种植绿肥与化肥减量对水稻产量和土壤养分含量的影响

吴 橙，陆才云

（江口县农业农村局，贵州 江口 554400）

江口县位于贵州省东北部，坐落在国家级自然保护区、联合国“人与生物圈保护网”成员、武陵山脉主峰——梵净山南麓，属亚热带大陆季风气候，年均气温16.2℃，无霜期约289 d，最高海拔为2 572.5 m，最低海拔为275 m，年降雨量为1 380 mm 左右，气候四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，无霜期长，雨量充沛，水热同期，光热共季。农业生产以粮油及经济作物生产为主，全县耕地面积43×104hm2，其中水稻常年种植面积7 300 hm2。近几年，农村有机肥施用量大幅度减少，农民大量使用化肥造成了土壤有机质含量下降和农业面源污染。为稳步推进江口县农业面源污染治理，实现化肥投入减量化、产品安全优质化，通过引导农民种植绿肥，减少化肥使用量，提高土壤有机质含量，改善土壤理化性状，提高土壤肥力和水稻产量，增加经济效益，减轻农业面源污染，实现“化肥零增长”具有非常重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江口县德旺乡茶寨村茶寨坝，东经108°36′33.06″，北纬27°43′23.18″，海拔533 m，地形部位为河谷坝子，土种为潮砂泥田，地块面积1 300 m2，土壤肥力水平中等，常年优质稻种植面积66.67 hm2左右，属江口县优质米生产基地。试验地前作水稻，常年种植模式为水稻-油菜轮作，试验前土壤耕层混合样品采集检测。

1.2 试验材料

绿肥紫云英666.7 m2播种2 kg，4 月17 日盛花期经测算产绿肥鲜草3 680 kg/667 m2，全田翻埋还田；水稻品种为兆优5455。

1.3 试验设计

试验设置5 个处理：其中CK 为常规施肥区不种植绿肥，667 m2施复混肥折纯量N 6.10 kg，P2O52.66 kg，K2O 3.04 kg；处理1 为常规施肥减量5%；处理2 为常规施肥减量10%；处理3 为常规施肥减量15%；处理4 为常规施肥减量20%，详见表1。小区面积6 m，宽4 m，小区面积24 m2，每个处理设置3次重复，随机区组排列。四周设置保护行，小区间采用农膜隔离，各小区按照对角线设置进水口和排水口，实行单排单灌，除施肥外，各小区栽培和田间管理措施均一致。

表1 江口县水稻化肥减量试验施肥设计表Tab.1 Fertilizer design table for rice fertilizer reduction experiment in Jiangkou County kg

1.4 水稻播种及管理方法

水稻4 月26 日播种，采用旱育浅植方式育苗，5 月31 日移栽，行距33.33 cm，窝距25 cm，种植密度8008 穴/667 m2，病虫防治5 次，其中苗床期2 次，大田期3 次。防治药剂为吡虫啉、阿维菌素、甲维盐、井岗霉素和稻瘟灵，9 月19 日测产验收，全生育期146 d。

1.5 各项指标测定方法

植株农艺性状各项指标采用小区定2 点，每点与插秧方向垂直取5丛进行测量。

土壤pH 采用电位法测定，有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法、

全氮采用凯氏蒸馏法、全磷采用高氯酸-硫酸法、全钾采用火焰光度计法、解碱氮采用碱解扩散法、有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法、速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法、有效锌和有效铁采用空气-乙炔火焰的原子吸收分光度法、有效硼采用姜黄素吸光度法、全氮凯采用氏蒸馏法测定碱解氮采用碱解扩散法、有效磷采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法、速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法、缓效钾采用硝酸提取-火焰光度计法。

植株N、P、K分别采用定消煮-蒸馏法、消煮-钒钼黄比色法、消煮-钒钼黄比色法。

2 结果与分析

2.1 农艺性状结果

绿肥翻压还田对水稻各生育期影响变化不大，全生育期均为146 d。大田综合表现各小区长势良好，茎杆粗壮，耐肥，抗倒能力强，穗大粒多，田间实际调查未见稻瘟病和白叶枯病，纹枯病发病较轻，虫害方面主要防治稻飞虱和稻纵卷叶螟。

各处理对农艺性状结果影响较小，由表2可知，株高以处理1最高为117.6 cm，处理4最低为117.1 cm；有效穗以处理4最高为204.5×104穗/hm2，处理1最低为184.5×104穗/hm2，穗粒数以处理1 最高为176.1 粒，处理4 最低为164.5 粒；穗实粒数以处理1最高为154.5粒，处理4最低为140粒；结实率以处理1 最高为87.7%，处理3 最低为为83.5%；千粒质量以处理1最高为27.64 g，处理4最低为27.45 g。

表2 不同处理对水稻农艺性状的影响Tab.2 Effects of different treatments on agronomic traits of rice

2.2 产量及经济效益

由表3 可知，常规施肥（CK）、常规施肥减量5%、常规施肥减量10%、常规施肥减量15%常和规施肥减量20%，5个小区 稻 谷 产 量 分 别 为：493.68 kg/667 m2、499.92 kg/667 m2、499.04 kg/667 m2、494.68 kg/667 m2、487.88 kg/667 m2，以处理1 最高为499.92 kg/667 m2，最低为处理4 为487.88 kg/667 m2；净产值处理2 最高为993.56 元，处理1 次之为990.63 元，处理3 第3 为985.35 元，处 理4 排 第4 为969.34 元，CK 最 低 为964.93 元；增产率以处理1 最高为1.26%，处理4 最高低为-1.17%；产投比以处理2 和3 最高为2.65，CK 最低为2.57。结果表明，绿肥翻压还田和化肥减量对水稻产量影响较小，常规施肥减量15%为临界值，结合效益最高。

表3 江口县绿肥种植化肥减量试验经济效益表Tab.3 Economic benefit table of green fertilizer reduction experiment in Jiangkou County

2.3 土壤养分检测结果

绿肥种植化肥减量试验前后土壤养分变化情况，见表4。由表4可知，绿肥种植化肥减量试验后土壤pH降低了1.03为6.32，有机质增加10.2 g/kg 为43.1 g/kg，全氮增加0.14 g/kg 为2.41 g/kg，全磷降低0.02%为0.08 mg/kg，全钾增加1.1 g/kg 为1.37 g/kg，解碱氮增加38 mg/kg 为232 mg/kg，有效磷降低5.5 mg/kg 为26.0 mg/kg，速效钾减少6 mg/kg 为86 mg/kg，有效铁增加167 mg/kg 为261 mg/kg，有效锌增加1.08 mg/kg 为1.99 mg/kg，有效硼增加0.12 mg/kg 为0.52 mg/kg。结果表明，种植绿肥能降低土壤pH，增加有机质和全氮含量，改善土壤理化性状。

表4 绿肥种植化肥减量试验前后土壤养分变化情况Tab.4 Changes of soil nutrients before and after fertilizer reduction test for green fertilizer planting g/kg、mg/kg

2.4 植株样品检测结果

由表5可知，水稻植株样品检测结果表明，稻草中全氮以处理4 最高为0.48 g/100 g，全磷以处理1 最高为0.20 g/100 g，全钾以处理2最高为2.10 g/100 g；籽粒中全氮处理2和处理3最高为0.86 g/100 g，全磷以处理1最高为0.30 g/100 g，全钾以处理1 最高为0.35 g/100 g。结果表明，种植绿肥能提高水稻植株和籽粒中全氮、全磷、全钾含量。

表5 江口县绿肥种植化肥减量试验水稻植株样品检测结果Tab.5 Test results of rice plant samples of green fertilizer reduction test in Jiangkou County g/100 g

3 结论

水稻前茬种植绿肥紫云英，在绿肥盛花期翻埋还田，稻谷产量随化肥施用量减少而降低，以化肥减量15%为临界点，稻谷产量为494.68 kg/667 m2，比对照增产0.2%。土壤检测结果表明，土壤pH 降低1.03，有机质增加31%，全氮增加6.17%，解碱氮增加19.59%，说明种植豆科绿肥能增加土壤有机质和氮肥的含量，是减少氮肥用量，培肥地力、改良土壤、提升耕地质量、降低农业面源污染的一项重要措施。