烟稻与稻稻复种对晚稻产量、养分累积及土壤养分的影响

李艳芳，陈平平，黎 娟，黄松青，易镇邪，屠乃美

（1.湖南农业大学农学院，南方粮油作物协同创新中心，湖南 长沙 410128；2.攸县农业局，湖南 攸县 412300；3.长沙市烟草公司，湖南 长沙 410007）

烟稻与稻稻复种对晚稻产量、养分累积及土壤养分的影响

李艳芳1,2，陈平平1，黎 娟1，黄松青3，易镇邪1，屠乃美1

（1.湖南农业大学农学院，南方粮油作物协同创新中心，湖南 长沙 410128；2.攸县农业局，湖南 攸县 412300；3.长沙市烟草公司，湖南 长沙 410007）

以长沙市宁乡县喻家坳乡长期烟稻复种田和稻稻连作田为研究对象，分析了烟稻与稻稻复种晚稻产量、养分累积及土壤养分含量的差异，结果表明：（1）长期稻稻连作会稍微提高土壤中全钾含量，但是会降低土壤中的全氮和全磷含量，而长期烟稻复种可提高土壤全氮和全磷含量；（2）烟稻复种可提高土壤中的速效养分，尤其是有效磷的含量，而稻稻连作土壤中碱解氮含量略有增加，有效磷和速效钾含量降低；（3）烟稻复种有利于烟后晚稻干物质积累、产量、氮磷钾含量与累积量的提高，其中磷含量提高最明显。该研究表明宁乡烟区烟稻复种条件下长期重施肥料对后季晚稻有明显后效。

烟稻复种；晚稻；产量；土壤养分

烟稻复种是指同一年同一块稻田上，先种烟草，烟叶采收完毕后再种水稻的种植模式，其兼顾粮食作物与经济作物，具有水旱轮作优势，能较好地实现社会效益与经济效益、国家利益与农民利益的统一[1]。烟稻复种已成为我国南方烟区一种重要的种植制度，在福建、湖南、广东等南方烟区得到了大面积推广，已成为解决烟粮争地矛盾、实现烟叶可持续发展和保证烟粮双丰收的重要模式[2]。湖南省每年有8万～10万hm2烟草种植面积，其中多数烟田都种植一季晚稻。

烟草是经济效益较高的作物，农民多习惯重施肥料。烟后晚稻与双季晚稻在施肥等方面差异较大[3]。谷云松等[4]在烟稻轮作模式下，研究了不同氮肥施用量对晚稻产量构成因素的影响，结果表明前作植烟可使得烟稻轮作晚稻土壤有效养分含量高，晚稻产量与氮肥用量的相关性不强，氮肥施用过多，晚稻产量和氮肥效益反而下降。总的来看，与双季晚稻相比，目前针对烟稻复种体系开展的系统研究还较少，栽培技术体系也还不规范和完善，尤其在烟后晚稻与普通双季晚稻的施肥技术差异上尚不明确，导致烟后晚稻的产量和养分利用没有达到理想的效果。因此，针对湖南宁乡烟区，开展烟后晚稻与双季晚稻的产量和养分累积量的比较研究，对于完善烟后晚稻栽培技术、提高烟后晚稻产量与提高整个复种体系的养分利用效率有着十分重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验地点与样品采集

试验于2012年在湖南省宁乡县喻家坳乡三民-玉山烟叶种植示范区烟田与临近双季稻田进行。选择长期烟稻轮作和稻稻连作的田块各1块，于烟草、早稻、晚稻的关键生育时期采用S型选点，取0～20 cm土层混合土壤样品，同时取晚稻植株样品，带回实验室，分析土壤养分含量及植株的养分含量。

1.2 试验方法

烟草季施肥量为：氮肥（N）240 kg/hm2，磷肥（P2O5）240 kg/hm2，钾肥（K2O）720 kg/hm2；烟后晚稻施氮、磷、钾肥分别为60、30、30 kg/hm2。其他管理同农民习惯。早稻季施肥量为：氮肥120 kg/ hm2，磷肥60 kg/hm2，钾肥90 kg/hm2。双季晚稻施肥量按农民习惯，施氮、磷、钾肥分别为150、80、120 kg/hm2。其他管理同农民习惯。

1.3 测定项目与方法

1.3.1晚稻产量及其构成因素成熟期每块大田调查连续300穴水稻的有效穗数（3次重复），以平均数作为单穴有效穗数，然后按平均有效穗数取样15穴（3次重复），带回室内考察每穗粒数、结实率和千粒重（含水率14%）。去除边行后，收割100穴以考察实际产量（含水率14%）。

1.3.2晚稻植株养分含量于水稻孕穗期、齐穗期、灌浆中期、成熟期在每块大田中选取长势均匀的水稻9蔸（3次重复），剪除根系，分茎、叶、穗装袋，于105 ℃条件下杀青30 min，然后在80 ℃条件下烘至恒重，称重后粉碎并过60目筛，用于测定养分含量。植株氮、磷、钾含量测定时用浓H2SO4-H2O2消煮，流动注射分析仪测定全氮含量，钼锑抗显色法测定全磷含量，火焰分光光度计测定全钾含量。再以各部位的干物质重分别乘以各部位的氮、磷、钾含量，计算出各部位的氮、磷、钾积累量。

1.3.3耕层土壤养分含量在烟草、早稻、晚稻的关键生育时期，采用S型选点，取0～20 cm土层混合土壤样品，带回实验室，自然风干后，将土壤样品磨细过筛，按鲍士旦[5]的方法测定土壤样品中的全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量。

1.4 数据处理

试验数据用Excel 2003进行处理。

2 结果与分析

2.1 烟后晚稻与双季晚稻产量比较

烟后晚稻与双季晚稻产量及其构成因素差异见表1。烟后晚稻较双季晚稻增产9.24%，差异显著。有效穗数以双季晚稻略高，千粒重以烟后晚稻略高，而烟后晚稻每穗实粒数较双季晚稻多11.90%，差异显著。同时，烟后晚稻株高和穗长均略大于双季晚稻。宁乡烟后晚稻生长有优势，产量较高。

表1 烟后晚稻和双季晚稻产量构成因素比较

2.2 烟后晚稻与双季晚稻养分含量与累积量比较

烟后晚稻与双季晚稻养分含量见表2。整体来看，烟后晚稻氮、磷、钾含量均高于双季晚稻，且多达显著差异。其中，烟后晚稻氮含量在孕穗期、齐穗期、灌浆中期和收获期分别比双季晚稻高12.90%、12.31%、15.79%、9.71%；烟后晚稻磷含量在4个时期分别比双季晚稻高17.95%、25.00%、23.96%、22.81%；烟后晚稻钾含量在4个时期分别比双季晚稻高4.04%、12.03%、13.61%、7.76%。可见在当地传统施肥模式下，烟后晚稻和双季晚稻氮、磷、钾含量差异明显，且以磷含量差异最大，其次是氮含量差异，钾含量差异最小。

表2 双季晚稻和烟后晚稻不同生育期养分含量比较

由表3可知，烟后晚稻干物质重显著高于双季晚稻，烟后晚稻孕穗期、齐穗期、灌浆中期和收获期干物质重分别比双季晚稻高10.39%、4.32%、6.10%、5.90%；烟后晚稻养分积累量均显著高于双季晚稻，其中烟后晚稻氮素积累量在孕穗期、齐穗期、灌浆中期和收获期分别为98.35、130.50、146.54、154.34 kg/ hm2，分别比双季晚稻高18.37%、12.01%、8.14%、7.40%；烟后晚稻磷素积累量在孕穗期、齐穗期、灌浆中期和收获期分别比双季晚稻高30.43%、10.38%、38.03%、21.54%；烟后晚稻钾素积累量在孕穗期、齐穗期、灌浆中期和收获期分别比双季晚稻高22.15%、20.97%、6.51%、8.46%。

晚稻氮素积累量呈持续增加趋势，烟后晚稻移栽到孕穗、孕穗到齐穗、齐穗到灌浆中期、灌浆中期到收获期积累的氮素分别占总积累量的63.72%、20.83%、10.39%、5.05%，双季晚稻上述各个时期积累的氮素占总积累量的比例分别为57.82%、23.26%、13.22%、5.71%，烟后晚稻孕穗前积累氮素比例大，较双季晚稻高5.9个百分点。

表3 双季晚稻和烟后晚稻干物质重及养分积累量比较

2.3 烟后晚稻与双季晚稻土壤养分含量比较

2.3.1土壤全量养分比较从表4可见，长期进行2种不同种植制度条件下的土壤全量养分具有差异，长期实行烟稻复种制的土壤全氮、全磷含量显著高于稻稻连作制的土壤全氮、全磷含量。从土壤基础地力含量看，烟稻复种土壤全氮含量较稻稻连作高49.26%，全磷含量比稻稻连作高62.00%，但2种制度下土壤全钾含量差异不大，多数未达显著水平。

表4 稻稻连作和烟稻复种土壤全量养分含量差异（g/kg）

从整个烟稻（稻稻）复种周年内调查土壤全量养分的动态变化来看，早季作物收获后烟稻复种土壤全磷含量较基础土壤全磷含量增加了9.88%，晚季作物收获后较基础土壤增加了8.64%，稻稻连作土壤增加幅度较小。在整个周年内土壤全氮、全磷、全钾含量有所浮动，烟草季与早稻季土壤全氮、全磷、全钾含量的变化动态不一致，这可能与烟草与水稻2种作物不同的施肥特点和作物吸肥特性有关。晚稻季2种不同种植制度下土壤全氮、全磷、全钾含量的变化趋势基本一致，呈现出移栽到孕穗略有增加，孕穗至齐穗波动较小，齐穗后稍有降低的趋势。虽然2种种植制度施肥时期和用量以及不同作物对养分的吸收具有较大的差异，但在整个复种周年内不同种植制度下土壤全氮、全钾含量波动均较小，说明种植制度或者施肥的不同对土壤全氮、全钾养分含量的影响在短期内并不能造成显著影响。2种种植制度下的土壤全氮、全磷、全钾含量的差异应该是由于施肥和种植制度差异的长期积累而引起的。

2.3.2土壤速效养分比较由表5中可以看出，宁乡地区长期实行不同种植制度条件下的土壤速效养分含量差异显著，比较二者的基础地力指标，烟稻复种土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别比稻稻连作土壤高55.25%、212.40%和11.85%。早季作物收获后，与基础地力相比，稻稻连作土壤碱解氮含量略有增加，有效磷和速效钾含量分别降低了10.17%和3.99%，而烟稻复种土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别提高了11.52%、42.34%和33.33%。可见，在稻稻连作条件下种植早季作物（早稻）后土壤养分有所亏损，而在烟稻复种条件下种植早季作物（烟草）后土壤养分盈余较多。烟稻复种土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较稻稻连作土壤高69.80、36.62和85.16 mg/kg。

2种种植模式条件下，晚稻收获后土壤速效养分含量与移栽前相比变化趋势不同，其中稻稻连作土壤速效养分变化不大，而烟稻复种条件下土壤速效养分含量降幅较大，碱解氮、有效磷、速效钾含量下降幅度分别为6.69%、16.87%和23.64%，其原因可能是由于烟后晚稻对土壤养分的吸收积累量较大，同时还可能由于土壤速效养分含量高导致养分损失较多。

整个烟稻（稻稻）复种体系周年内土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量波动较大，是由于施肥所致，但由于施肥时期不一致，烟草季与早稻季2种种植制度土壤速效养分的变化动态不一致。而晚稻季2种种植制度下土壤养分变化均表现为先增加后降低的趋势，但其养分含量最高的时期不同。经过烟稻或稻稻周年种植之后，稻稻连作土壤碱解氮含量略有提高，有效磷含量略有降低，而速效钾含量明显下降；烟稻复种条件下土壤总碱解氮、有效磷、速效钾含量均呈增加趋势，其中增幅最大的是有效磷含量。

表5 稻稻连作和烟稻复种土壤速效养分含量差异（mg/kg）

3 结论与讨论

3.1 烟稻与稻稻种植模式晚稻产量与养分吸收差异

程艳丽等[6]在棕壤土上开展了连续15 a不同肥料处理定位试验，发现施肥处理的剩余养分能保持3 a以上的后效，以磷肥、有机肥施用处理的余留养分对粮豆作物的后效最高。该研究结果表明，烟稻复种条件下晚稻产量、每穗粒数较稻稻连作晚稻明显提高，表明烟稻复种条件下烟草季长期重施肥料，对后季晚稻具有明显的后效。烟后晚稻干物质重与养分积累量均明显高于双季晚稻，在氮磷钾的吸收与累积上差异明显，其中磷含量差异最大，氮含量差异次之，而钾含量差异较小。

3.2 宁乡烟区植烟土壤地力评价

该研究调查发现，宁乡长期实行烟稻复种制土壤基础地力指标全氮、全磷和全钾含量分别为2.03、0.81和7.58 g/kg，碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为152.84、32.24和179.32 mg/kg。按照罗建新等[7]建立的将土壤养分分为极低、低、适宜、高、偏高的5级分级标准，宁乡长期实行烟稻复种制土壤状况对于烟叶生产的需求来说，全氮处于适宜水平，全磷为低水平，全钾为极低水平，碱解氮为适宜水平，有效磷为极高水平，速效钾为适宜水平。整体来说，土壤肥力状况比较适宜烟叶种植。但由于烟草季施肥较高，肥料盈余较多，水稻季的速效养分均处于较高水平，对后季晚稻施肥肥效有影响。

3.3 烟稻与稻稻种植模式土壤养分差异及农民施肥习惯评价

土壤肥力是衡量土壤生产力最有效的指标，而土壤养分状况又是土壤肥力的基本肥力因素。不同土地利用方式直接影响土壤肥力变化，它可能提高土壤肥力也可能导致土壤养分流失。故了解不同种植制度下土壤养分含量的变化特征可为合理安排土地利用布局、确定作物生产施肥、促进区域农业可持续发展提供依据[8-9]。该研究发现长期实行烟稻复种制的土壤基础地力较高，其全氮、全磷含量分别比稻稻连作土壤高49.26%和62.00%，二者的全钾含量相差不大，碱解氮、有效磷、速效钾含量分别比稻稻连作土壤高55.25%、212.40%和11.85%。该研究结果与梁文旭[10]研究结果相似，与张红[11]研究结果不尽一致，这可能是不同植烟地区的施肥习惯和土壤类型等的不同造成的。

该研究通过对早季作物种植前、早季作物收获后、晚稻收获后等各时间点的土壤养分含量进行了比较，发现：第一，早季作物收获后，稻稻连作土壤碱解氮含量较基础地力略有增加，而有效磷和速效钾含量则分别降低了10.17%和3.99%，而烟稻复种土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均呈上升趋势，增幅分别为11.52%、42.34%和33.33%，可见稻稻连作条件下种植早稻后土壤养分有所亏损，而烟稻复种条件下种植烟草后土壤养分有较多盈余。第二，2种种植模式条件下，晚稻收获后土壤速效养分含量与移栽前相比变化趋势不同，其中稻稻连作土壤速效养分变化不大，而烟稻复种条件下土壤速效养分含量降幅较大。第三，经过烟稻或稻稻周年种植之后，稻稻连作的土壤碱解氮含量略有提高，有效磷含量略有降低，而速效钾含量下降明显；烟稻复种条件下土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均呈增加趋势，其中增幅最大的是有效磷含量。

从以上各时间点土壤养分含量的比较可见，宁乡烟区烟农施肥习惯存在一些问题，对当地水稻与烟草的施肥情况评价如下：（1）早稻氮肥施用基本合理，但是磷钾肥施用量略显不足，磷肥用量应在现有基础上增加10%左右；（2）烟草施肥量过大，氮肥用量可在现有基础上下降10%左右，而磷钾肥用量应下降1/3左右；（3）双季晚稻与烟后晚稻肥料用量基本合理，烟后晚稻很好地利用了烟草季的残余养分；（4）从周年来看，宁乡烟区稻稻连作制应适当加强钾肥施用，而烟稻复种制应整体下调肥料施用量，尤其是磷肥用量。

[1] 李艳芳，袁珍贵，易镇邪，等. 3个烟后晚稻品种产量性状与养分利用及对氮肥的响应[J].作物研究，2013，27（2）：103-107.

[2] 尹永强.烟稻轮作种植模式探讨[A]. 广西烟草学会2007年度学术年会论文集[C]. 南宁：文本烟草学会，2008：138-140.

[3] 易镇邪，傅莉斌，刘 剑，等. 烟后晚稻产量形成特性与施氮效应研究[J].湖南农业科学，2011，（21）： 13-15，18.

[4] 谷云松，曾小平，梁钰彬，等.不同施氮量对耒阳市烟—稻轮作晚稻的影响研究[J].湖南农业科学，2013，（3）：41-43.

[5] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2000.

[6] 程艳丽，邹德乙. 长期定位施肥残留养分对作物产量及土壤化学性质的影响[J].土壤通报，2007，38（1）：64-67.

[7] 罗建新，石丽红，龙世平. 湖南主产烟区土壤养分状况与评价[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2005，31（4）： 376-380.

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[10] 梁文旭，靳志丽，李振武. 永州植烟土壤养分状况及施肥建议[J].作物研究，2012， 26（4）：377-381.

[11] 张 红，李洪斌，张杨珠. 湘南烟区烟稻轮作和稻稻连作田土壤肥力质量的比较[J].湖南农业科学，2010，（13）：52-56.

（责任编辑：朱琼琼）

Effects of Tobacco-rice and Rice-rice System on Yield, Nutrients Accumulation of Late Rice and Nutrients Content in Soil

LI Yan-fang1,2，CHEN Ping-ping1，LI Juan1，HUANG Song-qing3，YI Zhen-xie1，TU Nai-mei1
（1. College of Agronomy of Hunan Agricultural University/Southern Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops in China, Changsha 410128, PRC; 2. Youxian Agricultural Bureau, Youxian 412300, PRC; 3. Changsha Tobacco Company, Changsha 410007, PRC）

Differences in yield and nutrients accumulation of late rice, nutrients content in soil between tobacco-rice and rice-rice system were analyzed with paddy f eld of long-term tobacco-rice rotation and rice-rice cropping in Yujia'ao town, Ningxiang county as research objectives. The results showed that: (1)long-term rice-rice cropping could slightly increase the soil total K content, and decrease the content of total N and total P, while long-term tobacco-rice rotation could increase the content of total N and total P in soil. (2)Tobacco-rice rotation could increase the contents of available nutrients, especially content of available P. While in rice-rice cropping paddy f eld, content of available N was increased slightly, content of available P and available K were decreased. (3)Tobacco-rice rotation was advantageous to improve the dry matter accumulation, yield, contents of N, P and K, and accumulation of N, P and K, in which content of P showed more clear increasing trend. The results showed that long-term tobacco-rice cropping in Ningxiang tobacco-planting area had obvious effect on late rice for the higher level fertilizer application.

tobacco-rice rotation; late rice; yield; soil nutrient

S511.062

：A

：1006-060X（2015）10-0013-04

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.11.004

2015-03-18

国家科技支撑计划项目（2011BAD16B01，2012BAD04B10-01，2013BAD07B11-02）；湖南省科技计划项目（2013NK3036）；长沙市烟草公司科技项目（12231）

李艳芳（1987-），女，湖南蓝山县人，农艺师，主要从事农业技术推广工作。

易镇邪