紫云英还田对双季稻化肥减量效果的影响

张明来

(上杭县土壤肥料技术站，福建 上杭 364200)

水稻是我国重要的粮食作物之一，其高产、稳产是国家粮食安全的重要保障[1]。而稻田土壤肥力的稳定和持续是水稻高产、稳产的重要基础。近40年来，随着化肥工业的迅速发展，水稻的化肥用量日益增加，肥料效应不断降低[2-3]。据统计，2011年我国化肥施用量占世界施用量的40%左右，且仍处于持续增长阶段[4-5]。我国化肥施用量年增长率为3%左右，单位面积化肥施用量及化肥总施用量均处于世界较高水平[6]。化肥对提高农作物产量的贡献率不断降低，Carey et al[7]发现，施用氮肥可显著提高氨氧化细菌的丰度及数量，从而增加土壤硝化潜势。

紫云英(AstragalussinicusL.)是我国南方水稻产区主要冬季绿肥作物，能固定大气中的氮素，培肥土壤，为植物提供多种营养成分[8]。万水霞等[9-10]研究表明，紫云英还田条件下长期配施化肥可显著提高双季稻区稻田土壤微生物含量。周艳飞等[11]发现，冬种紫云英还田并施加氮肥可显著改变湖南省双季稻区土壤微生物数量与结构。唐海明等[12]研究表明，紫云英鲜草还田可促进水稻各器官的干物质积累和转运，有利于水稻增产。翻压紫云英入田能提高土壤有机质含量，改善其物理性状，并增加肥力[13-15]。近年来，随着耕地质量提升工程的实施，化肥减量增效研究的重要性日益凸显，本研究在连续2 a翻压紫云英的条件下，探讨化肥减量处理对早、晚稻产量和经济效益的影响，旨在为紫云英还田条件下双季稻化肥减量施用的栽培技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

早稻品种为炳优6028(闽审稻20170002)，由福建禾丰种业有限公司提供；晚稻品种为广8优169(粤审稻2012008)，由中种集团农嘉股份有限公司提供。试验用肥为瓮福紫金化工股份有限公司生产的水稻配方肥(N∶P2O5∶K2O=17∶6∶17)、复合肥(N∶P2O5∶K2O=16∶16∶16)及福州耀隆化工有限公司生产的NH4Cl(N含量为23.5%)。

1.2 试验方法

1.2.1 试验地概况 试验地位于上杭县中都镇军联村聚胜家庭农场鸡骨坑段。该地地势平坦，形状规则、整齐，溶田均匀一致，排灌方便。试验地面积800 m2，土壤类型为黄泥田，前作水稻。2016年压青前采集试验地的土样进行化验表明，土壤有机质含量为25.3 g·kg-1，碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为203.4、21.5、81.4 mg·kg-1，pH 4.8。

1.2.2 试验设计 试验共设4个处理(A1～A4)，以仅施用配方肥为对照(CK)。其中A1处理为常规施肥，每公顷施用450 kg NH4Cl作基肥，375 kg复合肥作追肥；A2～A4处理为紫云英鲜草还田+不同比例的配方肥(分别为CK施肥量的80%、70%、60%)，基肥和追肥各占50%。各处理具体施肥情况见表1。按随机区组排列，小区面积为25 m2，小区间筑小田埂，并用农膜包裹。各处理3次重复，共15个小区。

2016年3月31日紫云英实割测产，4月1日压青溶田；2017年3月28日紫云英实割测产，3月31日压青溶田。晚稻在早稻原有处理上延续排列。早、晚稻主要农艺事项见表2。除施肥措施外，各项农事操作一致，田间水肥管理参照一般生产田。各小区种植规模和基本苗(丛插2粒谷)及栽植深度一致。

1.2.3 测定项目及方法 (1)紫云英养分含量。在紫云英盛花期，露水干后按梅花形设置5个点，采集紫云英地上部分鲜草。挑净稻草等杂物，每个点取5 kg鲜草，混合。取5 kg鲜草混合样，105 ℃下杀青30 min后，75 ℃下烘48 h至恒重，测定其干物质量并换算折干率[16]；植株干草养分全氮含量采用蒸馏滴定法测定、全磷含量采用钼锑抗比色法测定、全钾含量采用火焰光度计法测定[17]。(2)水稻农艺性状及产量。收获时每小区随机取20丛考查早、晚稻农艺性状，小区产量单收单计。

表1 早、晚稻各处理施肥情况

表2 早、晚稻主要农艺事项

1.3 统计与分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 紫云英还田对土壤养分的影响

从表3可以看出，2016年3月31日实割测产，紫云英还田量22 650 kg·hm-2；2017年3月28日紫云英实割测产，还田量25 110 kg·hm-2。采集紫云英植株样品测定干基养分含量，并将紫云英还田量以干基养分测定值折算为增加土壤养分含量。2016年土壤全氮、全磷、全钾含量分别增加70.04、3.26、51.23 kg·hm-2，2017年分别增加73.68、3.49、57.86 kg·hm-2。说明紫云英还田对增加土壤养分有明显作用。

表3 2016—2017年紫云英鲜草产量与养分含量

2.2 紫云英还田对早稻生产的影响

2.2.1 农艺性状 由表4可知，A3处理早稻有效穗最高， CK次之，A1处理第三，且三者均极显著高于A2和A4处理；各处理早稻穗粒数依次为：A4>CK>A3>A1>A2，且A4和CK处理极显著高于A2处理；结实率依次为：A3>A2>A4>A1>CK，但各处理间无显著差异；A3处理早稻理论产量最高，为8 482.50 kg·hm-2，且极显著高于A1、A2、A4处理，CK次之，为7 974.00 kg·hm-2。从田间长相长势来看，A2和CK处理后期贪青披叶，熟期分别推迟2～3 d和3～5 d；其他处理青枝蜡秆，后期转色均匀，熟期一致。

2.2.2 产量 由表5可知，CK处理下早稻产量最高，达7 890.00 kg·hm-2；A3处理次之，为7 809.00 kg·hm-2，仅比CK减少81 kg·hm-2；A4处理第三，为7 534.50 kg·hm-2，比CK减少355.5 kg·hm-2；A2处理最低，仅7 180.50 kg·hm-2，与A2处理后期贪青阴蔽、病虫害较重有关。经方差分析和显著性测验，A3、A4处理与CK差异不显著，但与A1、A2处理差异达显著水平。表明紫云英还田后可适量减少化肥施用量，维持早稻不减产；但化肥施用量减量不足，反而因过量施肥导致早稻减产。

表4 不同处理下早稻农艺性状比较1)

1)同列数值后附不同大小写字母者分别表示差异达0.01、0.05显著水平。A1为常规施肥； A2～A4分别表示紫云英鲜草还田+CK施肥量的80%、70%、60%；CK.仅施用配方肥。理论产量/(kg·hm-2)=每公顷有效穗数×穗粒数×结实率×千粒重÷100。

表5 不同处理下早稻实割产量比较1)

2.3 紫云英还田对晚稻生产的影响

2.3.1 农艺性状 由表6可知，CK处理晚稻有效穗最高、A1处理次之、A2处理第三，三者间差异极显著，且均极显著高于A3和A4处理；穗粒数依次为：A2>A1>A4>A3>CK，其中A2处理极显著高于其他4个处理， A1处理极显著高于CK，A1、A3和A4处理间差异不显著；结实率依次为：A2>A3>A4>A1>CK，4个处理间差异不显著，A2、A3处理显著高于CK；理论产量依次为：A2>A1>CK>A3>A4，其中A2处理极显著高于其他4处理，A1处理显著高于CK，且二者均极显著高于A3和A4处理，A3处理显著高于A4处理。长相长势上，A1处理后期稍贪青，熟期基本一致；A2和A3处理表现为青枝蜡秆，后期转色均匀，熟期一致；A4处理后期有脱肥早衰现象，转色均匀，熟期一致；CK后期贪青披叶，熟期推迟3～5 d。

表6 不同处理下晚稻农艺性状比较1)

1)同列数值后附不同大小写字母者分别表示差异达0.01、0.05显著水平。A1为常规施肥； A2～A4分别表示紫云英鲜草还田+CK施肥量的80%、70%、60%；CK.仅施用配方肥。理论产量/(kg·hm-2)=每公顷有效穗数×穗粒数×结实率×千粒重÷100。

2.3.2 产量 由表7可知，A2处理晚稻实割产量最高，为8 307.00 kg·hm-2，比CK增产727.50 kg·hm-2，提高9.6%；A1处理次之，为7 878.00 kg·hm-2，比CK增产298.50 kg·hm-2；CK第三，为7 579.50 kg·hm-2；A3、A4处理实割产量较低。经方差分析和显著性测验，A2处理晚稻产量极显著高于A3、A4处理，显著高于CK。说明紫云英还田后适量减少化肥施用量可明显提高晚稻产量；但化肥施用量减量不足或减量过多，均会导致晚稻减产。

表7 不同处理下晚稻实割产量比较1)

2.4 紫云英还田对水稻经济效益的影响

2.4.1 早稻 由表8可知，在紫云英还田基础上，4个处理早稻产值比CK均有一定程度的下降，但肥料成本也有不同程度降低。其中，A3处理效益最好，比CK增收316.80元·hm-2。

表8 各处理早稻经济效益比较1)

1)稻谷按2.9元·kg-1计算产值； 氯化铵、复合肥、配方肥成本按1.0、3.0、2.2元·kg-1计算成本。

2.4.2 晚稻 由表9可知，在紫云英还田基础上，4个处理肥料成本比CK均有不同程度的降低。A1和A2处理晚稻产值、效益比CK有较大幅度提高，其中A2处理增收2 439.75元·hm-2，表现最优。A3和A4处理由于施肥量不足而导致产量和效益均低于CK。

表9 各处理晚稻经济效益比较1)

1)稻谷按2.9元·kg-1计算产值； 氯化铵、复合肥、配方肥成本按1.0、3.0、2.2元·kg-1计算成本。

3 讨论与小结

本研究表明，2016—2017年紫云英平均还田23 880 kg·hm-2，稻田土壤全氮、全磷、全钾含量分别增加71.95 、3.38、54.64 kg·hm-2，说明紫云英还田对培肥地力的作用明显，这与姜新明等[15]的研究结果一致。

本研究发现，A3处理(施肥量为CK的70%)早稻产量和效益表现最佳；A1(常规施肥)和CK处理后期出现贪青披叶、熟期推迟、病虫为害较重的情况。姚仲生等[18]研究表明，每公顷还田22 500 kg紫云英绿肥，并减少10%～20%的化肥施用量，可以确保早稻高产，提高经济效益，与本研究的结果相近。A2处理(施肥量为CK的80%)晚稻产量和效益最高，比CK增产9.6%、增收11.1%。周兴等[19]连续5 a开展大田定位试验，发现化肥减量施用下晚稻留高茬还田冬种紫云英，不仅可以提高水稻产量，还可以获得较佳经济收益，减少化肥用量，与本研究的结果相一致。A4处理(施肥量为CK的60%)早、晚稻长相长势和产量均表现出施肥量不足和早衰。

综上所述，翻压紫云英还田对早稻和晚稻生产的化肥减量反应有差异，这可能与早、晚稻的生育期长短、生态环境、品种特性有关。因此，生产上紫云英还田化肥减量要区别对待，紫云英还田23 880 kg·hm-2时早稻可减少化肥施用量30%，晚稻可减少20%。总之，翻压紫云英还田可以有效提高土壤养分，适量减少化肥施用量，促进水稻生长，达到节本增收目标。