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紫云英一次播种多年还田对中稻产质量及土壤肥力的影响



全 文 :收稿日期:2013-01-31
基金项目:福建省公益类科研院所专项(2011R1024-6);福建
省自然基金(2012J01158)
作者简介:李 昱(1963-),男,福建宁德市人,研究员,主要
从事植物营养与肥料研究。
紫云英一次播种多年还田对中稻产质量
及土壤肥力的影响
李 昱,何春梅,李清华,王 飞,林 诚
(福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建 福州 350013)
摘 要:为研究紫云英一次播种多年繁殖利用对后作水稻产量、品质及土壤培肥的作用,以不施用紫云英为空白对照,设置不同时
期翻压紫云英的处理,分析紫云英不同翻压期自然繁殖 3 a后中稻的产量、品质以及土壤有机碳含量等土壤养分。结果表明,一次
播种多年翻压紫云英有利于提高后作水稻的产量、品质,增加土壤养分,改善土壤容重和孔隙度,培肥效果最好的是 2层黑荚翻压
紫云英,与空白处理相比,稻谷增产 14.2%,土壤有机碳含量提高 29.2%。
关键词:紫云英;产量;水稻;土壤肥力
中国分类号:S513 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2013)05-0042-03
Effects of Sowing Astragalus sinicus for One Time and Returning it to Fields for
Many Years on Yield and Quality of Medium Rice and Soil Fertility
LI Yu, HE Chun-mei, LI Qing-hua, WANG Fei, LIN Cheng
(Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, PRC)
Abstract: In order to study the effects of sowing Astragalus sinicus for one time and returning it to fields for many years
on yield and quality of rice and soil fertility, the field with non-sowing Astragalus sinicus was taken as blank control and
the treatments of returning Astragalus sinicus to field at different periods were set to analyze yield and quality of medium
rice and soil nutrients (such as content of organic carbon) after three years of natural reproduction of Astragalus sinicus
with different returning periods. The results showed that sowing Astragalus sinicus for one time and returning it to fields for
many years is beneficial for enhancing yield and quality of rice, increasing soil nutrients, and improving soil bulk density
and soil porosity. The best fertility improvement effect showed in treatment of returning Astragalus sinicus to the field when
the second layer of pod turned to black, and in comparison with blank control, the yield of rice in the treatment increased
by 14.2%, the content of organic carbon in soil increased by 29.2%.
Key words: Astragalus sinicus; yield; rice; soil fertility
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,在培育土壤、改善环境、提
高农产品产量和品质、减少化肥投入等方面发挥着
重要作用[1-2]。紫云英一次播种多年繁殖利用技术
是指利用紫云英种子在自然条件下生长至有一定
种子量时,翻压入土,存种于土壤,待秋后休眠解
除,自然萌发成苗这一特性,达到一次播种多年繁
殖利用的目的。经前人实践证明,紫云英一次播种
多年繁殖利用方法简单,技术可行[3]。但前人有关
一次播种多年繁殖利用技术对后作水稻产量构成
因子、品质及稻田土壤养分的影响从机理上研究较
少,且不够深入。为此,研究了紫云英一次播种在
不同时期翻压自然繁殖的紫云英鲜草 3 a后,对中
稻产量、品质及土壤有机碳含量等土壤养分的影
响,并从机理上探讨了紫云英一次播种多年繁殖利
用培肥土壤的效果,以及对后作水稻产质量的影
响,为紫云英一次播种多年繁殖利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验为定位试验,于 2009~2012 年在福建省
福州市闽清县金沙镇上演村进行,海拔 252 m,试
验土壤为灰黄泥田。土壤理化性质:有机质 25.3 g/
kg,碱解氮 198.5 mg/kg,有效磷 32.9 mg/kg,速效钾
73.7 mg/kg,pH 值 5.3。供试紫云英品种为闽紫 5
号,水稻品种为天丰优 316。
1.2 试验设计
试验设 5 个处理:(1)1 层黑荚翻压;(2)2 层
湖南农业科学 2013,(05):42~44 Hunan Agricultural Sciences
DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2013.05.033
黑荚翻压;(3)3层黑荚翻压;(4)盛花期翻压;(5)
不翻压紫云英(CK)。3次重复,随机区组排列。为
防止肥水相互渗漏,各小区四周做宽 30 cm,高 20
cm的田埂,并用薄膜覆盖。每小区面积 3 m×6 m=
18 m2,密植规格 24 cm×24 cm,栽插密度一致。每
小区种植中稻 325株(横 13株,竖 25株),每蔸一
本。试验中各试验小区除紫云英翻压时期不一致
外,其他农业管理措施一致。
1.3 具体实施情况
试验管理:2009年 9月 21日紫云英种子拌沙
播种,种子用量 22.5 kg/hm2;9月 28日开环田沟,
做到雨停不积水,遇旱灌“跑马水”,使土壤保持湿
润状态;为降低田间地下水位,促使紫云英根系良
好生长,分别于每年 2月上旬和 9月中下旬清沟。
试验施肥:2009年始,每年 11月中下旬施钙
镁磷肥 240 kg/hm2,每年 2 月上旬追施尿素 52.5
kg/hm2,氯化钾 75 kg/hm2。
1.4 考察项目
在紫云英种子播后第 1年翻耕前,考察紫云英
农艺性状,称量紫云英翻压鲜重;对紫云英翻压 3 a
后的水稻各处理定点 5株观察有效穗,在水稻成熟
期取定株观察的 5株考种,同时取 0~20 cm土层测
定土壤有机碳、速效氮、有效磷、速效钾的含量。
2 结果与分析
2.1 紫云英不同翻压期的主要农艺性状
表 1 显示,2010 年紫云英的出苗数和分枝数
各处理差异不显著,保证了试验的一致性。但紫云
英不同翻压期直接影响了翻压量和每株黑荚数,紫
云英越早翻压,翻压量越多,黑荚数越少。
2.2 紫云英不同翻压期对中稻干物质量及
收获指数的影响
表 2显示,紫云英一次播种多年繁殖其不同翻
压期都会提高后作水稻的稻草、稻谷及总干物质
量,其中 2层荚翻压处理的水稻稻草产量、稻谷产
量和总干物质量最高,与其他处理差异达显著水
平;其次是 1层荚翻压和 3层荚翻压处理;再次是
盛花期翻压处理。从收获指数看,除了 2层荚翻压
处理的水稻收获指数高于空白对照 CK外,其余各
处理均低于空白对照 CK。综合分析可知 2层荚翻
压最有利于提高水稻干物质量和收获指数。
2.3 紫云英不同翻压期对中稻产量及其构
成因素的影响
由表 3可以得出,紫云英一次播种多年繁殖利
用能提高中稻每穗实粒数、千粒重、结实率及有效
穗,从而促进稻谷产量的提升。不同翻压时期对中
稻产量增加最多的是 2层荚翻压处理,比空白对照
CK增产 14.2%;其次是 1层荚和 3层荚翻压处理,
比空白对照 CK增产 4.3%;盛花期翻压处理产量
增产最少,为 2.9%。
2.4 紫云英不同翻压期对中稻稻谷品质的
影响
稻田翻压紫云英能提高稻谷品质。从稻谷碾磨
品质看(表 4),翻压紫云英的各处理稻谷的糙米
率、精米率、整精米率都比空白处理高。其中 2层荚
翻压处理稻谷糙米率、整精米率最高;其次是 1层
荚翻压和 3层荚翻压处理。从营养品质看,翻压紫
云英处理的粗蛋白含量均高于空白对照 CK处理,
说明翻压紫云英能提高稻米品质。从稻米外观来
看,翻压紫云英处理均能降低稻米垩白率,提升稻
米外观品质。
2.5 紫云英不同翻压期对 3 a 后稻田土壤
肥力的影响
由表 5可知,3 a紫云英繁殖与翻压能提高稻
表 1 紫云英不同翻压期主要农艺性状比较
处 理
1
2
3
4
出苗数
(万/hm2)
307.20
303.90
305.25
305.10
每株分枝数
(枝)
4.23
4.31
4.26
4.33
翻压量
(kg/hm2)
11 473.1 bB
9 437.4 cC
7 811.7 dD
18 601.5 aA
每株黑荚数
(个)
5.5 fF
17.3 dD
20.8 bB
0
注:表中同列不同小/大写字母表示差异达显著/极显著水平,下同。
表 2 不同翻压期对中稻干物质的影响
处 理
1
2
3
4
5(CK)
稻草产量
(kg/hm2)
7 995.0 bB
8 299.5 aA
8 097.0 bAB
7 681.5 cC
7 437.0 dC
稻谷产量
(kg/hm2)
7 645.5 bB
8 371.5 aA
7 641.0 bB
7 537.5 bcB
7 327.5 cB
总干物质量
(kg/hm2)
15 640.5 bB
16 671.0 aA
15 738.0 bB
15 219.0 bcB
14 764.5 cB
收获指数
(%)
48.9 bcB
50.2 aA
48.6 cB
49.5 abAB
49.6 abAB
表 3 不同翻压期对中稻产量及其构成因素的影响
处 理
1
2
3
4
5(CK)
每穗
粒数
143.6
169.5
155.7
141.4
129.7
千粒重
(g)
26.75
27.95
26.34
26.68
25.67
结实率
(%)
90.2
89.7
89.3
87.2
87.0
有效穗数
(万穗/hm2)
190
206
177
166
159
产 量
(kg/hm2)
7 645.5
8 371.5
7 641.0
7 537.5
7 327.5
增产率
(%)
4.3
14.2
4.3
2.9
-
第 05期 李 昱等:紫云英一次播种多年还田对中稻产质量及土壤肥力的影响 43
(上接第 41页)
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(责任编辑:卢红玲)
表 5 不同翻压期对中稻田土壤肥力的影响
处 理
基础土样
1
2
3
4
5(CK)
有机碳
(g/kg)
14.85
16.58
17.67
16.24
15.23
13.68
全 氮
(g/kg)
2.32
2.46
2.52
2.43
2.37
2.23
碱解氮
(mg/kg)
198.5
230.6
238.4
226.1
213.4
188.8
有效磷
(mg/kg)
32.9
35.6
37.4
36.2
35.4
33.7
速效钾
(mg/kg)
73.7
73.2
73.8
74.1
73.9
72.8
土壤容重
(g/cm3)
1.28
1.23
1.15
1.20
1.17
1.27
土壤孔隙
度(%)
64.37
65.38
65.71
65.24
65.13
64.52
田土壤养分,改善土壤容重和孔隙度。从有机碳含
量看,无绿肥翻压的对照(CK)处理有机碳含量下
降至 13.68 g/kg,不同时期翻压紫云英处理的有机
碳含量比对照提高了 11.3%~29.2%,其中 2层荚翻
压处理的稻田土壤有机碳含量最高,达 17.67 g/kg,
其次是 1层荚翻压处理。土壤全氮、碱解氮、有效磷
等养分含量也以 2层荚翻压处理的最高,说明 2层
荚翻压最有利于后作水稻土壤的培肥。此外,翻压
紫云英处理的土壤容重在 1.15~1.23 g/cm3间,土
壤孔隙度为 65.13%~65.71%,土壤松紧适宜,说明
翻压紫云英有利于改良土壤性状。
3 小结与讨论
紫云英固氮能力强 [4],试验研究表明,一次播
种多年翻压紫云英有利于提高后作水稻的产量、品
质,增加稻田土壤养分,改善土壤容重和孔隙度。此
外,紫云英不同翻压时期会影响其培肥效应,其中
培肥效果最好的是 2层黑荚翻压紫云英,与空白对
照 CK 处理相比,稻谷产量增加 14.2%,土壤有机
碳含量提高 29.2%。紫云英翻压过早如在盛花期翻
压,此时其养分含量较高,但没有荚果,因而培肥效
应主要是在当季作物;1层荚翻压紫云英其黑荚数
少,影响翌年紫云英出苗数;而紫云英翻压太迟如
在 3层黑荚翻压,此时黑荚数最多,但其植株干枯,
养分含量较低,培肥效果最差,同时因紫云英黑荚
数多而使翌年紫云英出苗过密,导致苗性状不良,
也会影响其培肥效果。
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(责任编辑:卢红玲)
表 4 不同翻压期对中稻稻谷品质的影响
处 理
1
2
3
4
5(CK)
糙米率
82.9
84.1
83.5
83.1
82.6
精米率
71.4
71.3
71.2
70.8
70.8
整精米率
65.4
66.1
65.7
65.3
65.0
粗蛋白
8.162
8.231
8.054
7.933
7.748
垩白率
20.3
20.8
20.5
21.0
21.6
(%)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
湖南农业科学 第 05期44