全 文 ：收稿日期:2010-10-25
基金项目:公益性行业(农业)科研专项经费项目(200803029)
作者简介:刘春增(1967-),男 ,河南平顶山人 , 副研究员 ,本科 , 主要从事绿肥利用评价与循环农业研究工作。
E-mail:Liucz321@yahoo.com.cm
＊通讯作者:李本银(1972-), 男 ,河南光山人 , 副研究员 ,博士 , 主要从事土壤环境科学研究。 E-mail:benyinli@foxmail.com
紫云英还田对土壤肥力 、水稻产量及其
经济效益的影响
刘春增1 ,李本银1＊,吕玉虎2 ,张玉亭1 ,王守刚1 ,曹卫东3
(1.河南省农业科学院 植物营养与资源环境研究所 ,河南 郑州 450002;2.信阳市农业科学研究所 ,
河南 信阳 464000;3.中国农业科学院 农业资源与农业区划研究所 , 北京 100081)
摘要:为研究紫云英还田与配施不同量化肥对土壤肥力 、水稻产量 、产量构成要素以及经济效益的
影响 ,采用田间小区试验 ,设置了不施肥(CK)、仅施当地常规化肥施用量(G 0N 225 P135K135)、紫云英
还田与当地常规化肥施用量的 100%、80%、60%、40%配施(GN 225 P135K 135 、GN 180 P108K 108 、GN 135
P81K 81 、G 90 P54K 54)6 个处理 。结果表明 ,紫云英与不同量化肥配施 ,均能明显提高耕层土壤有效
氮 、有效磷 、有效钾和有机质的含量 。且紫云英与当地常规施肥量 100%、80%、60%、40%配施 ,稻
谷产量比仅施化肥处理分别增产 4.5%、5.2%、2.8%、0.5%,其中 ,80%化肥量与紫云英配施的产
量显著高于仅施化肥处理(P <0.05)。同时紫云英和 80%、60%当地常规施肥量配施 ,其总净收益
均高于仅施化肥的处理。从稻谷产量 、净收益和产投比及环境友好性综合来看 ,紫云英还田与当地
化肥施用量的 80%和 60%配施是最优组合。
关键词:紫云英;化肥施用量;水稻;土壤肥力;经济效益
中图分类号:S511.01　　文献标识码:A　　文章编号:1004-3268(2011)05-0096-04
Effect of Incorpo ration of Astragalus sinicus on Soil Fer tility ,
Rice Yield and Economic Ef ficiency
LIU Chun-zeng1 ,LI Ben-yin1＊, L Yu-hu2 ,ZHANG Yu-ting1 ,
WANG Shou-gang1 ,CAO Wei-dong 3
(1.Institute of P lant Nutrition , Agricultur al Resources and Environmenta l Science ,
Henan Academy of Ag ricultural Sciences , Zhengzhou 450002 , China;
2.Xinyang Institute o f Agricultural Science , Xinyang 464000 , China;
3.Institute o f Agricultural Resources and Regional P lanning , Chinese Academy of
Ag ricultural Sciences , Beijing 100081 , China)
Abstract:A field experiment w as carried out to study the effect of incorporation of Astragalus si-
nicus combined w i th dif ferent amounts o f chemical fer tilizers on soil ferti li ty , rice yield compo-
nents and the yield and economic eff iciency.The experiment included six t reatments:no fert ilizer
(CK), only application o f chem ical ferti lize rs(G0N 225P13 5K 135), inco rpo ration of Astragalu sini-
cus (22500 kg/ha)w ith 100%, 80%, 60%, o r 40% of local ly t raditional amounts o f chemical
fert ili zers applied(GN 225 P135K 135 , GN 180P108K108 , GN 135P 81K 81 , GN 90 P54K 54).The resul ts show ed
incorpo ration of Astragalus sinicus w ith different amounts of chemical fer tilizers above signif i-
cant ly improved the contents of avai lable N , P , K and organic mat te r in the topsoil layer , and en-
　河南农业科学 ,2011 ,40(5):96-99
　Journal of Henan Ag ricultural Sciences
DOI :10.15933/j.cnki.1004-3268.2011.05.034
hanced the index of rice yield components , which resulted in higher yields.The yield w as in-
creased by 4.5%, 5.2%, 2.8% and 0.5% compared wi th the G 0N 225P135K13 5 t reatment separately
fo r the t reatments o f GN 225 P135K 135 , GN 180 P108K 108 , GN 135 P81K 81 and GN 90P 54K 54 , especially fo r
the t reatment o f GN 180P108K 108 , which yield w as signif icant ly highe r than the G 0N 225 P135K 135 t reat-
ment (P<0.05).Higher net income and ra tio of net income to to tal outlay were observed under
the treatments o f GN 180P108K108 and GN 135P 81K 81 than locally regular fer tilization(G 0N 225 P135K 135).
From the view point of rice yield , net income , rat io o f net income to to tal outlay and the envi ron-
ment , the inco rpo ration o f Astragalu sinicus at 22 500 kg per hectare w ith 80% or 60% of locally
t raditional amount o f chem ical ferti lize rs should be popularized in Xingyang , Henan province.
Key words:Astragalus Sinicus L.;Amount of chemical ferti lize rs applied;Oryza sativa L.;Soil
fert ili ty ;Economic eff iciency
　　紫云英(Astragalus sinicus L.),是豆科黄芪属越
年生草本植物 ,秋季套播于稻田中 ,是我国南方稻区
主要的冬季绿肥作物 。紫云英还田可增加土壤矿质
养分 、提高耕层土壤有机质含量 、降低土壤容重 、改善
土壤物理性状 、活化和富集土壤养分 、增加土壤微生
物活性 ,对保持水稻可持续生产具有重要意义[ 1-3] 。
在我国农业生产中 ,农家肥和绿肥在相当长的
时间内占绝对主导地位 ,直到 20世纪 80年代 ,我国
化肥工业快速发展 ,我国化肥施用量超过有机肥 ,此
后有机肥施用量快速萎缩而化肥施用迅猛增加[ 4] ,
到 2009 年 , 我国有机肥施用量占总施肥量不足
25%,施用化肥能迅速增加土壤的速效养分 ,提高农
产品的产量[ 5] ,对保障国家粮食生产安全起了至关
重要的作用。但近 30 a 来 ,农业生产中过度依赖化
肥 ,忽视有机肥或绿肥投入的现象十分严重。化肥
的过量施用造成了土壤酸化板结 、土壤微生物多样
性减少 、地下水硝酸盐污染 、湖泊和近海水体富营养
化[ 6-10] ,对农业生产和生态环境均产生了负面的影
响 ,同时大量施用化肥也降低了农产品的品质 。
长期施用有机肥 ,或有机肥与化肥配合施用 ,可
以改善土壤结构 、培肥地力 ,减少化肥的施用量 ,提
升肥料的利用率 ,提高农产品的品质与产量[ 11-14] 。
鉴此 ,针对淮河流域水稻产区 ,研究紫云英还田与不
同用量化肥配施对土壤肥力 、水稻产量构成要素 、水
稻产量及经济效益的影响 ,旨在为大规模推广绿肥
种植 ,保障耕地质量 、保护生态环境以及发展可持续
的农业提供理论依据 。
1　材料和方法
1.1　试验材料
供试作物为水稻 ,品种为信阳市农业科学院选
育的珍辐糯。绿肥紫云英为信阳当地品种。供试土
壤为水稻土 , pH6.4 、有效氮 53.3mg/kg 、有效磷
10.5mg/kg 、速效钾为 74.9mg/kg 、有机质 21.4
g/kg 。盛花期紫云英地上部氮 、磷 、钾含量分别为
3.36%、0.36%、3.18%,干物质占鲜质量的 8.9%。
1.2　试验设计
试验于 2009年在河南省信阳市农业科学研究
所试验园区进行。共设置 6个处理 ,即不施肥处理
(CK)、仅施化肥处理(G 0N225 P 135K 135)、紫云英还田
与当地常规化肥施用量的 100%(GN 225 P135 K135)、
80%(GN 180 P 108K 108)、60%(GN 135 P81 K 81)和 40%
(GN 90P 54K 54)配施 。其中当地常规化肥施用量 ,氮
(N)、磷(P 2O 5)、钾(K 2O)分别为 225 、135 、135kg/
hm2 。除不施肥处理外 ,磷 、钾肥全部基施 ,氮肥按
基肥∶分蘖肥∶孕穗肥=3∶2∶1的比例施用 。紫
云英异地翻压 ,施用量为 22 500 kg/hm 2(鲜质量)。
氮 、磷 、钾肥源分别为碳酸氢铵 、普通过磷酸钙和氯
化钾。每处理设置4个重复 ,小区面积均为 6.67m2
(长 3.33m ,宽 2.0m)。小区采用随机区组设计。
小区间做埂 ,上覆塑料薄膜防止串水串肥 ,且区组间
留 0.3m 宽的沟 ,便于排灌水。
1.3　田间管理
除不翻压紫云英的 2个处理外 ,其余每小区于
4月 14日异地翻压紫云英作底肥;5 月 21 日基施
氮 、磷 、钾肥 。
水稻于 5月 27日移栽 ,小区栽插密度 17 cm ×
20 cm ,即每公顷插秧 30万穴 ,每穴 2 ～ 3棵苗。按
照水稻栽培技术措施进行田间管理。根据水稻生长
的需要 ,按需灌溉和施用农药。
1.4　样品采集及测定
于成熟期调查水稻主要产量构成要素 、采集耕
层土壤(0 ～ 20cm)样品。水稻产量实打实收 。土壤
pH 按水∶土=2.5∶1 的比例用复合电极测定 ,有
机质用油浴外加热法 、有效磷用 0.5mol/ L 碳酸氢
钠浸提 、速效钾用 1.0mol/ L 乙酸铵浸提 ,有效氮用
2.0mol/ L 氯化钾浸提 ,用连续流动分析仪测定 ,具
体方法按文献[ 15]进行 。
·97·
　第 5期　　　　　　刘春增等:紫云英还田对土壤肥力 、水稻产量及其经济效益的影响
1.5　数据处理
数据用 SPSS11.5软件 ,在 P<0.05或 P<0.01
水平下进行统计分析 ,结果采用 Duncan s新复极差
测验进行多重比较。
2　结果与分析
2.1　不同施肥处理对土壤养分含量的影响
由表 1可知 ,不施肥(CK)处理耕层土壤有效氮
含量显著低于仅施用化肥或化肥与紫云英配施的处
理。紫云英与不同化肥量配施(化肥量由高至低 ,下
同)的 4个处理的耕层土壤有效氮含量分别比仅施
化肥处理高 23.2%、15.3%、12.2%和 7.6%,差异
均达到显著水平(P<0.05)。其原因可能是 ,紫云
英分解能及时补充增加耕层土壤有效氮含量 。
不施肥处理的耕层土壤有效磷含量比施用化肥
或紫云英与不同量化肥配施的 5个处理低 6.9%～
24.5%,且差异达到显著水平(P <0.05)。其原因
可能是 ,作物大量吸收了耕层土壤的有效磷 ,而没有
得到及时补充。施用化肥(磷肥)或紫云英与不同量
化肥配施 ,均能显著提高耕层土壤有效磷含量 ,尤其
是紫云英与不同量化肥配施分别比仅施化肥处理有
效磷含量高 23.2%、12.3%、10.0%和 3.5%。这是
由于本试验所施用 22500kg/hm2 紫云英可补充磷
(P2O 5)17.8 kg/hm2 。
同样 ,不施肥处理耕层土壤有效钾含量 ,比仅施
化肥或紫云英与不同量化肥配施低 7.5%～ 34.6%,
其差异达到显著水平(P <0.05)。另外 ,紫云英与
100%、80%、60%的化肥量配施处理 ,耕层土壤有效
钾含量也分别比仅施化肥处理分别高 19.7%,
10.5%和 1.8%,其中前二者耕层土壤有效钾含量
显著高于仅施化肥处理(P<0.05)。
表 1　不同施肥处理对耕层土壤有效氮 、磷 、钾
和有机质的影响
处理 有效氮/(mg/ kg)
有效磷/
(mg/ kg)
有效钾/
(mg/ kg)
有机质
(g/ kg)
CK 47.85e 8.78e 58.68e 21.60b
G 0N 225 P135K 135 53.04d 9.44d 75.00c 24.17a
GN 225P135K135 65.32a 11.63a 89.78a 24.72a
GN 180P108K108 61.18b 10.60b 82.84b 24.95a
GN 135 P81K81 59.49b c 10.38b c 76.36c 24.69a
GN 90P54K 54 57.05 c 9.77cd 63.41f 24.86a
　注:各列不同小写字母表示达 0.05显著水平(P<0.05)
有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标之一 。
不施肥处理 ,其耕层土壤有机质显著低于施化肥和
紫云英与不同量化肥配施的处理(P <0.05)。但仅
施化肥或紫云英与不同量化肥配施 ,其处理间有机
质含量无显著差异 ,这说明施用化肥或紫云英与化
肥配施 ,均能保持或增加耕层土壤有机质的含量 。
2.2　不同施肥处理对水稻产量构成要素及产量的
影响
不同施肥处理对水稻的株高和穗长有明显的影响
(表2)。由表 2可知 ,所有施肥处理水稻株高和穗长均
比对照高(长),说明增施化肥或者化肥配施紫云英均
能明显促进水稻的营养生长和生殖生长 ,促使水稻植
株生长高大健壮 ,为水稻高产打下良好的营养基础。
其中 ,翻压紫云英的 4个处理略高于不翻压紫云英仅
施化肥的处理 ,表明翻压紫云英后 ,水稻在整个生育期
能得到持续的养分供应 ,比单施化肥更有利于水稻的
生长发育 ,水稻最高分蘖亦表现出相同趋势。
水稻产量高低是产量三要素综合作用的结果 ,
其中一个要素偏低就会导致产量下降。从表 2 可
见 ,各施肥处理的有效穗数 、穗粒数 、千粒重均高于
对照。除GN 135 P81K81 、GN 180 P108K 108 2个处理千粒
重较仅施化肥处理略有减少外 ,化肥配施紫云英还
田的 4 个处理水稻产量三要素好于仅施化肥
(G 0N 225 P135K 135)的处理 。
水稻产量受不同施肥处理影响较大。由表 2亦
可看出 ,各施肥处理的水稻产量均高于不施肥处理 ,
差异均达到显著水平。与仅施化肥处理相比较 ,紫
云英与不同量化肥配施的 4个处理 ,产量均有提高 ,
其中 GN 180 P108K 108比仅施化肥处理增产了 5.2%,
差异达到显著水平(P<0.05)。
2.3　不同施肥处理对经济效益的影响
若不考虑劳动力 、灌溉等成本 ,仅从投入种子 、
化肥 、农药支出费用和稻谷收入来分析紫云英还田
和不同用量化肥配施的经济效益(表 3)可知 ,不施
肥处理稻谷净收入最低 ,而稻谷收入 GN 180 P108K108
处理最高 ,GN 225P135K 135处理次之 。
从净收益来分析 ,紫云英翻压与当地化肥施用
量的 80%、60%、40%的 3个处理 ,其每公顷净收益
均在 15 400 元左右 ,比仅施化肥和紫云英还田与
100%化肥配施净收益分别增加约为 4.5%和
3.5%。这说明 ,紫云英还田与化肥减量 ,能提高水
稻生产净收益。
从产投比分析可以看出 ,不施肥处理产投比最
高 ,但这个结果是由于连续几十年培肥的结果 ,初次
不施肥对产量影响不太显著之缘故。从仅施化肥或
紫云英与不同量化肥配施的 5 个处理来看 ,紫云英
翻压与当地常规施肥量 40%的处理产投比最高 ,紫
云英翻压与当地常规施肥量 60%的处理次之 ,紫云
英翻压与当地常规施肥量配施产投比最低 ,而仅施
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河南农业科学 第 40卷　
化肥或紫云英翻压与当地常规施肥量 80%的处理 , 其产投比相差不大 。
表 2　不同施肥处理对水稻产量及产量构成要素的影响
处理 株高/ cm 穗长/ cm 最高分蘖/(×104/ hm 2)
有效穗/
(×104/ hm2) 穗粒数/个 实粒数/个 千粒重/ g
产量/
(kg/ hm 2)
CK 103.8 25.9 246.0 165.0 156 138 27.9 6751.9c
G 0N225P135K 135 113.5 26.0 310.5 222.0 160 136 28.1 8958.8b
GN 225P135K 135 116.0 26.6 339.0 235.5 170 151 28.5 9361.9ab
GN 180P108K 108 113.9 26.5 370.5 247.5 161 140 28.0 9423.8a
GN 135P81K 81 116.2 26.9 355.5 232.5 192 166 28.0 9213.8ab
GN 90 P54K 54 113.9 26.2 319.5 295.0 171 154 28.6 9007.5b
表 3　不同施肥处理的经济效益分析
处理 稻谷收入/(元/ hm2)
稻种支出/
(元/ hm2)
紫云英种子费/
(元/ hm2)
紫云英肥料费/
(元/ hm 2)
水稻肥料费用/
(元/ hm2)
总投入/
(元/ hm2)
净收入/
(元/ hm2) 产投比
　CK 12 964 405 0 0 0 405 12559 31.0
　G 0N 225P135K 135 17 201 405 0 0 2070 2475 14726 5.9
　GN 225P135K 135 17 975 405 270 350 2070 3095 14880 4.8
　GN 180P108K 108 18 094 405 270 350 1656 2681 15413 5.7
　GN 135P81K 81 17 690 405 270 350 1242 2267 15423 6.8
　GN 90 P54K 54 17 294 405 270 350 828 1853 15441 8.3
注:稻谷按 1.92元/ kg ,水稻种 36元/ kg ,每公顷需水稻种 22.5kg ,紫云英种子 9元/ kg ,每公顷需紫云英种子 30kg ,种植水稻和紫云英投
入 N、P2O5 、K 2O 价格分别是 1.6元/ kg , 6.4元/ kg , 6.1元/ kg ,每公顷紫云英施肥量 N 为 34.5kg (即尿素 75kg/ hm2), P2O5 36kg/ hm2
(即过磷酸钙 300kg/ hm2),农药支出每公顷约为 70元
3　结论
紫云英还田(22 500 kg/hm2)与当地常规化肥
施用量的 100%、80%、60%、40%配施 ,能明显提高
耕层土壤有效氮 、有效磷含量;紫云英与不同量的化
肥配施 ,其稻谷产量均高于仅施用常规化肥的处理;
从培肥土壤地力 、净收益 、产投比以及可持续生产等
方面综合考虑 ,紫云英还田与当地常规化肥施用量
的 80%和 60%配合施用 ,是值得推荐的配施方案 。
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