紫云英與油菜混播還田對湘南稻田的影響

摘要 為探究湘南地區(qū)稻田中紫云英與油菜混播對后茬水稻產(chǎn)量以及土壤養(yǎng)分的影響，本試驗設(shè)置6個處理，分別為冬閑（CK）、單播紫云英（LF01）、單播油菜（LF02）和紫云英油菜混播（LF03—LF05），對比分析各處理組綠肥生物量、后茬水稻產(chǎn)量及土壤理化性狀等。結(jié)果表明，紫云英與油菜混播處理的綠肥生物量明顯高于單播處理，其中紫云英播種量22.5 kg/hm2，油菜播種量3.0 kg/hm2（LF04）時效果最佳，較紫云英單播和油菜單播分別增加120.9%和39.3%；同時LF04處理較CK處理后茬水稻產(chǎn)量增加17.5%；土壤中有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別提升了9.6%、8.1%、7.5%和9.6%。在湘南地區(qū)，相比紫云英、油菜單獨播種，紫云英與油菜混播能夠有效提高后茬水稻產(chǎn)量、改善土壤肥力，是一種有效的種植模式，適宜在該地區(qū)推廣。

關(guān)鍵詞 紫云英；油菜；混播；水稻產(chǎn)量；土壤肥力

中圖分類號 S51；S55" " 文獻標(biāo)識碼 A" "文章編號 1007-7731（2024）14-0018-04

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.14.004

Impact of mixed sowing of Astragalus sinicus and rapeseed on rice fields

in southern Hunan Province

KUANG Zhiming" " XIE Yuhua" " WANG Xiaohui" " XIE Feiyan" " GU Yajuan" " WEN Minghui

（Leiyang Agriculture and Rural Bureau， Leiyang 421800， China）

Abstract In order to explore the effects of mixed sowing of Astragalus sinicus and rapeseed on the yield of subsequent rice and soil nutrients in rice fields in southern Hunan Province， this experiment seted up six treatments， including winter fallow （CK）， single planting Astragalus sinicus （LF01）， single planting rapeseed （LF02）， and mixed planting of Astragalus sinicus and rapeseed （LF03-LF05）， and the biomass of green manure were compared and analyzed， yield of subsequent rice， and soil physicochemical properties of each treatment. The results showed that the biomass of green manure in the mixed sowing treatment of Astragalus sinicus and rapeseed was significantly higher than that in the single sowing treatment. Among them， the best effect was achieved when the Astragalus sinicus sowing amount was 22.5 kg/hm2 and the rapeseed sowing amount was 3.0 kg/hm2 （LF04）， which increased by 120.9% and 39.3% compared to Astragalus sinicus and rapeseed single sowing， respectively. At the same time， the yield of LF04 treatment increased by 17.5% compared to CK treatment. The content of organic matter， alkaline nitrogen， available phosphorus， and available potassium in the soil increased by 9.6%， 8.1%， 7.5%， and 9.6%， respectively. In the southern Hunan Province， compared to planting alone with Astragalus sinicus and rapeseed， the mixed planting of Astragalus sinicus and rapeseed can effectively increase the yield of subsequent rice and improve soil fertility. It is an effective planting model and suitable for promotion in the region.

Keywords Astragalus sinicus; oil-seed rape; mixed sowing; rice yield; soil fertility

水稻作為主要的糧食作物之一，栽培面積較大。任世鑫等[1]研究表明，化肥的不當(dāng)施用是引起農(nóng)業(yè)面源污染、影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的一個重要因素，同時不當(dāng)施用化學(xué)肥料也會導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降。綠肥作為重要的有機肥源，在冬季長期種植可有效降低土壤容重、提高土壤營養(yǎng)元素含量，從而改善土壤環(huán)境質(zhì)量、促進作物生長[2]。紫云英屬于豆科綠肥，其固氮能力強，能有效提高土壤氮含量[3]；油菜屬于十字花科綠肥，其根系釋放的酸性物質(zhì)可以促進土壤中難溶性磷的溶解，從而增加土壤中的有效磷含量[4]。現(xiàn)階段實際栽培中，主要種植紫云英作為稻田綠肥，暫存在種植結(jié)構(gòu)單一等問題。朱貴平等[5]、李萍等[6]研究表明，與單一種植紫云英相比，紫云英與油菜混播能彌補單播的不足，兩種綠肥相互促進，可最大限度地發(fā)揮整體效應(yīng)，翻壓后能明顯增加土壤肥力，提高水稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)等，從而提高水稻產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。魏云霞等[7]研究表明，適宜的綠肥混播可促進鮮草產(chǎn)量增加，有利于土壤中各種養(yǎng)分積累。宋莉等[8]通過盆栽模擬稻田條件發(fā)現(xiàn)，紫云英混合油菜秸稈后，可以加快綠肥分解速度，保持土壤速效氮含量穩(wěn)定，增強土壤供肥與養(yǎng)分協(xié)同作用。當(dāng)前，湘南地區(qū)紫云英、油菜混播模式尚未得到充分應(yīng)用，相關(guān)紫云英與油菜混播方面的研究報道較少，為明確該地區(qū)紫云英與油菜混播模式的促進作用，本研究選擇紫云英和油菜這兩種綠肥的不同播種比例進行稻田試驗，對不同處理的綠色生物量、后茬水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量因子和土壤養(yǎng)分之間的相互關(guān)系進行比較分析，探索提高水稻產(chǎn)量及土壤肥力的最佳種植模式，為該地區(qū)綠肥種植和水稻高效生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于2022—2023年在湖南耒陽壇下鄉(xiāng)寨尹村（112°50′55″ E，26°28′12″ N，海拔54 m）進行，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施較好、稻田集中連片。成土母質(zhì)為石灰?guī)r風(fēng)化物，土壤類型為潴育型水稻土，土壤pH值6.50，有機質(zhì)含量47.89 g/kg，堿解氮141.3 mg/kg，有效磷19.3 mg/kg，速效鉀61.2 mg/kg。當(dāng)年平均氣溫19～21 ℃，年平均降水量1 550～1 730 mm，全年日照時數(shù)1 694 h。灌溉水源為湘江支流舂陵江。種植制度均為綠肥、一季中稻。

1.2 供試材料

水稻：當(dāng)?shù)刂髟灾械倦s交品種隆兩優(yōu)1308，種子由袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司提供。

紫云英：湘紫2號，經(jīng)湖南省湘種檢驗檢測有限公司檢測，凈度98.9%、發(fā)芽率88%、含水量7.3%，符合GB 8080—2010《綠肥種子》質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

油菜：湖南作物研究所育成的綠肥專用品種肥油1號，由湖南正隆農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置6個處理，冬閑（CK）、單播紫云英（LF01）、單播油菜（LF02）和紫云英油菜混播（LF03—LF05），每處理3次重復(fù)。除CK處理，紫云英播種量均為22.5 kg/hm2，LF02、LF03、LF04和LF05處理油菜播種量分別為3.0、1.5、3.0和4.5 kg/hm2。2022年10月24日，撒播紫云英與油菜，均勻播種，播種后保持表土濕潤，確保所有種子都能順利發(fā)芽。按常規(guī)水肥管理，油菜施硼砂15 kg/hm2，全層均勻施入作底肥。

2023年5月13日，完成對各小區(qū)綠肥生物產(chǎn)量的測量后，將綠肥就地翻壓入土中。4月19日水稻集中育秧，5月18日移栽水稻至各試驗小區(qū)，采用人工移栽和收獲，株距25 cm × 20 cm，每穴插2株苗，各小區(qū)的田間管理與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田保持一致，病蟲害防治根據(jù)實際病蟲害發(fā)生情況采取相應(yīng)防治措施。

1.4 樣品采集與測定

（1）綠肥生物量測定。翻壓前各處理隨機取1 m2的植株，貼地收割測出鮮重質(zhì)量。將樣品洗凈后，放入65 ℃烘箱中，烘干至恒定重量，然后測量出干重質(zhì)量。

（2）稻谷產(chǎn)量。每試驗小區(qū)分別收割測產(chǎn)，小區(qū)使用5點取樣法，減少邊際效應(yīng)，采集具有代表性的5株水稻，貼地收割用于考種測定產(chǎn)量構(gòu)成因素。

（3）土壤理化性質(zhì)測定。試驗前以整個試驗點為單位取土樣檢測；水稻收獲后每小區(qū)分別取樣，土壤樣品采用5點取樣法取樣，取0～20 cm深的耕作層土壤，每個樣品采集約500 g土壤樣品，自然風(fēng)干后送湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)化檢測中心檢測。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2016及SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的綠肥生物量變化

不同處理的綠肥生物量見表1。結(jié)果顯示，各處理綠肥鮮重在27 100～53 271 kg/hm2，干重在3 710～8 194 kg/hm2。其中紫云英單播（LF01）的綠肥生物量最低，油菜單播（LF02）次之，LF02的綠肥干重比LF01高58.5%。紫云英與油菜混播（LF03—LF05）綠肥生物量明顯高于紫云英單播（LF01）和油菜單播（LF02）?；觳ヌ幚砭G肥生物量隨著油菜播種量的增加呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，LF04的綠肥干重達到最大值，比LF01和LF02分別增加120.9%和39.3%；當(dāng)混播油菜播種量為4.5 kg/hm2（LF05）時，綠肥干重有所下降，LF05較LF04的綠肥干重下降了2.0%。

2.2 不同處理對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

不同處理對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響見表2。結(jié)果顯示，各處理后茬水稻產(chǎn)量在7 825～9 195 kg/hm2，在其他生產(chǎn)措施都相同的情況下，冬種綠肥處理較冬閑（CK）后茬水稻的增產(chǎn)幅度為6.3%～17.5%。紫云英油菜混播處理中，LF04處理的產(chǎn)量最高，較CK、LF01和LF02分別增加了17.5%、10.5%和7.2%；LF05處理的產(chǎn)量較LF04下降了2.9%。

不同綠肥處理會影響水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素，種植綠肥處理的有效穗數(shù)與每穗粒數(shù)較冬閑均有明顯提高。其中有效穗數(shù)表現(xiàn)為LF04gt;LF05gt;LF03gt;LF02gt;LF01gt;CK，LF04較CK、LF01和LF02處理的有效穗增加了19.3%、11.0%和7.0%；紫云英與油菜混播處理（LF03—LF05）的每穗粒數(shù)與紫云英（LF01）、油菜（LF02）單播的差異存在統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）；各處理結(jié)實率、千粒重差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）。冬種綠肥可以通過增加后茬水稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素來提升產(chǎn)量。

2.3 不同綠肥處理對稻田土壤理化性狀的影響

不同綠肥處理對稻田土壤理化性狀的影響見表3。由表3可知，各處理的土壤pH值較試驗前（6.50）都有所下降，冬閑（CK）下降的最多，種植綠肥處理pH值下降較慢，相比CK處理，各種植綠肥處理的pH值提高了0.6%～1.6%，冬種綠肥表現(xiàn)出一定緩解土壤酸化的作用，但是差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）。

與冬閑相比，冬種綠肥處理的土壤有機質(zhì)含量提升2.2%～9.6%，堿解氮含量提升3.9%～8.1%，有效磷含量提升3.7%～7.5%，速效鉀含量提升3.0%～9.6%。土壤中有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均以LF04處理時達到最大值。

3 結(jié)論與討論

周興等[9]通過連續(xù)5年大田定位試驗得出，在稻田中翻壓綠肥，可適當(dāng)減少化肥用量，提高水稻的養(yǎng)分利用效率，進而提高產(chǎn)量。不同種類綠肥由于其生理、生態(tài)特性各異，可通過相互作用對土壤理化結(jié)構(gòu)及微生物群落產(chǎn)生影響[10]。紫云英與油菜各具特點，混播較各自單播可明顯提高植物生物量，有利于植株對氮素的吸收利用[6]。本研究中，冬種綠肥處理較冬閑處理的后茬水稻增產(chǎn)6.3%～17.5%，紫云英和油菜混播處理明顯高于冬閑、紫云英及油菜單播。22.5 kg/hm2播種量的紫云英與不同播種量的油菜混播處理，后茬水稻的產(chǎn)量隨著油菜播種量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，當(dāng)油菜播種量為3.0 kg/hm2時水稻產(chǎn)量最高，較冬閑增加了17.5%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，種植綠肥處理的后茬水稻有效穗數(shù)與每穗粒數(shù)較冬閑處理均有所提高，即冬種綠肥可以通過增加有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)等來提升產(chǎn)量。

綠肥含有大量植物必需的N、P和K等元素，翻壓還田具有明顯的水稻增產(chǎn)和培肥地力的作用[11]。陶云彬等[12]指出，紫云英與油菜混播還田，培肥效果較單播還田更明顯，連續(xù)11年實施紫云英與油菜還田，土壤有機質(zhì)含量明顯增長。黃建余等[13]研究認為紫云英與油菜混播能有效提高土壤中有機質(zhì)以及N、P和K等元素含量。本研究中，紫云英與油菜混播的綠肥生物量明顯高于紫云英單播和油菜單播。當(dāng)紫云英播種量22.5 kg/hm2，油菜播種量3.0 kg/hm2（LF04）時，綠肥的生物量達到最大值。同時土壤中有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量達到最大值，較CK分別提升了9.6%、8.1%、7.5%和9.6%。

相比紫云英與油菜單播還田，紫云英、油菜混播還田不僅呈現(xiàn)出更好的土壤培肥效應(yīng)，對后茬水稻的增產(chǎn)效果也更明顯。當(dāng)紫云英播種量為22.5 kg/hm2，油菜播種量為3.0 kg/hm2時，土壤的培肥效果最佳，后茬水稻增產(chǎn)效果最好，是一種有效的種植模式，適宜在該地區(qū)推廣，對促進該地區(qū)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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（責(zé)任編輯：李 媛）

基金項目 耒陽市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)土壤培肥項目（TCZY-2022LY-CG009）。

作者簡介 匡志明（1985—），男，湖南耒陽人，碩士，農(nóng)藝師，從事土壤肥料與耕地保護工作。

收稿日期 2024-04-10