冬閑田比例呈逐步上升趨勢(shì)[2]，冬閑田利用及培肥地力技術(shù)急需解決，而綠肥是養(yǎng)地的清潔有機(jī)肥源，發(fā)展綠肥是多、快、好、省解決養(yǎng)地用地與有機(jī)肥源的有效途徑[3-4]，因此利用冬閑田發(fā)展綠肥是適宜漢中地區(qū)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

紫云英(Astragalus sinicus)是我國(guó)稻田最主要的綠肥作物[5]，紫云英翻壓是提高稻田土壤肥力的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)措施[6]，鮮草還田后有效提升土壤肥力，提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)，還可以替代部分化肥，減少養(yǎng)分流失[7-9]，同時(shí)具有氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、土壤水分涵養(yǎng)等生態(tài)功能[10]。紫云英同其他作物一樣，也需要因時(shí)、因地建立配套栽培技術(shù)，構(gòu)建合理群體結(jié)構(gòu)確保高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[11-12]，不同生態(tài)區(qū)和稻作區(qū)，耕作制度差異較大，適宜種植的紫云英品種有所差異，同一品種在不同生態(tài)區(qū)的生長(zhǎng)形狀及生物量均有所不同，因此需要結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際，綜合考慮種植制度和紫云英品種的生育期、鮮草產(chǎn)量、群體結(jié)構(gòu)等因素，選擇適應(yīng)不同稻作區(qū)栽培和管理技術(shù)需求的紫云英品種就顯得極為重要[13-14]，而漢中屬于優(yōu)質(zhì)秈稻單季稻區(qū)，同南方單季稻區(qū)栽培技術(shù)差異較大，目前有關(guān)漢中市氣候及不同水稻栽培模式適宜紫云英品種的研究尚少見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究旨為篩選出在漢中市種植適應(yīng)性強(qiáng)、適宜不同水稻種植模式下栽培種植的紫云英品種(系)，以期推動(dòng)漢中市稻田綠肥紫云英的推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試紫云英品種(系) 9 個(gè)，新品種(系) 6 個(gè)，其中‘閩紫7 號(hào)’和‘848711’為福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所選育，‘湘紫1 號(hào)’和‘湘紫4 號(hào)’為湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所選育，‘yH925’和‘yiJ’為信陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。地方品種3 個(gè)，包括‘寧波大橋’、‘戈江籽’和‘南鄭種’，分別由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。9 個(gè)品種(系)除‘南鄭種’由漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供外，其他8 個(gè)品種(系)均由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，9 個(gè)品種(系)每個(gè)品種(系)4 次重復(fù)，共36 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，其中3 個(gè)重復(fù)用于品種性狀觀測(cè)和鮮草產(chǎn)量測(cè)定，1 個(gè)重復(fù)用于生育期觀測(cè)。每小區(qū)面積3 m × 5 m = 15 m2，紫云英播種量為16.5 kg·hm?2。試驗(yàn)地地塊四周設(shè)1 m 寬的保護(hù)行。每個(gè)小區(qū)間溝寬50 cm。2018 年9 月28 日播種。

1.3 供試地點(diǎn)

選擇漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所水稻綜合試驗(yàn)站韓塘試驗(yàn)基地進(jìn)行試驗(yàn)，該地位于33°08′03″ N，107°00′40″ E，海拔約500 m，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，年均溫約14 ℃，年均降水量800～1 000 mm，無(wú)霜期235 d，年均日照時(shí)數(shù)約1 400 h，≥ 10 ℃年積溫為4 480 ℃·d。供試土壤為水稻土，土壤基本形狀理化性質(zhì)：pH 為6.58，有機(jī)質(zhì)含量為15.64 mg·kg?1，堿解氮含量為124.37 mg·kg?1，速效鉀含量為104.12 mg·kg?1，速效磷含量為17.27 mg·kg?1。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 生育期

生育周期指出苗到種子成熟所需天數(shù)。從紫云英播種到種子收獲期，分別記錄出苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、成熟期，鑒別標(biāo)準(zhǔn)為50%植株達(dá)到某一生育階段即為達(dá)到該生育期。

1.4.2 生長(zhǎng)特性

盛花期，每小區(qū)隨機(jī)選取20 株樣株，測(cè)定從地面至植株最高葉片尖端的高度，取其平均值即為株高；于每個(gè)分枝最粗處測(cè)量莖粗，取其平均值即為莖粗；數(shù)植株基部的大分枝，包括主莖在內(nèi)，但不包括枝莖上部的分枝，取其平均值即為分枝數(shù)；數(shù)每個(gè)分枝上的花序數(shù)，取其平均值即為每分枝花序數(shù)花。觀察記載根瘤數(shù)、色澤，測(cè)定根瘤重。葉片、花序、嫩莢均作為葉；花梗、枝莖作為莖，分別測(cè)定莖、葉重量，求出莖葉比。

1.4.3 鮮草產(chǎn)量

盛花期，一般選晴天下午進(jìn)行收割，收割時(shí)先割除小區(qū)四周50 cm 邊行(不計(jì)算在產(chǎn)量?jī)?nèi))，齊地面收割去除邊行后的8 m2，并測(cè)其鮮草產(chǎn)量。將盛花期割下的鮮草即時(shí)烘干測(cè)定水分，根據(jù)水分測(cè)定值將鮮草產(chǎn)量換算成干草產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪圖，采用DPS 7.05 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及差異顯著性檢驗(yàn)(LSD 法，P = 0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種(系)生育期比較

‘南鄭種’和‘yH925’盛花期較早，‘寧波大橋’、‘湘紫4 號(hào)’和‘戈江籽’盛花期較晚(表1)?！相嵎N’生育期最短，為211 d，‘湘紫4 號(hào)’生育期最長(zhǎng)，為228 d，二者相差17 d。按開(kāi)花和成熟期可分為特早熟種(215～220 d)、早熟種(220～225 d)、中熟種(225～230 d)、晚熟種(230～235 d)[15]，供試品種(系)中‘南鄭種’、‘yH925’、‘寧波大橋’、‘湘紫1 號(hào)’屬于特早熟種，‘yiJ’、‘848711’、‘閩紫7 號(hào)’、‘弋江籽’屬于早熟種，‘湘紫4 號(hào)’屬中熟種。

表1 不同品種(系)生育期Table 1 Growth period of different varieties (strains)

2.2 不同品種(系)生長(zhǎng)特性比較

2.2.1 不同品種(系)外形比較

葉色除了‘yH925’葉緣紫、葉脈及中間紫色外，其他品種(系)葉色均為綠色(表2)。莖色為紫色的品種(系)有‘yiJ’、‘848711’、‘yH925’、‘南鄭種’；莖色為淺紫色的品種(系)有‘湘紫4 號(hào)’、‘弋江籽’；莖色為綠、紫色的品種(系)有‘閩紫7 號(hào)’、‘寧波大橋’；莖色為綠色的品種(系)有‘湘紫1 號(hào)’?；ㄉ恕选癁樯钭仙?，其他品種(系)花色均為紫色。葉形方面，‘南鄭種’為近圓形，其他品種(系)葉形均為橢圓形。

2.2.2 各品種(系)盛花期主要性狀

各品種(系)間株高差異較大(表3)，‘弋江籽’和‘閩紫7 號(hào)’株高均在70 cm 以上，二者差異不顯著(P ＞ 0.05)，但顯著高于除‘湘紫4 號(hào)’外的其他品種(系) (P ＜ 0.05)，‘湘紫1 號(hào)’、‘yH925’、‘南鄭種’株高較低，均在50 cm 以下，三者差異不顯著，但顯著低于其他品種(系)。‘yiJ’、‘848711’、‘湘紫4 號(hào)’、‘寧波大橋’株高介于50～70 cm，四者間差異不顯著，但與其他品種(系)差異顯著。平均單株分枝方面，‘南鄭種’分枝數(shù)最多為3.8 個(gè)，顯著高于其他8 個(gè)品種(系)，而其他8 品種(系)間差異不顯著。9 個(gè)品種(系)中‘寧波大橋’莖粗最大(3.65 mm)，其次為‘湘紫4 號(hào)’(3.61 mm)、‘弋江籽’(3.56 mm)、‘閩紫7 號(hào)’(3.38 mm)、‘湘紫1 號(hào)’(3.23 mm)、‘yiJ’(3.13 mm)，‘南鄭種’莖粗最小(2.23 mm)。9 個(gè)品種(系)單株總花序，‘南鄭種’平均單株總花序數(shù)最大(15.1 個(gè))，其次為‘湘紫1 號(hào)’(13.0 個(gè))，顯 著 高于除‘弋 江 籽’、‘湘紫4 號(hào)’、‘yH925’外的其他品種(系)，從高到低依次為‘南鄭種’、‘湘紫1 號(hào)’、‘弋江籽’、‘yH925’、‘湘紫4 號(hào)’、‘寧波大橋’、‘yiJ’、‘閩紫7 號(hào)’、‘848711’。

表2 不同品種(系)外形特性Table 2 Shape and color characteristics of different varieties (strains)

表3 不同品種(系)盛花期主要性狀Table 3 Plant characteristics of different varieties (strains) at the flowering stage

2.2.3 各品種(系)盛花期根瘤情況

如表4 所列，9 個(gè)品種(系)，平均單株根瘤數(shù)范圍為6.47～17.73 個(gè)，‘弋江籽’最高為17.73 個(gè)，顯著高于‘閩紫7 號(hào)’、‘南鄭種’和‘yH925’(P ＜ 0.05)，但與其他品種(系)差異不顯著(P ＞ 0.05)?！孀? 號(hào)’單株根瘤重最大，為0.191 g，顯著高于除‘弋江籽’、‘寧波大橋’、‘848711’外其他品種(系)，‘yH925’最小，僅為0.030 g?！孀? 號(hào)’根瘤平均重最大，為0.011 6 g，顯著高于其他品種(系)，‘閩紫7 號(hào)’最小，為0.003 3 g，從高到低依次為‘湘紫4 號(hào)’、‘848711’、‘弋江籽’、‘寧波大橋’、‘湘紫1 號(hào)’、‘南鄭種’、‘yiJ’、‘yH925’、‘閩紫7 號(hào)’?！畬幉ù髽颉稣几谋壤罡?，‘yH925’最低，二者差異顯著，其他各品種間差異不顯著。

表4 不同品種(系)盛花期根瘤情況Table 4 Root nodules of different varieties (strains) at the flowering stage

2.2.4 各品種(系)盛花期地上部特征

如表5 所列，9 個(gè)品種(系)盛花期莖葉比，‘弋江籽’最高，顯著高于其他品種(系) (P ＜ 0.05)；‘南鄭種’莖葉比最低，顯著低于其他品種(系)；其他品種(系)間差異不顯著(P ＞ 0.05)。各品種(系)單株鮮重差異較大，‘湘紫4 號(hào)’單株鮮重最高，為20.89 g，顯著高于‘yH925’、‘848711’、‘湘紫1 號(hào)’及‘南鄭種’，‘南鄭種’單株鮮重最低，僅為8.58 g。9 個(gè)品種(系)，盛花期鮮草產(chǎn)量差異較大，‘閩紫7 號(hào)’最高(24 192.45 kg·hm?2)，此外‘yiJ’表現(xiàn)也良好(23 494.50 kg·hm?2)，‘南鄭種’最 低(9 601.50 kg·hm?2)，顯 著 低 于 其 他8 個(gè) 品 種(系)，9 個(gè)品種(系)鮮草產(chǎn)量從高到低依次為‘閩紫7 號(hào)’、‘yiJ’、‘848711’、‘弋江籽’、‘湘紫4 號(hào)’、‘寧波大橋’、‘yH925’、‘湘紫1 號(hào)’、‘南鄭種’。與‘南鄭種’相比，其他8 個(gè)品種(系)鮮草產(chǎn)量增幅為22.50%～151.97% 。

表5 不同品種(系)盛花期地上部特征及鮮草產(chǎn)量Table 5 Characteristics of aerial parts and fresh grass yield of different varieties (strains) at the flowering stage

3 討論與結(jié)論

紫云英盛花期鮮草產(chǎn)量是衡量其作為綠肥利用的重要指標(biāo)，鮮草產(chǎn)量過(guò)低達(dá)不到培肥地力的效果，過(guò)量會(huì)對(duì)后茬水稻秧苗產(chǎn)生不利影響，王建紅等[16]研究表明，紫云英在南方早稻生產(chǎn)中適宜的翻壓 量為22.5～30.0 t·hm?2，本研 究 中9 個(gè)供試 品種(系)中僅‘yiJ’(23.5 t·hm?2)和‘閩紫7 號(hào)’(24.2 t·hm?2)盛花期鮮草產(chǎn)量略高于22.5 t·hm2，二者均為早熟種。總體而言，鮮草產(chǎn)量方面呈早熟種最高、中熟種次之、特早熟鮮草產(chǎn)量最低的特點(diǎn)，這與張輝等[9]在福建長(zhǎng)汀縣紫云英品比試驗(yàn)中中晚熟紫云英品種產(chǎn)量超過(guò)早熟品種的結(jié)果不一致，可能是因?yàn)闅夂虿町愝^大，本研究中特早熟品種(系)鮮草平均產(chǎn)量比早熟品種(系)和中熟品種(系)，分別下降了9 330.71 和3 717.60 kg·hm?2，說(shuō)明早熟種在漢中具有較強(qiáng)的適宜性，群體生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，表現(xiàn)為植株株高較高、莖粗較粗、單株鮮重較重等。

種子退化是影響紫云英鮮草產(chǎn)量的重要因素，9 個(gè)供試品種(系)中‘南鄭種’為收集的地方品種，并未進(jìn)行提純復(fù)壯，種子退化較為嚴(yán)重，盡管分枝數(shù)及單株總花序均最高，但莖粗、單株鮮重及根瘤數(shù)及鮮草產(chǎn)量明顯低于其他品種(系)，而其他8 個(gè)品種(系)是由福建農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所提供的原種，均表現(xiàn)為莖粗、鮮草產(chǎn)量高。此外，同一品種在不同生態(tài)區(qū)種植生育期和鮮草產(chǎn)量差異較大，且在同一生態(tài)區(qū)年際間生育期也存在差異。何春梅等[17]研究表明，‘弋江籽’在福州市閩侯縣平均生育期為175.5 d，年際間相差26 d，鮮草產(chǎn)量達(dá)40 139.10 kg·hm?2，本研究中‘弋江籽’生育期為220 d，鮮草產(chǎn)量為19 349.10 kg·hm?2，說(shuō)明紫云英生育期與種植區(qū)氣候關(guān)系較為密切，紫云英屬冬作綠肥，性喜濕潤(rùn)，不耐干旱，又怕漬水，冬春季氣候因素對(duì)其生長(zhǎng)影響較大，漢中市地處南北過(guò)渡帶，秋季雨水較多，冬季氣溫較低，干旱少雨易對(duì)紫云英生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響，因此，漢中市紫云英種植應(yīng)選擇抗寒性和抗旱性強(qiáng)的品種(系)。此外，播種量是影響紫云英群體質(zhì)量的關(guān)鍵因素，適宜播種量有利于構(gòu)建合理的群體，改善紫云英的生長(zhǎng)性狀，增加紫云英的鮮草產(chǎn)量。劉彩玲等[18]研究表明，紫云英播種量在15.0～22.5 kg·hm?2，播種量與鮮草產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，本研究中供試品種(系)播種量為16.5 kg·hm?2，播種量偏低，鮮草產(chǎn)量普遍較低，因此今后需要因地、因品種建立與之配套的栽培條件，探究適宜該地區(qū)紫云英種植的播種量和鮮草產(chǎn)量的關(guān)系。

紫云英翻壓時(shí)期是影響肥效的關(guān)鍵因素，許多研究[5,16,19]均表明，紫云英盛花期是最佳翻壓時(shí)期。同時(shí)翻壓還田漚田種植水稻的安全間隔期為7～14 d[20]。漢中市水稻不同種植方式及茬口插秧時(shí)間差異較大，直播稻適宜播種時(shí)間為4 月中旬，機(jī)插秧和手插秧適宜插秧期為5 月上旬至6 月初[21]。供試紫云英品種盛花期在4 月6 日至15 日之間，‘南鄭種’、‘yH925’和‘湘紫1 號(hào)’盛花期較早可作為水稻直播模式的紫云英品種進(jìn)行種植，其余品種為適宜機(jī)插秧和手插秧模式的紫云英品種(系)。根據(jù)漢中市氣候特點(diǎn)，水稻適時(shí)早插秧是獲得高產(chǎn)的重要措施[21-22]，冬閑綠肥茬口，與其他水稻茬口相比，較油菜茬口(5 月20 日左右)插秧提前5 d 左右，較小麥茬口(5 月25 日左右)插秧提前10 d 左右。

綜上所述，9 個(gè)品種(系)在漢中稻區(qū)物候期差異較大，‘寧波大橋’盛花期株高、地上部分特征及根瘤等綜合特性表現(xiàn)較好，可作為優(yōu)良的特早熟品種，在水稻直播模式中種植；‘閩紫7 號(hào)’和‘yiJ’盛花期鮮草產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)顯著，可作為優(yōu)良的早熟品種，在水稻機(jī)插秧和手插秧模式中種植。