全 文 ：收稿日期：2012-09-18
基金项目：浙江省重大科技专项重点农业项目（2009C2001-TZ）；浙江省台州市应用技术研究与开发项目（091TG06）
作者简介：王伯诚（1960-），高级农艺师，主要从事生物技术和植物营养研究与应用工作，E-mail：wbc1960@163.com
0 引言
【研究意义】紫云英是一种菜饲肥兼用的传统作
物，作为绿肥，是一种优质有机肥料，紫云英带籽翻耕
是一种新型的绿肥利用方式，近年在浙江台州一带稳
步推进，成效显著。其技术特点是：省工省种节本，便
于集中用工；一次播种，多年受益；带籽紫云英翻耕入
带籽紫云英翻耕对水稻产量及稻田
土壤性质的影响
王伯诚，赖小芳，陈银龙，项玉英，陈 剑
（台州市农业科学研究院，浙江 临海 317000）
摘要：【目的】研究带籽紫云英作为绿肥对稻田土壤性质的影响，为推进绿肥生产和农田可持续利用提供依据。
【方法】开展3年田间定位试验，第一年设置4个不同紫云英翻压量（2.81，5.61，8.42，11.23t/ha）处理，无紫云英翻压作
对照处理，后两年均延续上一年试验结果，每年水稻移栽前将各小区田面自然长出的带籽紫云英测产后直接翻耕；测
定水稻产量及稻田土壤养分、生物学性质以及水稳性团聚体等指标。【结果】紫云英带籽翻耕的绿肥处理可使水稻有
效穗及产量显著增加，并增加土壤中的有机酸，同时土壤磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶等活性均明显提高；土壤水溶
性有机碳随绿肥施用量增加而升高，但过多绿肥施用量会抑制土壤微生物量碳；土壤由大团聚体和微团聚体向中微
团聚体富集。【结论】带籽紫云英作为绿肥施用能起到改善土壤理化性质和生物学性质，稳步提高土壤肥力，显著增加
水稻产量的作用，水稻移栽前翻压量以不超过8.42t/ha（干重）为宜。
关键词：带籽紫云英；翻耕；水稻产量；稻田土壤养分；土壤性质
中图分类号：S142.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2013）03-0437-05
DOI：10.3969/j：issn.2095-1191.2013.3.437
南方农业学报 JOURNAL OF SOUTHERN AGRICULTURE 2013，44（3）：437-441
ISSN 2095-1191；CODEN NNXAAB http：//www.nfnyxb.com
Effects of Astragalus sinicus ploughed at maturity stage on rice
yield and soil properties of paddy field
WANGBo-cheng，LAIXiao-fang，CHENYin-long，XIANGYu-ying，CHENJian
（Taizhou Academy of Agricultural Sciences，Linhai，Zhejiang 317000，China）
Abstract： 【Objective】The effects of Astragalus sinicus ploughed at maturity stage as green manure on paddy soil
properties were studied to provide references for advancing the production of green manure and sustainable development of
field. 【Method】A three-year field positioning experiment was carried out. In the first year，five different levels（0，2.81，
5.61，8.42，11.23 t/ha） of Astragalus sinicus ploughed at maturity stage were designed. And in the next two years，the
amounts of Astragalus sinicus at maturity stage ploughed were based on the natural growth amounts of Astragalus sinicus at
maturity stage of the year in each plot field. The yields of Astragalus sinicus at maturity stage were estimated and ploughed
directly before rice transplanting. Rice yield，soil nutrients，biological properties and water-stable aggregates of paddy fields
were measured as well. 【Result】The effective panicles and rice yields increased significantly after ploughing Astragalus
sinicus at maturity stage. Meanwhile，the organic acid content in paddy field increased and the activities of soil phos-
phatases，invertase and catalase were higher. The soil dissolved organic carbon also increased with the increasing applica-
tion of green manure. However，excess amount of green manure inhibited the soil microbial biomass carbon content. The
macro aggregates and micro aggregates richened closer to middle aggregates. 【Conclusion】 As green manure，the use of
Astragalus sinicus at maturity stage could improve soil physicochemical and biological properties，boost soil fertility and in-
crease rice yield significantly. But the ploughing amount of Astragalus sinicus at maturity stage before rice transplanting
should be less than 8.42 t/ha （dry weight）.
Key words： Astragalus sinicus at maturity stage； ploughing； rice yield； paddy soil nutrients； soil properties
南 方 农 业 学 报
土后，其草秆为有机肥，其种子裸籽或带荚在稻田表
层休眠越夏，在水稻黄熟期田面落干后自然出苗（王
伯诚等，2011）。研究紫云英带籽翻耕对水稻产量及稻
田土壤性质的影响对进一步推进绿肥生产，解决土
壤退化均具有重要意义。【前人研究进展】土壤有机
质是土壤的重要组成部分，是土壤肥力的物质基础，
也是评价土壤肥力高低的重要指标之一，影响作物的
产量和品质（彭志红等，2009）。已有研究表明，紫云英
不仅可以改善土壤的理化性质，提高土壤有机质、全
氮（王居里和余一江，1997）、碱解氮（王健波等，
2012）含量，活化和积聚土壤矿质养分（徐昌旭等，
2011），还可以增加土壤孔隙度、降低土壤容重（周开
芳和何炎，2003），提高土壤微生物数量（刘国顺等，
2006）。带籽紫云英进行旋耕翻压，称为紫云英带籽翻
耕，或结荚翻耕、带荚翻压，已有报道其作为绿肥的培
肥增产技术（丁坦连和朱贵平，2008），或关于土壤养
分和作物产量的研究（朱贵平等，2012）。【本研究切入
点】目前涉及带籽紫云英翻耕对稻田，特别是在水田
条件下的土壤养分和土壤生物学特性、土壤团粒结构
等影响的报道较少。【拟解决的关键问题】探明紫云英
带籽翻耕对稻田土壤理化、生物学特性等的影响，为
其进一步推广应用及提升稻田土壤质量提供依据。
1 材料与方法
1. 1试验材料
于2009~2011年在浙江省仙居县朱溪镇后塘村（N
28°42′、E 120°45′）低丘缓坡梯田上进行试验，供试土
壤为红壤类紫粉泥土。土壤基本理化性质为：pH 6.63，
有机质 25.5 g/kg，全氮1.77 mg/kg，碱解氮170 mg/kg，
有效磷12.8 mg/kg，速效钾130 mg/kg。前作供试紫云
英品种为宁波大桥种，后作单季稻品种3年依次为天
丝香、嘉优99、钱优100。氮磷钾化肥为尿素（N 46%，
山东瑞星化工有限公司产）、过磷酸钙（P2O512%，湖
南衡阳化工总厂产）、氯化钾（K2O 60%，加拿大产，中
化化肥有限公司经销）。
1. 2试验方法
2009年，按不同紫云英带籽翻耕量设5个处理，处
理1（CK）：不使用紫云英翻耕，纯化肥区；处理2~5为
紫云英带籽翻耕，翻耕量（整株草秆干物重，地上部和
地下部总和）依次为：2.81、5.61、8.42、11.23 t/ha，试验
带籽紫云英实物干草率为21.7%。该年当地稻田的带
籽紫云英产量为3.78~6.29 t/ha。小区面积20 m2，随机
区组排列，3次重复。2010~2011年，延续上一年5处理
试验带来的结果，每年水稻移栽前将各小区田面自然
长出的带籽紫云英测产后直接翻耕。紫云英翻耕时间
在水稻移栽前10~12 d，水稻移栽密度、化肥用量等各
小区一致，按当地常规操作进行。
1. 3测定项目及方法
水稻成熟期考查单位面积有效穗，取植株样品分
析水稻经济性状，收获时各小区分别收割脱粒晾晒过
秤。水稻收割后各小区分别取耕作层0~20 cm土壤样
品，实验室分析测定。pH、有机质、全氮、速效养分、水
稳性团聚体：采用常规分析方法（鲁如坤，2000）；土壤
（鲜土）水溶性有机碳：重铬酸钾外加热法（张金波，
2005）；（鲜土）微生物量碳：氯仿熏蒸浸提法（中国科
学院南京土壤研究所土壤物理室，1978）；磷酸酶，为
酸性磷酸酶：对硝基苯磷酸二纳法（干土）；蔗糖酶：
3，5-二硝基水杨酸比色法（干土）；过氧化氢酶：高锰
酸钾滴定法（干土）（关松荫，1986）。观测紫云英出苗
和生长情况，每年考查和记载紫云英带籽翻耕时的草
秆量、种子量。于2011年 1月10日测定耕层土壤水稳
性团聚体，各级别团聚体的质量百分含量计算公式：
各级别团聚体质量百分含量（干基）=该级别团聚体质
量/土壤样品总质量×100%。
1. 4统计分析
试验结果利用DPS 7.05软件进行方差分析，多重
比较为LSD法，或者取平均值。
2 结果与分析
2. 1不同处理对水稻产量及经济性状的影响
2009年紫云英翻压量为人工控制量，2010、2011
年为自然出草量。据草籽考查，小区进行带籽紫云英
翻耕时随草秆一起进入耕作层的种子量2009年为
118.5~478.5 kg/ha，2010年为249.0~334.5 kg/ha，2011
年为279.0~307.5 kg/ha。总体表现为上一年翻压数量
多的，初期群体密度高，但结荚期各翻耕处理的草秆
量和种子量差异逐渐减少（表1），其原因是苗长高后，
被挤在下面的小苗遮阴后枯萎。
从表1可以看出，与对照相比，带籽紫云英处理水
稻产量均显著或极显著增产，且增产作用有逐年递增
的趋势。第1年增产10.1%~14.1%，第2年增产9.7%~
表 1 不同处理对草秆量及水稻产量的影响
Tab.1 Stalkweightandriceyieldunderdifferenttreatments
2009年
1（CK） - 5.05bB - 6.70bB - 7.25dC
2 2.81 5.60aA 7.57 7.35aA 7.16 8.15cB
3 5.61 5.75aA 7.17 7.40aA 8.28 8.35bA
4 8.42 5.80aA 7.37 7.65aA 8.63 8.45aA
5 11.23 5.70aA 8.37 7.70aA 8.37 8.50aA
处理
Treatment草秆量
（t/ha）
Stalk
weight
水稻产量
（t/ha）
Rice
yield
草秆量
（t/ha）
Stalk
weight
水稻产量
（t/ha）
Rice
yield
草秆量
（t/ha）
Stalk
weight
水稻产量
（t/ha）
Rice
yield
2010年 2011年
1、表中草秆量为翻耕时干物重，2009~2011年田间草秆干草率依次为
21.7%、23.1%和50.0%；2、同列数据后不同大小写字母分别表示差异
极显著（P<0.01）和显著（P<0.05）。下同
1.Thestalk weight wasthedryweight duringploughing.In 2009-2011,
thedryweightratesofstalkwere21.7%，23.1% nd50.0%，resp ctive-
ly.2.Differentcapitalandsmalllettersinthesamecolumnrepresentsig-
nificant difference at 0.01 and 0.05Plevels，re pectively. The same ap-
pliesbelow
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王伯诚等：带籽紫云英翻耕对水稻产量及稻田土壤性质的影响
表 2 2010年带籽紫云英还田对水稻经济性状的影响
Tab.2 EffectsoffertilizingbyploughingAsragaussinicusonecon miccharactersofrice
1（CK） 155.5cB 123.0 27.8 230.9 77.6 179.1 25.30 7.05bB
2 181.0bA 119.1 27.2 230.5 77.8 179.4 25.53 8.29aA
3 182.3bA 120.6 27.4 228.7 78.5 179.6 25.27 8.27aA
4 183.5abA 121.3 27.6 228.1 74.4 169.8 25.01 7.79aA
5 188.3aA 120.2 26.1 220.5 77.7 171.3 24.78 7.99aA
处理
Treatment
有效穗（万穗/ha）
Numberof
effectivepanicle
株高（cm）
Plant
he ght
穗长（cm）
Panicle
length
总粒
（粒/穗）
Totalgrain
结实率（%）
Seedsetting
rate
实粒
（粒/穗）
Filledgrains
千粒重（g）
1000-grain
weight
产量
（t/ha）
Yield
表 3 不同处理对稻田土壤养分的影响
Tab.3 EffectsoffertilizingbyploughingAsragaussinicusonsoi n tr entsofpaddyfield
处理
Treatment
pH 有机质（g/kg）
Organicmatter
全氮（g/kg）
To alnitrogen
碱解氮（mg/kg）
Alkali-hydrolyzablenitrogen
有效磷（mg/kg）
Availablephosphorus
速效钾（mg/kg）
Rapidlyavailablepotassium
2. 3不同处理对稻田土壤生物学性质的影响
2. 3. 1对土壤酶活性的影响 从连续3年的试验结
果看，不同处理对稻田土壤生物学性质影响的试验结
果基本一致，以2010年为例（表4），各绿肥翻耕处理的
土壤磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均显著高于对
照处理；处理4的磷酸酶、蔗糖酶活性均为最高，处理3
的过氧化氢酶活性最高，说明绿肥翻耕进入土壤在总
体上能增强土壤酶活性。
2. 3. 2不同处理对土壤活性有机碳的影响 从连续
3年的试验结果看，不同处理对稻田土壤活性有机碳
影响的试验结果基本一致，以2010年为例（表5），与对
照相比，绿肥处理过的土壤水溶性有机碳和微生物量
碳含量均明显增加，土壤水溶性有机碳含量以处理5
最高，微生物量碳以处理3最高，其占总有机碳比例也
较高，说明土壤微生物量碳与绿肥施用量并不成正比
例，原因可能为绿肥施用过多会影响微生物的活动。
2. 4不同处理对稻田土壤水稳性团聚体的影响
从表6可以看出，稻田土壤团聚体含量随着级别
的减小逐渐增多，以<0.106 mm级别团聚体含量最多
（30.02%），>2.000 mm级别团聚体最少（4.17%）；以
0.25 mm为界，>0.250 mm级别团聚体与<0.25 mm级
别团聚体约各占一半，前者略大于后者。处理2~5中
0.250~0.500和 1 6~0.250 mm级别团聚体均明显高
于对照处理，而>2.000 mm（处理5例外）、1.000~2.000
mm和<0.106 mm级别团聚体则要低于对照。说明在水
耕条件下，带籽紫云英处理过的土壤有大团聚体和微
团聚体向中微团聚体（0.106~0.500 mm）富集的现象。
3 讨论
紫云英在稻田里固定大气中的碳素和氮素，同时
也吸收土壤养分，而后返还进入土壤，提高了土壤中
表 4 2010年带籽紫云英对稻田土壤酶活性的影响
Tab.4 Effects offertilizing byploughingAsragaussinicuson
soilenzymeactivityofpaddyfieldin2010
处理
Treatment
磷酸酶（μg/g·h）
Phosphatase
蔗糖酶（mg/g·d）
Sucrase
过氧化氢酶（mL/g）
Catalase
14.9%，第3年增产12.4%~17.2%。连续翻耕3年，处理
2~5的总草秆量分别为：17.54、21.07、24.42和27.96 t/ha
（表1）。
从连续3年的试验结果看，不同处理对水稻经济
性影响基本一致，以2010年为例（表2），与对照相比，
紫云英带籽翻耕处理水稻的有效穗及产量均极显著
高于对照处理，而其他生长性状指标差异均不显著。
2. 2不同处理对稻田土壤养分的影响
试验结果（表3）表明，与对照相比，紫云英带籽翻
耕各处理与对照处理相比土壤有机质含量增加
6.4%~13.2%，平均增加9.8%，差异均达显著水平，全
氮、碱解氮和有效磷含量有所增加；pH与速效钾含量
变化不大，但总体有降低趋势。
表 5 2010年带籽紫云英对稻田土壤活性有机碳的影响
Tab.5 Effects offertilizing byploughing Astragalus sinicus on
soilactiveorganiccarbonofpaddyfieldin2010
1（CK） 138c 729b 1.00 5.30
2 270ab 1091a 1.82 7.35a
3 199b 1196a 1.29 7.75a
4 265ab 1129a 1.85 7.88a
5 384a 1011a 2.36 6.20ab
处理
Treatment
水溶性有机碳
（mg/kg）
WSOC
微生物量碳
（mg/kg）
MBC
水溶性有机碳/
有机碳（%）
WSOC/TOC
微生物量碳/
有机碳（%）
MBC/TOC
1（CK） 5.66 26.5c 1.79 133 13.2 110.0
2 5.63 28.9ab 1.88 143 14.7 100.0
3 5.69 29.1ab 1.92 137 13.6 110.0
4 5.64 28.2ab 1.86 141 15.1 100.0
5 5.62 30.0a 1.98 139 13.7 80.0
1（CK） 286.43c 2.344c 0.148c
2 294.50b 2.640ab 0.182ab
3 309.47b 2.552ab 0.194a
4 469.63a 3.067a 0.158b
5 416.63a 2.640ab 0.158b
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南 方 农 业 学 报
表 6 带籽紫云英对稻田土壤水稳性团聚体的影响
Tab.6 EffectsoffertilizingbyploughingAsragaussinicusonsoi water-stableaggregatesofpaddyfields
处理Treatment 各级别团聚体质量百分含量（%）Water-stableaggregatesqualitypercentageatalllevels
<0.106mm 0.106~0.250mm 0.250~0.500mm 0.500~1.000mm 2.000~1.000mm >2.000mm
1（CK） 32.74 17.22c 21.5c 15.34 8.71 4.48ab
2 27.45 20.02ab 26.13ab 15.36 6.87 4.16b
3 30.56 21.17a 26.92ab 12.03 5.54 3.78c
4 30.77 17.67b 29.57a 14.89 4.52 2.58d
5 28.56 20.07ab 27.03ab 13.65 4.85 5.84a
平均Average 30.02 19.23 26.23 14.25 6.1 4.17
有机碳和氮素营养含量；通过翻耕和微生物的作用，
土壤中的磷、钾等养分得到有效释放（何念祖和孟
赐福，1987），同时，新鲜的有机物质能促进土壤中原
有机质的分解（陆欣，2002），促进了土壤中有机质的
更新和提高。而紫云英草秆的翻入使土壤变得疏松，
有利于水稻根系的伸展而得到更多的养分，分蘖力增
强而提高有效穗数从而获得增产。把稻田土壤作为一
个小型生态系统来看，由于绿肥的种植，碳、氮素从外
界进入土壤，磷、钾等释放增加，但由于水稻产量提高
带走的养分也更多，所以从收割后的土壤分析来看，
土壤中磷钾含量不一定都提高了。因此在施肥时要注
意磷钾肥的配合。
土壤酶是催化土壤生化反应的蛋白质，土壤酶活
性指示了土壤中生物化学反应的强弱。翻压进入土壤
的绿肥，其植物体增加了土壤有机成分，腐烂而产生
许多可溶性有机化合物也使水溶性有机碳含量增加，
为微生物活动提供了碳源，同时生化反应也大大加
强，同样也可使土壤酶活性增加（姜培坤等，2002，
2007）。本研究第1年的试验结果显示，紫云英草秆翻
压量过高，初期田间有气泡出现，插秧后局部秧苗有
发僵落黄现象，说明田间处于淹水嫌气还原条件产生
还原性气体，草秆短时间不容易消解，处理4产量最
高，处理5产量反而下降。第2年和第3年表现正常，这
与稻田自然产草量基本上没有超过第1年处理5的翻
压量有关。处理3、处理4紫云英生长量和翻压量均较
多，因而土壤活性有机碳增加而土壤酶活性更强。土
壤微生物活动离不开土壤有机质，而土壤微生物量
碳与土壤有机质含量呈显著的正相关（Anderson and
Domsch，1989），土壤水溶性有机碳含量一般不超过
200 mg/kg（郭锐等，2007），而本试验处理1少于这个数
值，有绿肥翻耕处理（除处理3外）则均高于这个数值。
这是因为绿肥翻压后，其植物体草秆在土壤中腐解，
产生了许多可溶性有机化合物而使水溶性有机碳含
量增加。
团聚体作为土壤结构的重要组成部分，土壤团聚
状况和土壤有机碳含量可作为评价土壤肥力的综合
指标，并且在土壤功能维持中有着重要作用，如影响
土壤水热传输、土壤养分保持、土壤养分供应和转化、
土壤侵蚀能力以及根系的穿透和发育等（杨长明和欧
阳竹，2008）。唐光木等（2011）研究表明，土壤总有机碳
含量的增加，有利于土壤团聚体的形成。本研究中，绿
肥处理的土壤微生物量碳含量均明显高于对照处理，
说明种植绿肥及其翻压进入土壤，增加了土壤有机质
含量，从而为土壤微生物生命活动提供了营养和能量，
微生物量碳含量升高。肥稻模式下绿肥的翻耕还田，有
利于土壤有机碳含量的提高和稳定性团聚体颗粒的形
成，促进土壤结构向良性方向发展。
4 结论
紫云英黄熟后直接带籽翻耕还田，可以改善土壤
理化性质和生物学性质，稳步提高土壤肥力，显著增
加水稻有效穗而增产。带籽紫云英在水稻移栽前翻压
量以不超过8.42 t/ha（干重）为宜。
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（责任编辑 汪羽宁）
王伯诚等：带籽紫云英翻耕对水稻产量及稻田土壤性质的影响 441· ·