10个绿肥紫云英品种(系)在信阳的适应性分析

张 琳，李亚光，丁 丽，史鹏飞，张丽霞，杜光辉，聂良鹏，凌敬伟，潘兹亮，吕玉虎*

（1.信阳市农业科学院，河南 信阳 464000；2.河南兴发昊利达肥业有限公司，河南 新乡 453000）

信阳市地处河南南部，淮河流经信阳地区北部，属亚热带向暖温带过渡地区，季风气候明显，无霜期长，平均220～230 d，年均降雨量993～1294 mm。水稻作为信阳地区的主要粮食作物，常年种植面积为43万hm2，占全省水稻总面积的83.4%［1］，水稻的优质、高产对于保证豫南地区的粮食供应和社会稳定具有十分重要的作用。

近年来，盲目施肥现象在水稻生产中普遍存在，化肥特别是氮肥施用量的逐年增加，虽然在一定程度上提高了农作物的产量，但也带来了一系列生态环境问题，如土壤肥力退化、农产品质量下降、环境污染等负面影响，直接威胁到农业生产安全［2-3］。

紫云英（Astragalus sinicus）作为我国南方稻区主要的冬季绿肥，为豆科黄芪属，是绿色生物有机肥，可直接翻压还田，在改善环境、培育土壤、提高农产品的产量和品质、减少化肥投入等方面发挥着重要的作用［4-10］。与其他作物一样，紫云英也需要采取相应的配套栽培技术，以此构建合理的群体结构，进而确保其高产、稳产［11］。绿肥种质资源是绿肥研究和应用的基础，筛选出适合不同生态区域的绿肥品种，以及提纯复壮优良绿肥品种是绿肥生产中亟待解决的问题［12-13］。1981年，国家绿肥试验网鉴定和整理出紫云英90个品种（系）［14］，目前主要有宁波种、信阳种、湘肥系列、闽紫系列、弋江种等系列品种［15］。

因此，本研究选取了10个具有代表性的不同地区的紫云英地方品种（系），通过对比分析不同品种间的经济性状、物候期、产量，从而筛选出适合豫南稻区栽培的地方品种（系），以期为今后选育新品种提供选育材料。

1 材料与方法

1.1 参试品种

10个参试紫云英品种（系），其中8个新品种（系）：yH925和yiJ为信阳市农业科学院选育，湘紫1号和湘紫4号为湖南省农业科学院土壤肥料研究所选育，848711和闽紫7号为福建省农业科学院土壤肥料研究所选育，桂早紫1号和桂紫7号为广西壮族自治区农业科学院选育；2个地方品种：宁波大桥和弋江紫。10个品种（系）均由福建省农业科学院土壤肥料研究所提供。

1.2 试验设计

每个品种4次重复（3次重复用于观测品种性状和测定鲜草产量，第4次重复用于观测生育期和测定种子产量），随机区组排列。每个小区面积为3 m×5 m=15 m2，紫云英播种量为16.7 kg/hm2，沟宽50 cm，地块四周设1 m宽的保护行。2018年9月30日播种。

1.3 试验田概况

2018年9月至2019年5月，试验在信阳市农业科学院试验园区（32°07′N，114°05′E）进行。该地属亚热带向暖温带过渡区，日照充足，年均日照时数1900～2100 h；年平均气温15.1～15.3 ℃；降水丰沛，年均降水量900～1400 mm，空气湿润，年均相对湿度77%。供试土壤为水稻土（耕层土壤质地为黏壤土），试验前土壤的理化性状：pH值6.8、碱解氮66.8 mg/kg、有效磷12.5 mg/kg、速效钾66.4 mg/kg、有机质15.7 g/kg。试验田栽培管理措施同一般高产田。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生育期 生育期指从出苗到种子成熟的天数。出苗期：试验区内有50%幼苗出土的日期；现蕾期：试验区50%的植株有花蕾的日期；初花期：试验区25%的植株开花的日期；盛花期：试验区75%的植株开花的日期；成熟期：试验区60%的植株种子成熟的日期。

1.4.2 经济性状 在盛花期测定每小区随机选取的20株样株的株高、茎粗、分枝数、每分枝花序数，并取其平均值。株高：测定从地面至植株的最高叶片尖端的高度；茎粗：在每个分枝最粗处测量，并取其平均值；分枝数：数包括主茎在内的植株基部的大分枝，但不包括枝茎上部的分枝；每分枝花序数：每个分枝上的花序数。

在成熟期测定每小区随机选取的20株样株的结荚花序数、每荚种子数，并取其平均值。结荚花序数：每个分枝上的结荚的花序数；每荚种子数：荚果中的种子数的平均值。种子收获后随机取3份（每份1000粒），称重后取平均值即为千粒重。

1.4.3 鲜草与干草产量 前3次重复在盛花期的晴天下午收割，收割时先将小区四周50 cm的边行割除（不计入产量），齐地收割去除边行后的8 m2，测定鲜草产量。干草产量：将盛花期鲜草及时晒干，以测定其水分含量，根据水分测量值，将鲜草产量转换为干草产量。

1.4.4 种子产量 于第4次重复的种子成熟时，割除小区四周50 cm边行，余下8 m2采收3个微区种子产量，每个小区面积1 m2。

1.4.5 植株氮、磷、钾含量 采用H2SO4-H2O2消煮法，全氮含量采用凯氏定氮法测定，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［16］。

1.5 数据处理

采用Excel 2007软件对数据进行整理，用SPSS 19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同紫云英品种生育期对比

由表1可知，在10个紫云英品种（系）中，桂紫7号盛花期最早，闽紫7号盛花期最晚。桂紫7号的生育期最短，为190 d，闽紫7号的生育期最长，为228 d，闽紫7号较桂紫7号滞后了38 d。根据紫云英品种的开花期和成熟期，可将其分为特早熟品种（215～220 d）、早熟品种（221～225 d）、中熟品种（226～230 d）、晚熟品种（231～235 d）［15］。参试品种（系）中桂紫7号为特早熟种，宁波大桥、湘紫4号、yH925、yiJ为早熟种，桂早紫1号、湘紫1号、闽紫7号、848711、弋江紫为中熟种。

表1 不同紫云英品种生育期情况

2.2 不同紫云英品种的农艺性状比较

从盛花期各品种（系）的主要农艺性状比较来看（表2），在株高方面，848711株高表现最好，桂紫7号表现最差，株高显著低于其他9个品种（系），其余9个品种（系）株高介于47.4～60.1 cm，这9个品种（系）之间的差异不显著。在茎粗方面，桂早紫1号、宁波大桥、848711表现优于其他7个品种（系），桂紫7号表现最差，茎粗显著低于湘紫4号、弋江紫之外的其他7个品种（系）。在分枝数方面，各个品种（系）分枝数都较少，以yH925表现最好，显著高于其他9个品种（系），主要是由于试验播种晚，播后田间墒情差，影响了紫云英的前期分枝。在每分枝花序数方面，yH925、yiJ、湘紫4号、848711、弋江紫显著高于其他5个品种（系），桂紫7号的每分枝花序数最少，表现最差，显著低于其他9个品种（系）。

表2 不同紫云英品种（系）盛花期主要性状

2.3 不同紫云英品种盛花期的产量和养分比较

由表3可知，各品种（系）盛花期的鲜草产量差异较大，其鲜草产量从高到低顺序依次为湘紫1号、848711、湘紫4号、弋江紫、闽紫7号、yiJ、宁波大桥、yH925、桂早紫1号、桂紫7号。其中，湘紫1号、848711、湘紫4号这3个品种（系）表现较好，鲜草产量分别为38267、37550、35833 kg/hm2，显著高于闽紫7号、yiJ、宁波大桥、yH925、桂早紫1号、桂紫7号这6个品种（系）。湘紫1号、848711、湘紫4号鲜草产量差异不显著；湘紫1号、848711鲜草产量显著高于弋江紫，弋江紫鲜草产量显著高于yiJ、宁波大桥、闽紫7号、yH925、桂早紫1号、桂紫7号这6个品种（系）；闽紫7号鲜草产量显著高于yH925、桂早紫1号、桂紫7号这3个品种（系）；yiJ、宁波大桥、闽紫7号这3个品种（系）鲜草产量差异不显著；yH925、桂早紫1号、桂紫7号这3个品种（系）鲜草产量表现较差。

绿肥的干物质含量也反映了绿肥翻压分解后残留有机质的多少。10种紫云英含水量为80%～90%，干物质含量为10%～20%，表明这10种紫云英被施用于土壤后比较容易分解并释放养分。

养分含量是评价紫云英品种（系）优劣的重要指标之一，由表3可知，全N、全K含量明显高于全P，全N含量以湘紫1号最高，其次为yH925和桂紫7号，三者的全N含量显著高于yiJ、848711、湘紫4号、桂早紫1号这4个品种；全P含量以yH925最高，其次为湘紫1号和桂紫7号，其中yH925的全P含量显著高于除湘紫1号以外的其他8个品种；全K含量以湘紫1号最高，其次为yH925和848711，其中湘紫1号全K含量显著高于其他9个品种，yH925全K含量显著高于湘紫4号。由此可见，湘紫1号、yH925为N、P、K养分含量均较高的紫云英品种。

绿肥富集养分的能力与植株养分的含量及其生物量有关。从表3可以看出，湘紫1号对N的积累量最高，比其他品种高出27.63%～262.75%，显著高于其他9个品种，848711、弋江紫的N积累量显著高于宁波大桥、yiJ、yH925、桂紫7号这4个品种，除桂早紫1号外，其他8个品种（系）的N积累量显著高于桂紫7号。湘紫1号对P的积累量最高，比其他品种高出41.48%～317.90%，显著高于其他9个品种，848711的P积累量显著高于宁波大桥、桂早紫1号这2个品种，桂早紫1号、桂紫7号的P积累量显著低于弋江紫、湘紫4号、闽紫7号、yH925、yiJ这5个品种。K积累量以湘紫1号最高，比其他品种高出82.02%～506.60%，显著高于其他9个品种，848711的K积累量显著高于湘紫4号、闽紫7号、yiJ、宁波大桥、yH925、桂早紫1号、桂紫7号这7个品种，桂紫7号的K积累量显著低于其他9个品种。从氮、磷、钾的总积累量来看，湘紫1号的富集能力最强，达192.09 kg/hm2，其次为848711，达134.21 kg/hm2。湘紫1号的养分总积累量显著高于其他9个品种（系），848711、弋江紫养分总积累量显著高于闽紫7号、yiJ、宁波大桥、yH925、桂早紫1号、桂紫7号这6个品种（系），湘紫4号、闽紫7号养分积累量显著高于桂早紫1号、桂紫7号这2个品种（系）。

表3 不同绿肥品种（系）盛花期的产量及养分积累情况

由此可以看出，在翻压的紫云英品种（系）中，湘紫1号对信阳地区稻田土壤中氮、磷、钾养分的补充最多，其次是848711、弋江紫、湘紫4号。将这些品种（系）施用于土壤后，将减少后续作物的肥料用量。

2.4 不同紫云英品种（系）成熟期的产量性状比较

由表4可知，在结荚花序数方面，以yH925和湘紫4号最多，显著高于闽紫7号、桂早紫1号、宁波大桥、湘紫1号、桂紫7号这5个品种（系），yiJ和弋江紫的结荚花序数显著高于桂早紫1号、宁波大桥、湘紫1号、桂紫7号这4个品种（系），以湘紫1号和桂紫7号的结荚花序数最少，表现最差，显著低于其他8个品种（系）。

表4 不同品种（系）的产量性状比较

在每荚种子数方面，湘紫4号、yH925、yiJ、桂早紫1号、宁波大桥这5个品种（系）之间无显著性差异，但是显著高于剩余5个品种（系）。

各个品种（系）的千粒重存在较大差异。yiJ、弋江紫、宁波大桥、桂早紫1号这4个品种（系）千粒重表现较好，千粒重显著高于yH925、闽紫7号、848711、湘紫1号、湘紫4号、桂紫7号这6个品种（系）。yH925、闽紫7号千粒重显著高于848711、湘紫1号、湘紫4号、桂紫7号。848711千粒重显著高于湘紫1号、湘紫4号、桂紫7号。湘紫1号千粒重显著高于湘紫4号、桂紫7号。湘紫4号、桂紫7号这2个品种（系）千粒重表现较差，其千粒重显著低于其他8个品种（系）。

成熟期各品种（系）的种子产量差异很大。成熟期种子产量从高到低依次为yH925、湘紫4号、yiJ、848711、弋江紫、宁波大桥、闽紫7号、湘紫1号、桂早紫1号、桂紫7号。其中，yH925、湘紫4号这2个品种（系）表现较好，种子产量分别为699、672 kg/hm2，显著高于其他8个品种（系）。yiJ、848711的种子产量显著高于弋江紫、宁波大桥、闽紫7号、湘紫1号、桂早紫1号、桂紫7号。弋江紫、宁波大桥、闽紫7号、湘紫1号、桂早紫1号的种子产量显著高于桂紫7号。

3 讨论与结论

通过对10个品种（系）生育期观测结果可知，桂紫7号在信阳表现为极早熟，但其鲜草产量显著低于其他9个品种（系）；宁波大桥、湘紫4号、yH925、yiJ表现为早熟，这4个早熟品种盛花期的平均鲜草产量为14842 kg/hm2，相比其他5个中熟品种的少17162 kg/hm2。差异分析结果表明，宁波大桥、yH925和yiJ这3个早熟品种的鲜草产量较低，显著低于除桂早紫1号以外的其他中熟品种。早熟品种湘紫4号鲜草产量为35833 kg/hm2，显著高于中熟品种弋江紫、闽紫7号、桂早紫1号，与其他中熟品种湘紫1号、848711之间无显著差异。王建红等［17］研究表明，在南方早稻生产中紫云英的适宜翻压量为22.5～30.0 t/hm2。

在本研究的10个参试品种（系）中，只有桂紫7号的盛花期鲜草产量低于22.5 t/hm2，属特早熟种。总体而言，早熟品种的鲜草产量普遍低于中熟品种，但因品种（系）而异。这与何春梅等［18］的研究结果一致，但与张辉等［19］认为中晚熟品种的产量比早熟品种高的结果不一致。这可能是由于信阳地区与福建地区气候差异很大的原因。在本研究中，特早熟品种的平均鲜草产量低于早熟和中熟品种，分别下降了3459和20621 kg/hm2，说明中熟品种在信阳地区适宜性强，种群增长较强，其特点为拥有较高株高、较粗株茎、较高的鲜草产量。早熟品种湘紫4号的鲜草产量、种子产量都较高，此品种（系）可作为优良的早熟品种。

绿肥的养分富集能力代表了绿肥作物翻压或施用后能够供给土壤中的养分含量，也间接表明可以减少的化肥用量。在本研究的10个紫云英品种（系）中，湘紫1号和yH925是固氮富磷富钾能力较强的品种（系）。按照豫南地区水稻一般推荐施肥量（N-P2O5-K2O=150-75-105 kg/hm2）计算，采用这10种紫云英养分积累平均数来折算，如果将这些绿肥翻压或施用于土壤，假设其80%的养分在当季释放，则施紫云英绿肥可减少施用氮肥38.72%、磷肥19.52%、钾肥26.42%。可见，翻压紫云英绿肥，能增肥增效，环保意义重大。此外，作为豆科植物的绿肥，应选择一些固氮能力强、茎叶中氮、磷、钾含量高的品种（系）［12］。因湘紫1号能给土壤补充最多的氮、磷、钾养分，因此考虑将其作为信阳地区绿肥进行翻压还田利用的首选品种（系）。

同一品种（系）的生育期和鲜草产量在不同生态区差异较大，同一生态区不同年际间的生育期也存在一定的差异。以yH925为例，何春梅等［18］研究表明，在福州市闽侯县林柄村种植yH925的平均生育期为170.5 d，年际差异为27 d，鲜草产量为39454.65 kg/hm2。吴玉红等［20］在陕西省汉中市的研究表明，yH925生长期为213 d，鲜草产量为12798.60 kg/hm2。在本研究中，yH925的生育期为221 d，鲜草产量为23367 kg/hm2，说明紫云英的生育期与种植区气候密切相关。信阳属亚热带向暖温带过渡区，季风气候明显，春季天气多变，阴雨连绵，秋季降水少，冬季气候干燥寒冷，干旱少雨很容易对紫云英的生长发育产生不利的影响。因此，在信阳地区种植紫云英应选择抗旱、抗寒能力强的品种（系）。

紫云英何时翻压是影响后作作物水稻肥效的关键因素，已有研究［21-22］表明，紫云英的盛花期是最佳翻压时期。紫云英翻压量为3000 kg/hm2时，沤田时间不少于7 d，覆膜移栽为宜［23］。豫南沿淮稻区水稻品种一般在4月下旬开始育秧，机插秧和手插秧播期在5月中下旬［24-25］，因此可以选用桂早紫1号、湘紫1号、闽紫7号、848711、弋江紫等中熟种作为水稻机插秧和手插秧模式的紫云英品种（系）进行种植。

紫云英成熟期种子产量以yH925、湘紫4号这2个品种（系）表现最好，分析原因可能是结荚花序数和每荚种子数均为最优，最终促进紫云英种子高产，可以考虑将其作为信阳地区紫云英种子生产的首选品种（系）。

综合考虑鲜草产量、氮、磷、钾养分含量，以及氮、磷、钾养分积累量等因素，初步筛选出湘紫1号作为信阳地区绿肥翻压还田利用的首选品种（系）。以yH925、湘紫4号这2个品种（系）作为信阳地区紫云英种子生产的首选品种（系）。因此，今后有必要根据地区和品种（系）建立相应的配套栽培技术，探索本地区适宜种植紫云英的播量、播期、鲜草产量和种子产量之间的关系。此外，紫云英品种（系）的抗性也是筛选优质品种（系）的一个因素，未来还需要对其抗病虫和抗逆性、抗寒性等作进一步的探索。