全 文 ：中国农学通报 2011,27(03):174-178
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：公益性行业（农业）科研专项经费项目“绿肥作物生产与利用技术集成研究及示范”（200803029）
第一作者简介：吕玉虎，男，1974年出生，硕士，副研究员，主要从事植物营养与施肥工作。通信地址：464000 河南省信阳市河南路 20号，Tel：
0376-6691855，E-mail：xyyhlu@163.com。
通讯作者简介：潘兹亮，男，1964年生，副研究员，主要从事水稻栽培工作。通信地址：464000河南省信阳市河南路20号，Tel：0376-6691099，E-mail：
pzl7518 @126.com。
收稿日期：2010-06-11，修回日期：2010-07-27。
翻压紫云英后化肥用量对稻田养分动态变化
及产量效应的影响
吕玉虎，潘兹亮，王 琴
（信阳市农业科学研究所，河南信阳 464000）
摘 要：研究了翻压紫云英后化肥用量对稻田土壤养分状况及水稻植株N、P、K累积吸收量的影响，并对
水稻产量效应进行了分析。结果表明，翻压紫云英并配施化肥增加了水稻分蘖盛期后的土壤速效氮和
速效钾含量，比单施化肥能更好地满足水稻生长中后期对N、K养分的需要，到成熟期，翻压紫云英并配
施化肥时水稻植株N、K累积吸收量比仅施化肥处理的高，翻压紫云英更有利于水稻籽粒的形成。在翻
压紫云英22500 kg/hm2后，以施用N 132 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2（化肥常规用量的80%）对
水稻增产效果最好，水稻产量达到9424.5 kg/hm2，比单施化肥增产5.19%，增产达显著水平。翻压紫云
英后，化肥用量可以减少20%，利用紫云英作稻田绿肥，能达到增收节支、节能减排的良好效果。
关键词：紫云英；化肥用量；水稻；养分动态变化；产量
中图分类号：S158 文献标志码：A 论文编号：2010-1795
Effects of Different Amount of Chemical Fertilizer Usage under Ploughing down Milk Vetch
on the Yield and the Dynamics of Soil Nutrients in Rice Filed
Lv Yuhu, Pan Ziliang, Wang Qin
(Xinyang Agricultural Science Research Institute, Xinyang Henan 464000)
Abstract: The effects of different amount chemical fertilizer usage under ploughing down milk vetch on
nutrients status in rice filed and the accumulated absorption of N, P, K in rice was studied. The influence of
rice yield was analyzed too. The results showed that different chemical fertilizer amount under ploughing down
milk vetch could increase the content of available N and K of soil after the peak of tillering season, and offer
more N, K nutrients for rice growth and development than those of the treatment only applying chemical
fertilizer during the late growing season. At the maturing stage, the accumulated absorption of N, K was higher
in rice with different chemical fertilizer amount under ploughing down milk vetch than that of the treatment
only applying chemical fertilizer. Ploughing down milk vetch was benefit to the formation of rice seed.
Ploughing down 22500 kg/hm2 milk vetch with N 132 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2 (80% of
conventional dosage) was the best for rice yield. The yield could reach to 9424.5 kg/hm2, remarkably increased
by 5.19% compared to the treatment just applying chemical fertilizer. Ploughing down milk vetch could reduce
the amount of chemical fertilizer by 20% without the rice yield loss. Milk vetch as a kind of green manure crops
of rice filed could increase the rice yield, reduce input, save energy and reduce emissions.
Key words: milk vetch; chemical fertilizer amount; rice; the dynamics of soil nutrients; yield
吕玉虎等：翻压紫云英后化肥用量对稻田养分动态变化及产量效应的影响
0 引言
长期使用化肥可以保持地力和实现作物高产，但
是由于化肥自身存在的不足以及人们过量的施用，造
成土壤生产力的衰退，并且给土壤带来不同程度的污
染[1]。化肥的大量施用，直接或间接地加重了地表水
富营养化、地下水和作物中NO3-含量超标、大气中NO2
排放量增加等一系列的环境污染问题[2-5]。因此，如何
减少因肥料过量施用而造成的环境污染，是目前肥料
研究中共同关心的问题。
紫云英（Astragalus sinicus L.），是豆科黄芪属越年
生草本植物，多在秋季套播于稻田中，是中国稻田最主
要的冬季绿肥作物，利用紫云英作为稻田肥料，能改良
土壤，提高土壤肥力，提高水稻产量和品质，对保持水
稻生产可持续发展具有重要意义[6-8]。豫南稻区水稻生
产上化肥投入量大、有机肥投入比例偏低，农田养分再
循环利用率低，只注重短期利益而轻视土壤培肥，导致
土壤质量退化，已成为豫南稻区水稻生产的主要制约
因素并日趋严重。前人研究多集中于紫云英的播期、
播量、播种方式、田间肥水管理等生产种植方面[7]，而
对于紫云英作为绿肥在水稻上的应用效果研究较少。
本研究旨在探讨稻田在翻压紫云英作绿肥的情况下化
肥的合理施用量，最大限度地减少化肥投入，提高单位
面积水稻产量，提升土壤可持续生产能力，改善生态环
境，为绿肥紫云英在水稻生产上的推广应用提供科学
依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地点在信阳市农业科学研究所试验园区。信
阳市位于河南省南部，大别山北麓，淮河南岸，北纬
32°07，东经114°05，处于中国亚热带和暖温带的地理
分界线（秦岭—淮河）上，属亚热带向暖温带过渡区。
日照充足，年均1900~2100 h；年平均气温15.1~15.3℃，
无霜期长，平均 220~230天；降雨丰沛，年均降雨量
1109 mm，空气湿润，相对湿度年均77%。田间试验于
2009年 4月在信阳市农业科学研究所的试验园区进
行，试验地前茬空闲，供试土壤为水稻土，质地轻粘，土
壤pH值6.7，有机质2.14%，速效氮71.5 mg/kg，速效磷
16.5 mg/kg，速效钾78.2 mg/kg。
1.2 材料
水稻品种为信阳市农业科学研究所选育的‘珍辐
糯’，绿肥紫云英为信阳的农家品种。
1.3 试验设计
试验采用单因素随机区组设计，4次重复。按照化
肥的施用量共设6个处理。（1）ck，不翻压紫云英，不施
其他肥料；（2）100%化肥；（3）紫云英+ 100%化肥；
（4）紫云英+80%化肥；（5）紫云英+60%化肥；（6）紫云
英+40%化肥。紫云英翻压量为22500 kg/hm2，化肥为
尿素、过磷酸钙、氯化钾配合施用，100%化肥指当地常
规施肥量，施用量为N 165 kg/hm2、P2O5 112.5 kg/hm2、
K2O 112.5 kg/hm2。
绿肥紫云英于 2009年 4月 20日带水翻压作基肥，
化肥中的磷钾肥全部基施，氮肥按基肥：分蘖肥：孕穗
肥=3：2：1分次施入。小区面积6.67 m2，小区长3.33 m，
宽 2.0 m，小区间筑埂，上覆塑料薄膜防止串水串肥。
区组间留0.3 m宽的沟，便于上水和排水。水稻于5月
27日划行移栽，小区栽插密度16.7 cm×20 cm，每穴2~
3棵基本苗。移栽后灌浅水使秧苗返青，分蘖肥在移
栽后1周施用，孕穗肥在晒田复水后施用，其他田间管
理与大田一致。
1.4 样品的采集和分析方法
植株养分含量测定：在分蘖初期、分蘖盛期、孕穗
期、齐穗期、成熟期分别取代表性植株样 5穴（五点取
样法），在 105℃杀青 30 min，65℃烘干至恒重称重、测
定。结合干物质测定的植株样品，植株N、P、K全量分
析采用H2SO4–H2O2消化，N素测定用凯氏定N法，P
素测定用钼锑抗比色法，K素用火焰光度计法。
土壤养分含量测定：在移栽前、分蘖初期、分蘖盛
期、孕穗期、齐穗期、成熟期每个小区按 5点取样法取
土样混合，取样深度0~20 cm。分析土壤速效氮、速效
磷、速效钾等养分含量。速效氮用1 mol/L NaOH扩散
法测定；速效磷用pH 8.5的NaHCO3浸提，钼锑抗比色
法测定；速效钾用 pH 7.0的NH4Ac浸提，火焰光度计
法测定。
产量及其构成因素测定：成熟期每个处理取具有
代表性平均茎蘖数植株10穴，测定单株穗数、穗粒数、
实粒数、千粒重；水稻成熟后采用分区收割，单打单晒，
测定水稻产量。
数据处理采用Excel和SAS软件分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理下土壤养分含量的动态变化
土壤养分含量多少是衡量作物产量水平的重要指
标，图1、2、3显示了各处理在不同生育期的土壤养分含
量。
从图1可知，在同一生育期内，不同施肥处理间土壤
速效氮含量不尽相同，但变化趋势却基本一致。各处理
均以生育前期土壤速效氮含量最高，此时水稻秧苗营养
体小，消耗的土壤养分较少，且紫云英腐解及施入的肥
料向土壤中释放大量养分，土壤速效氮含量增多。进
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入分蘖盛期后，随着水稻的生长发育，吸肥能力增强，
土壤速效氮含量持续下降，至成熟期降至最低。不同施
肥处理间比较：翻压紫云英并配施100%、80%化肥两个
处理土壤速效氮含量始终最高。单施化肥处理的土壤
速效氮含量仅在分蘖初期高于翻压紫云英并配施60%、
40%化肥两个处理。到分蘖盛期以后，翻压紫云英的四
个处理的土壤速效氮含量均高于单施化肥处理。说明
施化肥前期肥料养分释放快，损失多，到后期养分供应
量少，土壤速效氮含量下降快；而翻压紫云英的四个处
理由于紫云英腐解不断地释放氮素养分，在水稻生育后
期还能保证养分的持续稳定供应，为水稻高产打下了良
好的营养基础。同时也说明了在减少化肥施用量的情
况下，翻压紫云英也能为土壤提供较多的氮素营养。
从图2可知，在同一生育期内，不同施肥处理间土
壤速效磷含量变化趋势也基本一致。在水稻分蘖期由
于紫云英的分解及化肥的施入，土壤速效磷含量增加，
到分蘖初期达到最高，随着水稻的生长发育，需肥量不
断增加，土壤速效磷含量持续下降，至成熟期降至最
低。其中在每个生育期都是无肥处理土壤速效磷含量
最低。由于紫云英含磷量少，所以各施肥处理间的土
壤速效磷含量差别不大。
从图3可知，在同一生育期内，不同施肥处理间土
壤速效钾含量变化趋势也基本一致。且与土壤速效氮
含量变化基本相同。在水稻分蘖期由于紫云英的分解
及化肥的施入，土壤速效钾含量迅速增加，随着水稻的
生长发育，吸肥能力增强，到分蘖盛期土壤速效钾含量
开始下降，成熟期降到最低。翻压紫云英的四个处理
由于紫云英腐解不断地释放钾素养分，土壤速效钾含
量在水稻整个生育期基本上都高于单施化肥处理。说
明了翻压紫云英后既使减少化肥施用量，也能为土壤
提供较多的钾素营养。
2.2 不同处理下水稻植株N、P、K累积吸收量的动态
变化
假设水稻根系积累的N、P、K归还于土壤，则水稻
植株各时期的累积吸收量为各生育期的地上部的干物
质产量与相应时期水稻植株养分含量的乘积。图 4、
图2 不同生长期土壤速效磷含量变化
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移
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前
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初
期
分
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盛
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孕
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期
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期
成
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期
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土
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速
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氮
含
量
/(mg
/kg)
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紫云英+100%化肥 紫云英+80%化肥
紫云英+60%化肥 紫云英+40%化肥
图1 不同生长期土壤速效氮含量变化
05
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前
分
蘖
初
期
分
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盛
期
孕
穗
期
齐
穗
期
成
熟
期
取样时期
土
壤
速
效
磷
含
量
/(mg
/kg)
ck 100%化肥
紫云英+100%化肥 紫云英+80%化肥
紫云英+60%化肥 紫云英+40%化肥
图3 不同生长期土壤速效钾含量变化 图4 不同生长期水稻植株地上部氮素吸收动态
020
4060
80100
120140
160180
移
栽
前
分
蘖
初
期
分
蘖
盛
期
孕
穗
期
齐
穗
期
成
熟
期
取样时期
土
壤
速
效
钾
含
量
/(mg
/kg)
ck 100%化肥
紫云英+100%化肥 紫云英+80%化肥
紫云英+60%化肥 紫云英+40%化肥
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初
期
分
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盛
期
孕
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期
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穗
期
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期
取样时期
水
稻
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株
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氮
量
/(kg/
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紫云英+100%化肥 紫云英+80%化肥
紫云英+60%化肥 紫云英+40%化肥
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吕玉虎等：翻压紫云英后化肥用量对稻田养分动态变化及产量效应的影响
5、6列出了不同时期水稻植株N、P、K累积吸收动态。
从图 4可以看出，各处理的植株氮素累积吸收量
随着水稻的生长发育进程，其累积吸收量都呈上升趋
势。各处理的植株氮素累积吸收量均表现为分蘖盛
期、孕穗期上升较快，到齐穗期上升较慢，到成熟期又
上升较快。其中，各个施肥处理在每个生育期的植株
氮素累积吸收量均比不施肥处理的高。翻压紫云英的
4个处理在孕穗期后的植株氮素累积吸收量均比不翻
压紫云英的 2个处理的高。到成熟期，翻压紫云英后
配施 100%、80%、60%、40%化肥的氮素累积吸收量比
仅施化肥处理的分别高 34、31.2、29、17.9 kg/hm2。说
明翻压紫云英后既可以降低化肥的施用量也能为水稻
提供更多的氮素营养，尤其是提高了水稻生育中后期
的氮素累积吸收量，从而更有利于水稻籽粒的形成。
从图 5可以看出，各处理的植株磷素累积吸收量
也是随着水稻的生长发育进程，其累积吸收量都呈上
升趋势。各处理的植株磷素累积吸收量均表现为分蘖
盛期、孕穗期上升较快，到孕穗期至成熟期上升平缓。
翻压紫云英后配施100%、80%、60%化肥的3个处理在
分蘖盛期后的磷素累积吸收量要高于无肥处理和仅施
化肥处理。到生育期后期，5个施肥处理的磷素累积
吸收量差别不大，推测原因是绿肥紫云英中含磷量较
少[7]。
从图 6可以看出，各处理的植株钾素累积吸收量
与氮、磷素的相似，也是随着水稻的生长发育进程，其
累积吸收量都呈上升趋势。各处理的植株钾素累积吸
收量均表现为分蘖盛期、孕穗期上升较快，这也与土壤
中钾含量较高有关。齐穗期到成熟期上升变慢。到成
熟期，翻压紫云英后配施100%、80%、60%、40%化肥的
钾素累积吸收量比仅施化肥处理的分别高27.6、26.2、
23.2、16.2 kg/hm2。说明翻压紫云英后既能降低化肥
的施用量也能为水稻提供更多的钾素营养，尤其是提
高了水稻生育中、后期的钾素累积吸收量。
2.3 不同处理对水稻产量效应及其构成因素的影响
2.3.1 水稻产量的变化 不同施肥处理的水稻产量列于
表1，从表中可知，绿肥+80%化肥处理水稻产量最高，
达到9424.5 kg/hm2，比单施化肥增产5.19%，增产达显
著水平；绿肥+100%化肥处理水稻产量位居其次，达到
9361.5 kg/hm2，比单施化肥增产 4.49%，增产达显著水
平；绿肥+60%化肥处理和绿肥+40%化肥处理的水稻
产量位居第三、第四，分别为9214.5 kg/hm2、9007.5 kg/hm2，
比单施化肥增产 2.85%、0.54%，产量差异不显著。翻
压紫云英后，以化肥施用量减少20%效果最好。
2.3.2 水稻产量构成因素的变化 决定水稻产量高低的
主要因素是有效穗、穗粒数、千粒重。水稻产量高低是
由上述三个因素综合作用的结果，其中一个因素偏低
就会导致产量下降。
从表 1可知，各处理的有效穗数、每穗粒数、每穗
实粒数均高于对照。各处理产量三要素表现出的规律
与产量规律基本一致。其中翻压紫云英的四个处理也
都比不翻压紫云英仅施 100%化肥时水稻产量三要素
表现略好，绿肥+ 80%化肥、绿肥+ 100%化肥、绿
肥+60%化肥、绿肥+40%化肥的有效穗数分别比单施
化肥高11.5%、6.1%、4.7%、3.3%，每穗实粒数分别比单
施化肥高 2.7%、3.4%、6.8%、5.5%，其主要原因是单施
化肥在水稻生长前期供肥过旺、后期供肥不足，而翻压
紫云英配施化肥在水稻全生育期都有充足的养分供
应。5个施肥处理的千粒重差别不大，以对照千粒重
最大，是由于无肥处理有效穗少，田间密度低，通风透
光条件好，有利于水稻后期籽粒生长。随着肥料的施
入，水稻有效分蘖增加，提高了有效穗数，相应地降低
了田间的通透性，影响了水稻千粒重的提高。由此可
010
2030
4050
6070
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蘖
初
期
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盛
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期
成
熟
期
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水
稻
植
株
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磷
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/(kg/
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紫云英+100%化肥 紫云英+80%化肥
紫云英+60%化肥 紫云英+40%化肥
图5 不同生长期水稻植株地上部磷素吸收动态 图6 不同生长期水稻植株地上部钾素吸收动态
0
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200
250
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蘖
初
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盛
期
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齐
穗
期
成
熟
期
取样时期
水
稻
植
株
吸
钾
量
/(kg/
hm2 )
ck 100%化肥
紫云英+100%化肥 紫云英+80%化肥
紫云英+60%化肥 紫云英+40%化肥
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见，翻压紫云英主要是提高了水稻的有效穗和每穗实
粒数，从而提高了水稻产量。
3 结论与讨论
（1）土壤养分含量是实现水稻高产的营养基础。
有关研究表明[9,12]，紫云英配合化肥施用，提高了土壤
速效养分和缓效养分含量，有利于土壤养分的积累。
试验中翻压紫云英并配施100%、80%化肥处理土壤速
效氮含量在水稻的整个生育期都最高；单施化肥处理
的土壤速效氮含量仅在分蘖初期高于翻压紫云英并配
施 60%、40%化肥处理，到分蘖盛期以后，翻压紫云英
的四个处理的土壤速效氮含量均高于单施化肥处理。
土壤速效钾含量变化与土壤速效氮含量变化相似。翻
压紫云英后，在减少化肥施用量的情况下，也能为土壤
提供较多的氮素、钾素营养，为水稻高产打下良好的营
养基础。
（2）紫云英与化肥配合施用，既满足了水稻对速
效养分的吸收利用，又利用了紫云英缓慢释放养分的
特点，持续不断地提供水稻所需养分，促进了水稻的
营养生长和生殖生长，比单施化肥提高了有效穗数和
每穗实粒数，最终达到提高水稻产量的目的。这与有
关研究结果基本一致[11-15]。紫云英与化肥配合施用对
水稻千粒重影响不大。
（3）李双来[10]等认为，紫云英稻田翻压能够减少用
肥量，每公顷施用22500 kg紫云英可减少20%~60%的
化肥用量，水稻产量没有显著性差异，但以替代20%化
肥效果最好，这也与刘英[9]等研究的结果类似。试验
中在翻压紫云英22500 kg/hm2后，以施用N 132 kg/hm2、
P2O5 90 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2（化肥常规用量的 80%）
对水稻增产效果最好，水稻产量达到9424.5 kg/hm2，比
单施化肥增产 5.19%，增产达显著水平。翻压紫云英
后，当化肥用量减少到 60%、40%的时候，其产量与单
施化肥差异不显著。因此，翻压紫云英后，在提高水
稻产量的情况下，化肥施用量至少可以减少20%，既减
少了水稻生产投入，又降低了环境污染，利用紫云英
作稻田绿肥，能达到增收节支、节能减排的良好效果。
参考文献
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39.
表1 各处理水稻的主要农艺性状及产量
处理
ck
100%化肥
紫云英+100%化肥
紫云英+80%化肥
紫云英+60%化肥
紫云英+40%化肥
有效穗数
/(×104/hm2)
165.0
222.0
235.5
247.5
232.5
229.3
每穗粒数
/个
156
160
168
171
172
171
每穗实粒数
/个
138
146
151
150
156
154
千粒重
/g
28.7
28.1
28.0
28.3
28.2
28.4
水稻产量
产量/(kg/hm2) 相对值
6751.5 d 75.36
8959.5 c 100.00
9361.5 ab 104.49
9424.5 a 105.19
9214.5 abc 102.85
9007.5 bc 100.54
注：不同小写字母表示处理间5%水平上的差异显著。
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