周春火，潘曉華 ，吳建富，石慶華

(1.江西農業(yè)大學 國土資源與環(huán)境學院，江西 南昌 330045;2.江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室，江西南昌330045)

稻田多熟種植是我國雙季稻區(qū)的一個顯著特點，它可以充分利用土壤和光、熱資源，提高耕地生產力。江西是我國重要的雙季稻區(qū)，稻田種植的冬作物類型很多，但以種植紫云英和油菜為主，即以肥－稻－稻和油－稻－稻復種輪作為主［1］。江西的稻田綠肥最高時年種植面積達150萬hm2;“雙季稻－油菜”的種植面積，曾一度高達66萬hm2左右。但隨著化肥的大量使用和農村勞動力的轉移，雙季稻田種植綠肥和油菜的面積快速下滑，取而代之的是大量的稻田冬季閑置。近年來，由于政府的重視，稻田綠肥和油菜面積止跌復蘇，恢復到60萬hm2和20萬hm2左右。眾多研究表明，不同復種方式對稻田肥力及水稻生長發(fā)育和產量具有明顯的影響［2－4］。

合理施用氮肥是水稻高產中十分重要的措施，也是水稻高產栽培中研究最多的內容之一。盡管任何一種輪作方式都要有相應的施肥制度［5］，但是已有研究基本上都是以某一種復種方式下的雙季早稻作為研究對象，對不同復種方式下的雙季早稻氮素吸收規(guī)律的差異性缺乏研究。為了闡明不同復種方式下早稻的氮素吸收利用差異，本試驗從2009年冬季開始進行了肥－稻－稻、油－稻－稻和閑－稻－稻三種復種方式的田間定位試驗，研究了稻田不同復種方式對早稻產量和氮素吸收利用的影響，以期為不同復種方式下的雙季水稻合理施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計與材料種植

于2009年冬季開始在江西省南昌市恒湖農場(東經28°50'，北緯29°03')進行田間定位試驗。供試土壤為沖積型水稻土，試前土壤的基本理化性狀為:有機質13.62 g/kg，全氮1.38 g/kg，全磷1.036 g/kg，全鉀 16.49 g/kg，堿解氮 95.50 mg/kg，速效磷 32.45 mg/kg，速效鉀 108.37 mg/kg，pH 5.12。

試驗采用裂區(qū)設計，主區(qū)為不同復種方式，設紫云英－早稻－晚稻(ZDD)、油菜－早稻－晚稻(YDD)和冬閑－早稻－晚稻(XDD)，副區(qū)為施用化學氮肥和不施化學氮肥。主區(qū)面積800 m2，裂區(qū)面積為400 m2，無重復。處理間筑埂，開溝隔開，田埂高度30 cm，薄膜包裹，單獨進排水，以防串水串肥。水稻采用機械收割，稻草機械粉碎后全量還田。供試早稻品種為超級稻淦鑫203，紫云英品種為“余江大葉”，油菜品種為“湘油5號”。采用濕潤育秧，2010年于3月27日播種，4月27日移栽;2011年于3月28日播種，其中ZDD和XDD處理于4月28日移栽，YDD處理于5月3日移栽，移栽密度為13.3 cm×23.3 cm，每蔸3粒谷。

試驗采用等養(yǎng)分施用，即施純氮180 kg/hm2，P2O572 kg/hm2，K2O 180 kg/hm2，所用肥料分別為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀。紫云英翻耕前、油菜收獲時測定生物量(2010年和2011年紫云英的生物量分別為 1.125 ×104kg/hm2和 4.35 ×104kg/hm2，油菜的生物量分別為 4.76 ×104kg/hm2和 5.38 ×104kg/hm2)，并進行含氮量測定。XDD的化學氮肥施用量為180 kg/hm2。

施用的氮肥按m(基肥)∶m(分蘗肥)∶m(穗肥)=5∶2∶3施用，磷、鉀肥做基肥一次性施用?；试谝圃郧? d施用，分蘗肥在栽后7 d施用，穗肥在到2葉露尖時施用。不同處理的其他管理措施一致。

1.2 測定項目與方法

土壤基礎養(yǎng)分分析采用常規(guī)法，其中全氮用半微量開氏法，全磷用NaOH熔融－鉬銻抗比色法，全鉀用NaOH熔融－火焰光度計法，速效氮用堿解擴散法，有效磷用Olsen法，有效鉀用NH4OAc浸提－火焰光度計法測定［6－7］。

在分蘗盛期(移栽后15 d)、幼穗分化期(一次枝梗原基分化期)、齊穂期和成熟期按莖蘗平均數法，每處理取代表性植株9蔸，按莖、葉、穂(抽穗后)分開，105℃下殺青15 min后，于75℃烘干至恒質量。測定干物質的樣品粉碎后，用半微量蒸餾法測定植株的含氮量。水稻成熟時，每處理調查90蔸有效穗，按平均數法取5蔸進行考種;每處理割3個100蔸進行實際產量測定。

1.3 計算方法

1.4 各處理化學氮肥施用量

不同處理早稻化肥施用量見表1，晚稻各處理施肥量相同，N、P2O5、K2O均為180，72，180 kg/hm2。無氮區(qū)不施化學氮肥，其他與施肥區(qū)相同。

表1 不同處理早稻化學肥料施用量Tab.1 Chemical fertilizer application amount on different treatments on early rice

1.5 數據統(tǒng)計

用Excel和SPSS軟件對數據進行統(tǒng)計和方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同復種方式下早稻產量及其產量構成

表2表明，在施氮條件下，2010年ZDD處理的早稻產量顯著高于XDD，而與YDD處理差異較小;在不施氮條件下，YDD處理的早稻產量最高，XDD最低，差異顯著。2011年，施氮條件下ZDD和XDD處理的早稻產量顯著高于YDD;不施氮條件下，不同處理的早稻產量為ZDD＞YDD＞XDD，處理間差異顯著。從產量結構來看，施氮條件下有效穗兩年均為ZDD＞YDD＞XDD，處理間差異顯著;不施氮條件下，2010年處理間差異不顯著，但2011年ZDD處理顯著高于YDD和XDD處理。每穗粒數、結實率和千粒質量，在相同施氮時，處理間差異不顯著。

表2 不同處理早稻產量及其構成因素的差異Tab.2 Differences of Early rice yield and its components under different treatments

2.2 不同復種方式下早稻各生育階段的氮素積累量

由表3可知，移栽－幼穗分化期，2010年的早稻氮素吸收量ZDD最高，XDD最低，處理間差異顯著;幼穗分化期－齊穗期差異不大;齊穗期－成熟期，ZDD＞XDD＞YDD，XDD與YDD相差不大，但與ZDD處理有顯著差異。2011穗分化前和穗分化－齊穗期氮素吸收量ZDD顯著高于YDD、XDD，齊穗后為ZDD＞XDD＞YDD，差異顯著。從各階段的氮素吸收比例來看，移栽－幼穗分化期的吸氮比例，2010年低于2011年，而幼穗分化期－齊穗期的吸氮比例則為2010年高于2011年;灌漿成熟期的吸氮比例年度間相差較小。這可能與2010年生育前期低溫陰雨有關。

表3 不同生育階段的氮素積累量Tab.3 N accumulation in rice plant during different growth period

2.3 不同復種方式下氮素利用效率的差異

表3表明，兩年早稻氮素積累總量ZDD處理均顯著高于YDD、XDD處理，2010年施氮區(qū)ZDD處理氮素積累量比YDD、XDD分別增加13.5%、21.7%，無氮區(qū)分別增加44.9%、57.9%;2011年施氮區(qū)分別增加14.6%、12.2%，無氮區(qū)分別增加81.6%、94.7%。處理間氮素的利用效率在年度間表現一致。氮素干物質生產效率、氮素稻谷生產效率XDD＞YDD＞ZDD，處理間差異顯著;氮素吸收利用率ZDD最高，YDD最低，處理間差異顯著;氮收獲指數ZDD＞YDD＞XDD，其中ZDD與XDD間差異顯著;氮素偏生產力處理間差異不大。

相關分析表明(表4)，氮素積累總量與水稻產量和有效穗呈極顯著正相關，與結實率、千粒質量相關不顯著，與每穗粒數呈負相關;氮素干物質生產效率、氮素稻谷生產效率與有效穗和實際產量呈極顯著負相關，與結實率呈負相關，而與每穗粒數和千粒質量相關不顯著。

3 討論

眾多研究表明，不同復種方式對水稻產量有明顯影響。在不減施化學氮肥的條件下，冬種綠肥作物紫云英和油菜處理的年平均水稻產量，較冬閑對照分別提高27.2%與20.5%［8］。李雙來等［9］認為，紫云英稻田翻壓能夠減少化肥用量，水稻產量雖然沒有顯著性差異，但水稻株高和有效穗數略有提高，顯著增加每穗粒數、結實率和千粒質量。紫云英與化學氮素配合施用，有效穗數和每穗實粒數比單施化肥明顯提高［10－11］。在本研究表明，ZDD處理與XDD、YDD處理相比，雖然減少了化學氮肥的施用，但有效穗數和產量兩年均顯著增加。這與前人研究結果相近［12－13］。

表4 不同處理氮肥利用效率差異Tab.4 Differences of N use efficiency under different treatments

表5 氮肥利用效率與產量及其構成因素的相關關系Tab.5 Correlations between N use efficiency and yield and its components

紫云英屬豆科作物，能夠利用根瘤菌共生固氮［9，14］，還田后易于作物吸收利用，其腐解產生的有機酸等物質會促使土壤中難溶性養(yǎng)分轉變?yōu)榛罨瘧B(tài)［15］，從而提高后作水稻對養(yǎng)分的吸收;油菜屬十字花科植物，種植油菜能使土壤中磷、鉀等養(yǎng)分有效化［2］，也一定程度上促進水稻氮素的吸收。相關研究表明［11］紫云英和尿素配施協(xié)調了水稻分蘗期尿素供氮過猛與紫云英供氮過穩(wěn)的矛盾。本試驗中ZDD處理氮素吸收隨著生育期推進逐漸加快，其氮素吸收高峰在分蘗期至齊穗期，兩年氮素吸收總量比YDD、XDD分別提高13.5%、21.7%和14.6%、12.2%，為水稻高產形成提供參考。

氮肥吸收利用效率較低是水稻生產中存在的突出問題。本研究表明，ZDD處理的氮素利用效率顯著高于YDD和XDD兩處理。這表明，冬種紫云英不僅可以減少早稻生產的氮肥施用量(2010年和2011年分別減少57.1 kg/hm2，93.3 kg/hm2)，還可以提高化學氮肥的利用效率。這可能與種植紫云英后減少了早稻前期氮素施用量有關。

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