蔣美艷 李延莉 江建霞 楊立勇 周熙榮 張俊英 朱吉風 王偉榮(上海市農業(yè)科學院作物育種栽培研究所,上海市奉賢區(qū) 201403)
上海市清潔空氣行動計劃中明確提出,繼續(xù)推進種植業(yè)結構調整優(yōu)化,增加綠肥種植和冬季深耕曬垡面積,做到用地、養(yǎng)地相結合,從源頭上減少化肥、農藥的投入[1]。冬季種植綠肥是保護耕地質量的一項主要措施,不僅有利于提高土壤肥力、優(yōu)化茬口布局、減少農業(yè)面源污染,還有利于從源頭上控制秸稈焚燒、改善生態(tài)環(huán)境、促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
上海市綠肥種植以冬季種植為主,傳統(tǒng)的綠肥種植模式主要是種植單一的綠肥品種,其中種植面積較大的是紫云英。紫云英是一年生豆科作物,其根系共生的固氮菌可固定空氣中的氮,盛花期的紫云英平均每667 m2可固氮 5~8 kg,但由于紫云英種子資源短缺、價格較高,再加上紫云英C/N較低,不利于土壤中氮素和有機質的積累[2],制約了其推廣應用。油菜是傳統(tǒng)的十字花科綠肥,具有適應范圍廣、種子易得、成本低、肥效高、利于有機質積累等優(yōu)點,且可活化土壤中的磷、鉀元素,其根系分泌物還可刺激固氮菌固氮[3-5]。因此,將紫云英、油菜兩種不同種類的綠肥進行混播,不僅可提高肥效并進一步優(yōu)化土壤結構,還可降低綠肥購種成本。但紫云英、油菜的適宜混播比例和播種期是獲得良好混播效果的前提條件。為此,筆者于2017—2018年進行了紫云英與油菜混播的田間試驗,以期探明稻田紫云英與油菜混播的可行性,并篩選出兩者混播的適宜配比和最佳播種期,從而有針對性地解決上海市綠肥發(fā)展中存在的問題。現(xiàn)將相關試驗結果報道如下。
試驗在上海市農業(yè)科學院莊行綜合試驗基地內進行,試驗田前茬作物為單季晚稻,耕層土壤有機質含量為3.12%,堿解氮含量為109.10 mg/kg,速效磷含量為16.70 mg/kg,速效鉀含量為72.00 mg/kg,pH 7.60。
供試紫云英品種為“弋江籽”,供試油菜品種為“滬油17”。
播種期試驗設6個處理,即從2017年10月23日開始第1次播種,隨后每隔7 d播種1次,分別為10月23日(播種期1)、10月30日(播種期2)、11月6日(播種期3)、11月13日(播種期4)、11月20日(播種期5)和11月27日(播種期6)。每處理重復3次,隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積為20 m2。綠肥采用直播方式種植,播種量為油菜3 kg/hm2、紫云英15 kg/hm2。播種前開溝、整地,施用30%(15-7-8)復合肥450 kg/hm2作基肥。綠肥于2018年4月11日收獲。
混播配比試驗設6個處理,分別為100%油菜、80%油菜+20%紫云英、60%油菜+40%紫云英、40%油菜+60%紫云英、20%油菜+80%紫云英、100%紫云英。每處理重復3次,隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積為20 m2。綠肥采用直播方式種植,播種期為10月23日,100%油菜播種量為6 kg/hm2,100%紫云英播種量為30 kg/hm2,其他油菜與紫云英混播處理按照試驗設計的比例將相應重量的油菜、紫云英種子混勻。播種前開溝、整地,施用30%(15-7-8)復合肥450 kg/hm2作基肥。綠肥于2018年4月11日收獲。
于盛花期測定油菜和紫云英的鮮草產量及含水率。收獲前1 d每小區(qū)取樣0.25 m2,收獲地上部的所有植株,稱取鮮草重量,樣品經殺青及恒溫干燥后,稱取干物質重量,計算各樣品的含水率。收獲各小區(qū)地上部的所有植株,根據(jù)含水率換算成干物質產量。干燥的樣品磨碎后測定其氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量,計算養(yǎng)分累積量,氮、磷含量采用流動注射分析儀測定,鉀含量采用火焰光度法測定[6]。
由表1可知,不同播種期對油菜和紫云英鮮重和干重的影響明顯,且隨著播種期推遲,油菜、紫云英的鮮重和干重呈遞減趨勢。在播種期1(10月23日),油菜、紫云英的鮮重和干重均達最大,鮮重達22 879.48 kg/hm2、干重達 4 065.68 kg/hm2;到播種期6(11月27日),油菜、紫云英的鮮重和干重較播種期1分別減產了94.59%、94.48%。以上結果說明,播種期越早,綠肥作物生物產量越高。
表1 不同播種期對油菜、紫云英生物量的影響
由表2可知,100%油菜的鮮重產量顯著高于100%紫云英;且隨著油菜播種量的減少及紫云英播種量的增加,油菜和紫云英的鮮重產量逐漸降低。在各油菜和紫云英混播配比中,以80%油菜+20%紫云英的鮮重產量最高,達23 662.85 kg/hm2,比20%油菜+80%紫云英的鮮重增加108.63%。以上結果說明,油菜、紫云英混播時,以80%油菜+20%紫云英混播的鮮重產量最高。
表2 不同混播配比對油菜、紫云英產量的影響
由表3可知,油菜、紫云英不同混播配比對油菜、紫云英地上部各養(yǎng)分含量的影響不同。其中,100%油菜的氮和磷含量均低于100%紫云英,100%油菜的鉀含量則高于100%紫云英。隨著油菜播種量的減少及紫云英播種量的增加,氮含量呈先升后降再提高的趨勢,以100%紫云英的氮含量最高,達2.48%;40%油菜+60%紫云英的磷含量最高,達0.38%;80%油菜+20%紫云英和60%油菜+40%紫云英的鉀含量均較高,分別為1.59%和1.49%;60%油菜+40%紫云英混播的地上部養(yǎng)分總含量最高,為4.08%。
表3 不同混播配比對油菜、紫云英養(yǎng)分含量的影響
由表4可知,隨著油菜播種量的減少及紫云英播種量的增加,油菜和紫云英地上部氮、磷、鉀的積累量大致呈先增后降的趨勢。其中,氮積累量以80%油菜+20%紫云英和100%油菜較高,分別為87.88 kg/hm2和85.48 kg/hm2,以20%油菜+80%紫云英和100%紫云英較低,分別為44.29 kg/hm2和39.34 kg/hm2;磷積累量以80%油菜+20%紫云英和40%油菜+60%紫云英較高,分別為14.93 kg/hm2和13.04 kg/hm2,以20%油菜+80%紫云英和100%紫云英較低,分別為6.08 kg/hm2和5.55 kg/hm2;鉀積累量以80%油菜+20%紫云英和100%油菜較高,分別為67.83 kg/hm2和62.78 kg/hm2,以20%油菜+80%紫云英和100%紫云英較低,分別為26.99 kg/hm2和19.67 kg/hm2。油菜、紫云英的適宜混播配比以80%油菜+20%紫云英為宜,此混播配比的綠肥養(yǎng)分積累量最高。
表4 不同混播配比對油菜、紫云英養(yǎng)分積累的影響
為適應單季晚稻收獲后種植綠肥茬口的要求,本播種試驗中,最早的播種期設定為10月23日,據(jù)田間觀察及試驗結果表明,10月23日播種的油菜綠肥生長較好、鮮重產量高,紫云英生長一般、鮮重產量中等;10月30日播種的油菜綠肥生長正常、鮮重產量較高,紫云英生長較差、鮮重產量明顯降低。因此,在上海地區(qū)單季晚稻收獲后,種植油菜和紫云英混播綠肥,適宜的播種期應在10月底前,之后不適宜種植綠肥。在本試驗條件下,80%油菜+20%紫云英混播的鮮重產量與100%油菜相當,但綠肥中氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累量最高,是最適宜的混播配比。
目前,上海市國慶稻種植面積逐年擴大,綠肥的播種期明顯提早,100%油菜、100%紫云英以及各混播配比的綠肥均能適宜生長,但考慮到紫云英種子成本較高,從鮮重產量、養(yǎng)分積累量及滿足后茬生產要求來看,60%油菜+40%紫云英和40%油菜+60%紫云英的混播配比也是較適宜的選擇。