適宜與小站稻輪作的春季綠肥作物篩選試驗(yàn)

寧曉光，趙 秋，張新建

（天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，天津 300192）

小站稻是天津獨(dú)有的優(yōu)質(zhì)稻米品牌。目前，小站稻種植區(qū)由于連片大規(guī)模連年單一種植，植物多樣性大大降低，“重化肥、輕有機(jī)肥”、“重產(chǎn)出，輕投入”的生產(chǎn)方式致使現(xiàn)有的耕地質(zhì)量逐年下降，限制了小站稻品牌的振興。為恢復(fù)傳統(tǒng)小站稻優(yōu)良品質(zhì)，天津市水稻種植區(qū)開展嘗試以綠色為核心的保護(hù)性種植模式，將綠肥作物引入稻田進(jìn)行輪套作，在充分利用冬春季光熱資源和土地資源的同時(shí)，利用綠肥作物翻壓還田改善土壤理化性狀，為下茬水稻提供清潔的有機(jī)肥料，減少化學(xué)肥料使用，提升小站稻稻米品質(zhì)。本試驗(yàn)調(diào)研和試種了一批春季綠肥作物種質(zhì)資源，以篩選出適宜天津地區(qū)與水稻輪作的春季綠肥作物。

1 材料和方法

1.1 供試作物

試驗(yàn)選用20種綠肥作物作為供試材料，包含禾本科作物3種，豆科作物12種，十字花科作物3種，菊科1種，莧科1種。分別為：大葉油菜、小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、小葵子、籽粒莧、山野豌豆、高丹草、田菁、山黧豆、野綠豆、秣食豆、拉巴豆、紅花草、黑麥草、燕麥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

20種綠肥作物隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積100 m2。

1.3 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)在天津市西青區(qū)王穩(wěn)莊鎮(zhèn)二侯莊水稻試驗(yàn)基地進(jìn)行（北緯38°51′、東經(jīng)117°20′、海拔3.6 m）。該地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤大陸季風(fēng)氣候，年均降水量586.1 mm，年平均氣溫11.6 ℃，全年日照總量2 810 h；無霜期203 d。

試驗(yàn)土壤為潮土，基礎(chǔ)土壤理化指標(biāo)為有機(jī)質(zhì) 15.33 g·kg-1，全氮 1.04 g·kg-1，全磷 0.75 g·kg-1，全鉀 24.52 g·kg-1，堿解氮 43.42 mg·kg-1，有效磷 32.52 mg·kg-1，速效鉀 261.54 mg·kg-1，pH值8.55。

試驗(yàn)于2020年2月下旬頂凌播種，播種量均為45.0 kg·hm-2，作物生長(zhǎng)期間不施任何肥料和農(nóng)藥，不灌水，5月底粉碎翻壓。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 記錄綠肥作物生育期 包括出苗、苗期、返青（拔節(jié)）、抽薹期、初花期、盛花期，枯萎期，記錄長(zhǎng)勢(shì)情況。

1.4.2 測(cè)產(chǎn)、養(yǎng)分檢測(cè) 測(cè)量翻壓前（5月25日）選取1 m2，采集植株地上的整段標(biāo)本鮮樣于105 ℃下殺青，70 ℃烘干稱重，計(jì)算生物產(chǎn)量；采用常規(guī)分析方法測(cè)定植株氮、磷、鉀養(yǎng)分。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試綠肥作物田間長(zhǎng)勢(shì)

北方地區(qū)春季干旱，相對(duì)于綠肥作物，雜草容易生長(zhǎng)，對(duì)早春播種綠肥作物的出苗與生長(zhǎng)形成威脅。因此，考察綠肥作物的出苗能力以及苗期抗雜草能力、進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期后，植株株高及覆蓋效果是考察綠肥作物是否適應(yīng)春季輪作種植的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)于春季頂凌播種后，參試的20個(gè)綠肥作物均能出苗，但不同種類作物之間出苗時(shí)間差異較大。播種后7 d以內(nèi)出苗的有大葉油菜，小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、燕麥，上述綠肥作物出苗率高，出苗整齊，平均株高50 cm以上，田間覆蓋率達(dá)到75%以上；小葵子、籽粒莧、高丹草、田菁、黑麥草播種后8～12 d也能出苗，但出苗率一般，平均株高高于50 cm，覆蓋率低于75%；山野豌豆、山黧豆、野綠豆、秣食豆、拉巴豆、紅花草這幾種作物出苗率較低，平均株高低于50 cm，覆蓋率低于75%（表1）。

表1 參試綠肥作物田間長(zhǎng)勢(shì)

試驗(yàn)顯示，出苗早、出苗整齊的綠肥作物田間雜草較少，而出苗遲或未出苗的作物田間雜草較多。

2.2 參試綠肥作物生物產(chǎn)量與養(yǎng)分含量

按照生物產(chǎn)量高低將參試綠肥作物進(jìn)行分類，可分為3類（表2）。第1類：生物產(chǎn)量高（≥4 000 kg·hm-2）、生長(zhǎng)迅速的綠肥作物。主要有大葉油菜、小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、燕麥。第2類：生物產(chǎn)量中等（大于≥2 000 kg·hm-2）、生長(zhǎng)速度中等的綠肥作物。主要有小葵子、籽粒莧、高丹草、田菁、黑麥草。第3類：生物產(chǎn)量低（小于≤1 000 kg·hm-2）、生長(zhǎng)速度較慢的綠肥作物。主要有山野豌豆、山黧豆、野綠豆、秣食豆、拉巴豆、紅花草。

表2 參試綠肥作物生物產(chǎn)量及養(yǎng)分含量

不同綠肥作物植株含水量與養(yǎng)分含量各不相同。由表2可見，植株含水量一般為80%～90%，養(yǎng)分含量的趨勢(shì)為全鉀＞全氮＞全磷。豆科綠肥作物氮磷鉀總養(yǎng)分含量高于其他種類，如香豆子氮磷鉀總養(yǎng)分含量7.01%，以翻壓4 600 kg·hm-2、植株含水量86%計(jì)，可補(bǔ)充氮磷鉀總養(yǎng)分277.32 kg·hm-2；其次是豌豆，可補(bǔ)充氮磷鉀養(yǎng)分274.25 kg·hm-2。大葉油菜因其生物產(chǎn)量高，氮磷鉀總養(yǎng)分含量5.57%，植株含水量88%，可補(bǔ)充土壤氮磷鉀總養(yǎng)分254.88 kg·hm-2。另外，小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、豌豆、燕麥養(yǎng)分吸收量均高于200 kg·hm-2，籽粒莧、高丹草和田菁養(yǎng)分吸收量100～200 kg·hm-2，其他綠肥作物養(yǎng)分吸收量均低于100 kg·hm-2。

3 結(jié)論與討論

綠肥作物有很多種類，圍繞華北地區(qū)春季綠肥作物－水稻輪作種植制度來選擇綠肥作物應(yīng)考慮兩茬作物倒茬銜接，包括種植時(shí)間、翻壓時(shí)間、土壤性質(zhì)、作物種類、生物量、功能用途等。一般適宜當(dāng)?shù)刈骶G肥作物的標(biāo)準(zhǔn)是以生物產(chǎn)量（干物質(zhì)）超過3 000 kg·hm-2作為篩選目標(biāo)。本試驗(yàn)顯示，天津地區(qū)適宜與水稻進(jìn)行輪作的春季綠肥作物有大葉油菜、小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、燕麥等。這幾種綠肥作物能在春季早萌發(fā)，覆蓋裸露土壤，抑制雜草，促進(jìn)土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收且在水稻種植前達(dá)到較高生物產(chǎn)量，生物產(chǎn)量均在4 000 kg·hm-2以上。

籽粒莧、高丹草和田菁等綠肥作物在天津地區(qū)夏播會(huì)有較高的生物產(chǎn)量，但因本次試驗(yàn)是以春播作物與水稻輪作，這幾種綠肥作物苗期生長(zhǎng)較慢，5月底應(yīng)翻壓時(shí)生物產(chǎn)量仍較低，達(dá)不到綠肥翻壓的要求。而其余的綠肥作物由于早春溫度低，萌發(fā)慢、出苗晚，生長(zhǎng)緩慢，在翻壓季節(jié)達(dá)不到翻壓的生物產(chǎn)量指標(biāo)，也不適合與水稻輪作種植。