黃建余，廖育林，魯艷紅，聶 軍，高雅潔，孫玉桃

（1.沅江市草尾鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南 沅江 413108；2.湖南省土壤肥料研究所，農(nóng)業(yè)部湖南耕地保育科學(xué)觀測實驗站，湖南 長沙 410125）

湖南省位于我國中南部，雙季稻是該區(qū)域主要種植模式之一，擁有大量冬閑田，可用于發(fā)展綠肥。但目前湖南省稻田綠肥存在品種單一、種植結(jié)構(gòu)單一的問題。例如，綠肥品種基本限于豆科綠肥紫云英，其他品種綠肥種植較少；種植結(jié)構(gòu)主要以單播紫云英為主，20 世紀(jì)60～70 年代的“三花混播”和不同品種綠肥間套種已非常少見[1]。

不同種類綠肥作物單獨種植利用具有各自特點。例如：紫云英綠肥的氮素營養(yǎng)含量較高，但磷、鉀含量較低，碳氮比低，翻壓利用存在養(yǎng)分供應(yīng)不均衡的問題，且單播紫云英冬前生長緩慢而影響鮮草產(chǎn)量，或因秋冬季強冷空氣侵襲造成幼苗大量死亡而減產(chǎn)[2]；十字花科油菜作為綠肥種植，具有株型高大、直立生長、根系吸磷能力強、鮮草含磷較高的特點[3-4]。若將油菜與紫云英混播，可發(fā)揮2 種不同類型綠肥作物在生長上相互促進以及在肥效上相互補充的作用[5]。然而，目前稻田多以紫云英單獨種植利用為主，關(guān)于不同種類綠肥混播對土壤培肥以及對后茬作物肥效的研究還較為缺乏。為此，筆者通過田間試驗研究了紫云英和不同量油菜混播對綠肥鮮草產(chǎn)量、養(yǎng)分積累、碳氮比調(diào)節(jié)以及后茬作物早稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響，探討紫云英和油菜混播的適宜比例，以期充分發(fā)揮2 種綠肥作物各自的特點，使其肥效相互協(xié)同，為我國南方現(xiàn)代稻作制中綠肥高效種植利用和水稻高效生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2019 年10 月至2020 年7 月在湖南省沅江市草尾鎮(zhèn)進行，種植模式為雙季稻，土壤類型為河流沉積物發(fā)育的紫潮泥。試驗前0～20 cm 耕層土壤的基本理化性狀為：pH 值7.6，土壤有機質(zhì)45.9 g/kg，全氮2.74 g/kg，堿解氮258.0 mg/kg，全磷1.08 g/kg，有效磷17.7 mg/kg，全鉀25.2 g/kg，速效鉀101.0 mg/kg。綠肥紫云英品種為湘紫1 號，綠肥油菜品種為肥油1 號，早稻品種為湘早秈45。氮、磷、鉀化肥品種分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)6 個處理：冬閑（CK）、紫云英單播（VR0）、紫云英與油菜混播（VR1、VR2、VR3 和VR4）。CK處理冬季休閑，VR0處理紫云英播種量為1.5 kg/667m2，VR1、VR2、VR3 和VR4 處理紫云英播種量均為1.5 kg/667m2，油菜播種量分別為0.10、0.15、0.20和0.25 kg/667m2。

CK 處理冬閑不施肥，早稻化肥按N、P2O5、K2O 分別為10.0、5.0、6.0 kg/667m2施用；其他處理綠肥種植季化肥按N、P2O5、K2O 分別為3.0、2.0、2.0 kg/667m2施用，早稻季化肥按N、P2O5、K2O 分別為7.0、3.0、4.0 kg/667m2施用。VR0 處理在綠肥季磷、鉀肥全部作基肥施用，氮肥全部在春季作提苗肥施用；紫云英與油菜混播處理氮、磷、鉀肥50%作基肥施用，50%作越冬肥施用。所有處理早稻季磷肥全部作基肥于早稻移栽前1 d 施用，氮、鉀肥分2 次施用，70%作基肥于早稻移栽前1 d 施用，30%作分蘗肥于早稻移栽后15 d 內(nèi)追施。

2019 年晚稻收獲翻耕后直播紫云英和油菜，2020 年早稻移栽前15 d 將紫云英和油菜綠肥全部翻壓入田。試驗設(shè)3 次重復(fù)，小區(qū)面積30 m2，隨機區(qū)組排列。綠肥季各小區(qū)之間用溝隔開，早稻季用泥埂隔開，并沿泥埂覆塑料膜以免水肥竄灌。田間其他管理與當(dāng)?shù)卮筇镆恢隆?/p>

1.3 測定項目與方法

試驗前采集0～20 cm 耕層基礎(chǔ)土壤樣品，用于基本理化性狀測定。

紫云英和油菜綠肥翻壓前，每個小區(qū)分別測定紫云英和油菜鮮草產(chǎn)量，并采集植株樣用于N、P、K、C 含量測定。

早稻成熟期每個小區(qū)分別測產(chǎn)，并采集植株樣用于考種測定。早稻收獲后采集0～20 cm 耕層土壤樣品，用于測定pH 值、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。

土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀含量和土壤pH 值及植株全氮、全磷、全鉀和碳含量按常規(guī)方法測定[6]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有試驗數(shù)據(jù)均采用Excel 和SPSS 軟件進行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫云英與油菜混播對綠肥產(chǎn)量及養(yǎng)分含量的影響

由表1 可知，紫云英與不同用量油菜混播對綠肥鮮草產(chǎn)量有顯著影響。紫云英鮮草產(chǎn)量隨混播油菜播種量增加而下降，不同處理間差異均達到顯著水平；油菜鮮草產(chǎn)量則隨混播油菜播種量增加而提高，當(dāng)油菜播種量由0.1 kg/667m2增加到0.15 kg/667m2時，油菜鮮草產(chǎn)量提高38.8%，油菜播種量超過0.15 kg/667m2時油菜鮮草產(chǎn)量提高幅度減?。╒R3 較VR2提高13.4%，VR4 較VR3 提高0.2%）。從紫云英和油菜2 種綠肥鮮草總產(chǎn)量來看，以VR3 的鮮草總產(chǎn)量最高，其次是VR4 和VR2，VR3 較VR0 和VR1 分別提高127.4%和22.0%，較VR4 和VR2 分別提高3.7%和4.6%。

從表1 還可看出，紫云英與不同用量油菜混播對紫云英和油菜綠肥養(yǎng)分含量也有一定的影響。紫云英N、P 和K 養(yǎng)分含量隨混播油菜播種量增加均呈下降趨勢，油菜P 和K 養(yǎng)分含量也呈類似變化趨勢；除VR4 處理紫云英C/N 值約為11.0 外，其他處理紫云英C/N 值均約為10.7；油菜C/N 值在20.7～21.4 之間變化，隨混播油菜播種量的增加無明顯變化規(guī)律。

表1 各處理綠肥的鮮草產(chǎn)量及養(yǎng)分含量

2.2 紫云英與油菜混播對綠肥養(yǎng)分積累的影響及對碳氮比調(diào)節(jié)作用

由表2 可知，紫云英與不同用量油菜混播對綠肥N、P 和K 養(yǎng)分積累量有明顯影響。單播紫云英（VR0）處理綠肥N、P 和K 養(yǎng)分積累量均顯著低于紫云英與油菜混播處理；所有混播處理中綠肥N、P 和K 養(yǎng)分積累量均以VR3 處理最高，其次為VR2 和VR4 處理。進一步分析發(fā)現(xiàn)在紫云英用種量相同條件下，綠肥N、P 和K 養(yǎng)分積累量與混播油菜用種量均呈極顯著二元一次方程曲線關(guān)系（圖1），說明綠肥N、P 和K 養(yǎng)分積累量先隨混播油菜用種量增加而增加，增加到一定量后則隨混播油菜用種量增加而降低。

圖1 綠肥養(yǎng)分積累量與混播油菜用種量的關(guān)系

表2 各處理綠肥的總養(yǎng)分積累量 （kg/667m2）

從表2 還可看出，紫云英與不同用量油菜混播對綠肥碳氮比調(diào)控也有顯著作用。各處理綠肥C/N 值在10.8～17.8 范圍內(nèi)變化，綠肥C/N 值隨混播油菜用種量增加而升高，不同處理間差異均達到顯著水平（該數(shù)據(jù)未列出）。

2.3 紫云英與油菜混播對早稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表3 可知，不同處理對早稻產(chǎn)量有顯著影響。在化肥總用量相同的情況下，冬季種植綠肥較不種植綠肥早稻顯著增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為8.0%～16.3%；紫云英與油菜混播處理較紫云英單播處理早稻顯著增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為3.2%～7.7%；紫云英與不同用量油菜混播處理中，以VR3 處理最高，其次為VR2。

表3 各處理早稻的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

從表3 還可看出，不同處理對早稻產(chǎn)量構(gòu)成因素也有較明顯的影響。在化肥總用量相同的情況下，冬季種植綠肥處理的早稻單位面積有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重較不種植綠肥均有所提高，其中CK 處理與所有冬種綠肥處理千粒重的差異均達到顯著水平，CK 處理與VR1、VR2、VR3 和VR4 處理單位面積有效穗數(shù)的差異也達到顯著水平。紫云英單播處理（VR0）單位面積有效穗數(shù)顯著低于紫云英與油菜混播的VR2、VR3 和VR4 處理，但與VR1 處理間差異不顯著；紫云英單播處理（VR0）與綠肥混播處理（VR1、VR2、VR3 和VR4）的每穗實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重差異不顯著。

進一步分析表明，早稻單位面積有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重與早稻產(chǎn)量之間的相關(guān)性均達到極顯著水平（圖2）。

圖2 早稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素相關(guān)性分析

2.4 紫云英與油菜混播對土壤肥力的影響

由表4 可知，不同處理對早稻成熟期土壤pH 值及全氮含量無明顯影響，對土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀有一定影響。除VR4 處理土壤有效磷低于CK 外，其他處理的土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均在一定程度上有所增加，與CK 相比提高幅度分別為1.1%～2.0%、2.0%～5.1%、0.5%～3.3%和6.4%～13.3%。紫云英與油菜混播處理較紫云英單播處理的土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量也有所提高。紫云英與油菜混播處理中，以VR2 和VR3 處理提高土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀效果較好。

表4 各處理土壤的養(yǎng)分含量變化

3 結(jié)論與討論

雙季稻是我國南方稻區(qū)主要種植模式之一，冬季種植綠肥可以充分利用作物茬口，在不影響主作物生產(chǎn)的同時發(fā)揮綠肥培肥地力和促進糧食作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作用。不同種類綠肥混種，由于各自不同的生理生態(tài)特征，例如根部呼吸作用、分泌作用不同，地面莖葉和地下根系發(fā)育形態(tài)不同等，從而相互作用對后茬作物產(chǎn)生直接影響，也可以通過改變土壤環(huán)境和生長空間對后茬作物產(chǎn)生間接影響[7]。紫云英和油菜作綠肥單獨種植各具特點，紫云英可固定空氣中的氮素供給土壤，油菜則可以活化土壤中礦物態(tài)磷素提高土壤供磷能力[8]。不同種類綠肥混播在提高綠肥產(chǎn)量和后茬作物水稻產(chǎn)量的同時可以平衡綠肥養(yǎng)分、優(yōu)化綠肥碳氮比值[5,9]。李萍等[7]研究表明，紫云英與油菜混播處理有利于提高后茬作物早稻的有效穗、每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重，從而提高水稻產(chǎn)量。宋莉等[10]研究發(fā)現(xiàn)，紫云英與油菜混種還田可促進微生物繁殖，加速油菜秸稈分解，增強土壤供肥能力。筆者的研究中，在化肥總用量一致條件下，將30%化肥移至綠肥季，單播紫云英及紫云英與油菜混播均較冬閑處理顯著增加早稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度達到8.0%～16.3%；紫云英與油菜混播也較紫云英單播提高后茬作物早稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度3.2%～7.7%；但相同播量紫云英與不同用量油菜混播對早稻的增產(chǎn)效應(yīng)并非油菜播量越多越好，播種1.5 kg/667m2紫云英與不同用量油菜混播的早稻產(chǎn)量先隨油菜播種量增加而提高，當(dāng)油菜播種量超過0.20 kg/667m2時則隨油菜播種量增加反而有所下降。該研究結(jié)果也表明，紫云英與油菜混播較單播紫云英顯著增加綠肥鮮草產(chǎn)量及養(yǎng)分積累量，且均以1.5 kg/667m2紫云英混播0.20 kg/667m2油菜時最高。紫云英與油菜混播對于調(diào)節(jié)綠肥C/N 值也有明顯效果，該研究中不同處理紫云英C/N 值范圍為10.7～11.0，油菜C/N 值范圍為20.7～21.4，二者混合后綠肥C/N 值在10.8～17.8范圍內(nèi)變化，且隨油菜播種量增加而升高。相比冬閑及紫云英單播，紫云英與油菜混播對于土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的提高也有一定的效果，呈現(xiàn)出較好的培肥效應(yīng)。

綜上所述，紫云英混播油菜對于提高綠肥鮮草產(chǎn)量、綠肥養(yǎng)分積累量、調(diào)節(jié)綠肥C/N 值及促進后茬早稻增產(chǎn)和稻田土壤培肥有較好效果，綠肥紫云英與適宜比例油菜混播是優(yōu)化綠肥養(yǎng)分、提高水稻產(chǎn)量和實現(xiàn)稻田土壤培肥的有效手段。