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减施化肥条件下翻压不同量紫云英对双季稻生长和产量的影响



全 文 :减施化肥条件下翻压不同量紫云英对
双季稻生长和产量的影响
李双来1,李登荣2,胡 诚1,乔 艳1,李四斌3,陈云峰1*
(1. 湖北省农业科学院植保土肥研究所,湖北 武汉 430064;
2. 湖北省崇阳县农业局,湖北 崇阳 437500;3. 湖北省通城县农业局,湖北 通城 437400)
摘 要:2009 ~ 2010 年在湖北省通城县和崇阳县设置试验,研究双季稻生产中减施 20%和 40%化肥条件下最佳
紫云英翻压量。紫云英翻压量设 15 000、22 500、30 000 和 37 500 kg /hm2 4 个梯度。分析早稻和晚稻生长、产量
及产量构成因素等数据,结果表明:减施 20%化肥条件下,翻压紫云英早稻增产效果明显,与 100%化肥相比,
最高可达 8. 6%,紫云英最适用量为 22 500 kg /hm2;减施 40%化肥条件下,与 100%化肥相比,紫云英翻压量
30 000 kg /hm2以上增产效果明显,最适用量为 37 500 kg /hm2;减施 20%化肥条件下翻压 30 000 和 375 000 kg /hm2
紫云英后效明显,与 100%化肥相比,晚稻分别增产 2. 7%和 2. 4%,但减施 40%化肥翻压紫云英造成晚稻略有减
产。等翻压量下,减施 20%化肥各处理的早稻产量和生长一般好于减施 40%化肥条件下。因此,双季稻生产中,
紫云英替代 20%的化肥,翻压量在 22 500 kg /hm2比较合适。
关键词:紫云英;早稻;晚稻;产量
中图分类号:S142 + . 1;S143 文献标识码:A 文章编号:1673 - 6257 (2012)01 - 0069 - 05
收稿日期:2011 - 05 - 05;最后修订日期:2011 - 06 - 15
基金项目:公益性行业 (农业)科研专项经费资助 (200803209,
201103005) ;湖北省农业科技创新中心资助项目 (2007 - 620 -
001 - 03)。
作者简介:李双来 (1963 -) ,男,安徽怀宁人,研究员,农学学
士,主要从事土壤肥料和农业废弃物处理研究。陈云峰为通讯
作者。
湖北省是全国绿肥主要种植区之一,种植的
绿肥主要包括紫云英 (Chinese milk vetch)、兰
花草籽、箭筈豌豆、蚕豌豆、柽麻、田箐、紫穗
槐以及一些水生绿肥,如红萍、水浮莲、水花
生、水葫芦及绿萍等。其中,紫云英种植面积占
总绿肥种植面积的 60% ~ 90% 以上,主要集中
在荆州市、荆门市、黄冈市、咸宁市及武汉市一
带[1]。紫云英的主要利用方式是作为早稻绿肥,
种植模式为紫云英 -双季稻 (紫云英 -早稻 -晚
稻)模式,即 10 月中旬至 11 月中旬晚稻收割前
7 ~ 10 d 播种紫云英,翌年 3 月下旬至 4 月初早
稻插秧前 15 ~ 20 d 紫云英盛花期时翻沤,翻压
量一般为 22 500 ~ 30 000 kg /hm2。20 世纪 70 年
代中后期是湖北省绿肥发展的极盛时期。但随着
化肥的大量使用和农村劳动力的外出,紫云英的
种植面积逐步下降。20 世纪 90 年代,紫云英的
种植面积不及早稻播种面积的三分之一。进入
21 世纪后,紫云英的种植面积进一步下降。但
这也从另外一方面表示在湖北省发展紫云英的潜
力巨大。
过量施用化肥带来的环境风险和对土壤的副作
用促使恢复绿肥种植,并有很多人进行了相关研
究[2 - 9]。为了解新形势下紫云英对化肥的替代作
用,2009 年、2010 年在湖北省通城县、崇阳县设
置田间试验,用以确定在减施 20%和 40%化肥条
件下紫云英的最佳翻压量。
1 材料与方法
1. 1 试验地点
试验分别设在湖北省咸宁市通城县隽水镇下阔
村和湖北省咸宁市崇阳县农业科学研究所肥力均匀
的实验地。其中通城县试验为 2009 年、2010 年的 2
年紫云英—早稻定位试验,崇阳为 2009 年的紫云英
—早稻—晚稻试验。通城县土壤基本理化性质
(2010年早稻种植前测定) :有机质 30. 7 g /kg、碱解
氮 196. 6 mg /kg、速效磷 (P)6. 6 mg /kg、速效钾
(K)67. 6 mg /kg。崇阳县土壤基本理化性质:pH值
6. 4、有机质 24. 3 g /kg、碱解氮 158 mg /kg、速效磷
(P)10. 6 mg /kg、速效钾 (K)123 mg /kg。
1. 2 试验设计
通城县和崇阳县试验点试验设计相同,共设 10
—96—
中国土壤与肥料 2012(1)
个处理,分别为:
1)对照,不施紫云英和化肥 (CK) ;
2)100%化肥 (100%CF) ;
3)减施 20% 化肥 + 紫云英 15 000 kg /hm2
(- 20% CF + 15 000 MV) ;
4)减施 20% 化肥 + 紫云英 22 500 kg /hm2
(- 20% CF + 22 500 MV) ;
5)减施 20% 化肥 + 紫云英 30 000 kg /hm2
(- 20% CF + 30 000 MV) ;
6)减施 20% 化肥 + 紫云英 37 500 kg /hm2
(- 20% CF + 37 500 MV) ;
7)减施 40% 化肥 + 紫云英 15 000 kg /hm2
(- 40% CF + 15 000 MV) ;
8)减施 40% 化肥 + 紫云英 22 500 kg /hm2
(- 40% CF + 22 500 MV) ;
9)减施 40% 化肥 + 紫云英 30 000 kg /hm2
(- 40% CF + 30 000 MV) ;
10)减施 40%化肥 + 紫云英 37 500 kg /hm2
(- 40% CF + 37 500 MV)。
通城县试验点各处理设 4 次重复,随机排
列,每个小区面积 20 m2。各小区之间单灌单
排。早稻品种为当地主栽品种鄂早 18。氮磷钾
肥分别以尿素 (46%)、普钙 (12%)和氯化钾
(60%)形式施用。100%化肥为农民习惯施肥,
为 N 123. 8 kg /hm2、P2 O5 36 kg /hm
2、K2O 36. 8
kg /hm2。其中磷钾肥基施,氮肥基施 50%,分
蘖期追施 50%。供试紫云英品种为余江大叶籽,
播种量为 30 kg /hm2,其养分含量及含水量分别
为全氮 36. 9 g /kg、全磷 4. 9 g /kg、全钾 24. 5 g /
kg、含水量 86. 3%。
崇阳县试验点各处理设 3 次重复,随机排
列,小区 20 m2,各小区之间单灌单排。早稻农
民习惯施肥为 N 157. 2 kg /hm2、P2 O5 44. 1 kg /
hm2、K2O 51. 5 kg /hm
2,磷肥和钾肥基施,氮肥
基施 56%,追施 44%。所用底肥为 25% (12 -
6 - 7)复合肥,追肥为尿素,2009 年 5 月 1 日
施底肥,返青后 5 月 14 日追肥。供试早稻品种
为金优 463,供试紫云英品种为皖江大叶青,播
种量为 30 kg /hm2。早稻收获后,秸秆按小区全
量还田,用作肥料,另在每个处理中均补充 N
96 kg /hm2,P2O515 kg /hm
2,K2 O kg /hm
2,其中
磷肥全部基施,钾肥全部作分蘖肥,氮肥按基
肥 ∶ 分蘖肥 ∶ 孕穗肥 = 3 ∶ 2 ∶ 1 施用。基肥采用
25% (12 - 6 - 7)复合肥,追肥为尿素。供试
晚稻品种为 H28 优 207。
1. 3 田间调查、测产及考种
通城县 2009 年在早稻分蘖早期和盛期调查分
蘖数,收获后调查株高。崇阳县 2009 年在早稻分
蘖早期和盛期调查分蘖数,在早稻分蘖期、拔节
期、孕穗期、收获后、晚稻收获后调查株高。其中
崇阳数据调查为各个重复小区混合。
各小区单收单打计产。在脱粒称量稻谷鲜重
的同时,按小区分别准确称取稻谷 1. 0 kg,带回
晾干后再称重,计算含水量,用于换算各小区稻
谷实际产量。其中 2010 年通城早稻试验 1 个重
复受灾较重,只取 3 个重复的数据。收获时,每
小区取 5 兜植株样进行考种,调查产量构成因
素,包括穗粒数、有效穗数、千粒重、结实率。
崇阳晚稻混合考种,通城早稻 2009 年考种中只
测定穗粒数和结实率。
1. 4 统计方法
单因素方差分析减施 20% 化肥配施不同紫
云英与对照和单施化肥之间的早稻、晚稻产量差
异,减施 40% 化肥配施不同紫云英与对照和单
施化肥之间的早稻、晚稻产量的差异。相同紫云
英翻压量下减施 20% 和 40% 化肥之间的早稻、
晚稻产量差异采用 t 检验,多重比较采用 LSD
法。采用 SPSS11. 5 软件分析,P < 0. 05 时差异
显著。
2 结果与分析
2. 1 减施化肥条件下翻压不同量紫云英对双季稻
生长的影响
从表 1 中可以看出,各种处理对通城和崇阳早
稻分蘖的影响呈现类似的趋势,即减施 20%化肥条
件下早稻分蘖数高于减施 40%化肥条件下的分蘖
数,且均高于对照。早稻分蘖没有随着紫云英翻压
量的增高而增高,紫云英翻压量在 22 500 kg /hm2和
30 000 kg /hm2条件下,分蘖数较高,过高 (37 500
kg /hm2)和过低 (15 000 kg /hm2)翻压量条件下,
分蘖数较低。
—07—
中国土壤与肥料 2012(1)
表 1 减施 20%和 40%化肥条件下翻压不同量紫云英对双季稻生长的影响 (2009 年)
处理
早稻分蘖数 (株 /穗) 早稻株高 (cm)
分蘖早期 分蘖盛期 分蘖期 拔节期 孕穗期
通城 崇阳 通城 崇阳 崇阳 崇阳 崇阳
CK
100% CF
- 20% CF + 15 000 MV
-20%CF + 22 500 MV
-20%CF + 30 000 MV
-20%CF + 37 500 MV
-40%CF + 15 000 MV
-40%CF + 22 500 MV
-40%CF + 30 000 MV
-40%CF + 37 500 MV
7. 2ab
8. 0ab
7. 1ab
7. 7ab
7. 6ab
7. 4ab
6. 7b
8. 8a
6. 7b
7. 7ab
4
13
8
11
12
10
8
7
7
9
14. 3 b
18. 8ab
20. 5ab
20. 7ab
32. 2 a
18. 6ab
18. 5ab
20. 0ab
18. 0ab
15. 8 b
5
10
13
15
14
10
16
9
11
10
52
65
57
53
57
55
53
58
55
54
57
75
80
78
81
75
70
72
74
75
85
86
85
90
77
91
86
93
98
95
注:同一列中,字母不同表示差异显著;崇阳试验混合调查各重复小区,不作方差分析。
2. 2 减施化肥条件下翻压不同量紫云英对双季稻 产量的影响
表 2 减施 20%和 40%化肥条件下翻压不同量紫云英对双季稻产量的影响
处理
产量
(kg /hm2)
增产率 (%)
与 CK
相比
与 100% CF
相比
处理
产量
(kg /hm2)
增产率 (%)
与 CK
相比
与 100% CF
相比
- 40% CF
VS
- 20% CF
通城县 2009 年早稻
CK
100% CF
- 20% CF + 15 000 MV
-20%CF + 22 500 MV
-20%CF + 30 000 MV
-20%CF + 37 500 MV
5 648 b
6 506 a
6 656 a
6 961 a
6 717 a
6 741 a

15. 2
17. 8
23. 2
18. 9
19. 3


2. 3
7. 0
3. 2
3. 6
CK
100% CF
- 40% CF + 15 000 MV
-40%CF + 22 500 MV
-40%CF + 30 000 MV
-40%CF + 37 500 MV
5 648 c
6 506 ab
6 398 b
6 492 ab
6 656 ab
6 938 a

15. 2
13. 3
14. 9
17. 8
22. 8


- 1. 7
- 0. 2
2. 3
6. 6


ns
ns
ns
ns
通城县 2010 年早稻
CK
100% CF
- 20% CF + 15 000 MV
-20%CF + 22 500 MV
-20%CF + 30 000 MV
-20%CF + 37 500 MV
4 433 d
5 718 c
6 063 ab
6 210 a
5 900 bc
5 857 bc

29. 0
36. 8
40. 1
33. 1
32. 1


6. 0
8. 6
3. 2
2. 4
CK
100% CF
- 40% CF + 15 000 MV
-40%CF + 22 500 MV
-40%CF + 30 000 MV
-40%CF + 37 500 MV
4 433 c
5 718 b
5 607 b
5 732 b
6 062 ab
6 752 a

26. 5
29. 3
36. 7
52. 3


- 2. 0
0. 2
6. 0
18. 1




ns
ns
崇阳县 2009 年早稻
CK
100% CF
- 20% CF + 15 000 MV
-20%CF + 22 500 MV
-20%CF + 30 000 MV
-20%CF + 37 500 MV
4 767b
6 700a
7 050 a
7 183 a
6 258 a
6 900 a

40. 6
47. 9
50. 7
31. 3
44. 8


5. 2
7. 2
- 6. 6
3. 0
CK
100% CF
- 40% CF + 15 000 MV
-40%CF + 22 500 MV
-40%CF + 30 000 MV
-40%CF + 37 500 MV
4 767 b
6 700 a
6 858 a
6 525 a
6 975 a
6 642 a

40. 6
43. 9
36. 9
46. 3
39. 3


2. 4
- 2. 6
4. 1
- 0. 9


ns
ns
ns
ns
崇阳县 2010 年晚稻
CK
100% CF
- 20% CF + 15 000 MV
-20%CF + 22 500 MV
-20%CF + 30 000 MV
-20%CF + 37 500 MV
2 225 b
2 767 a
2 717 a
2 717 a
2 842 a
2 833 a

24. 3
22. 1
22. 1
27. 7
27. 3


- 1. 8
- 1. 8
2. 7
2. 4
CK
100% CF
- 40% CF + 15 000 MV
-40%CF + 22 500 MV
-40%CF + 30 000 MV
-40%CF + 37 500 MV
2 225 b
2 767 a
2 842 a
2 758 a
2 767 a
2 617 ab

24. 3
27. 7
24. 0
24. 3
17. 6


2. 7
- 0. 3
0. 0
- 5. 4


ns
ns
ns
ns
注:同一列中,字母不同表示差异显著,P < 0. 05;“—”表示没有计算该数据;“* ”表示差异显著,P < 0. 05;“ns”表示差异不显著。
—17—
中国土壤与肥料 2012(1)
减施 20%和 40%化肥条件下翻压不同量紫云
英对双季稻产量的影响见表 2。在通城,2009 年减
施 40%化肥条件下,早稻产量随着翻压的紫云英量
的增加而增加。与对照相比,减施 40%化肥配施紫
云英增产效果均显著。与 100% 化肥相比,翻压
30 000和 37 500 kg /hm2 较 100% 化肥分别增产
2. 3%和 6. 6%。减施 20%化肥翻压不同量紫云英
的效果与减施 40%化肥翻压紫云英的效果类似,但
以翻压 22 500 kg /hm2的紫云英产量最高,较 100%
化肥增产 6. 9%。除翻压 37 500 kg /hm2紫云英外,
减施 20%化肥翻压紫云英的增产效果均好于减施
40%化肥翻压紫云英的效果。
通城 2010 年大面积降雨,该试验重复 1 受
灾较重,其余小区基本上没有受灾,因此在统计
产量时,只计算其余 3 个小区。从表 2 中可以看
出,与 2009 年结果类似,随着减施 40%化肥翻
压紫云英量的增加,早稻产量增加。与对照比翻
压紫云英增产效果均显著,与 100% 化肥相比,
翻压 30 000 和 37 500 kg /hm2紫云英分别增产
6. 0%和 18. 1%,效果较好。减施 20%化肥翻压
不同量紫云英的效果与减施 40% 翻压配施紫云
英的效果类似,但以翻压 22 500 kg /hm2的紫云
英产量最高,较 100%化肥增产 8. 6%。在翻压
15 000 和 22 500 kg /hm2紫云英条件下,减施
20%化肥条件下早稻产量显著高于减施 40% 化
肥条件下的早稻产量。
崇阳 2009 年早稻试验结果与通城 2009 年、
2010 年结果类似。减施 40% 化肥条件下,以翻
压 30 000 kg /hm2紫云英增产效果最好,减施
20%化肥条件下,以翻压 22 500 kg /hm2紫云英
增产效果最好。晚稻试验主要用于判断紫云英翻
压后效,表 2 显示,减施 20% 化肥翻压紫云英
的后效较好,翻压 30 000 和37 500 kg /hm2紫云
英条件下,分别较化肥增产 2. 7%和 2. 4%。但
减施 40%化肥后,晚稻略有减产。
2. 3 减施化肥条件下翻压不同量紫云英对双季稻
产量构成的影响
2009 年通城早稻和崇阳晚稻的产量构成因素见
表 3。从表中可以看出,通城早稻各处理的千粒重
差异与各处理的产量差异基本一致,但结实率普遍
比对照和 100%化肥处理低。晚稻中,穗粒数除个
别处理外均较对照和 100%化肥低,有效穗数、结
实率比对照和 100%化肥高,各处理的千粒重采用
平均数 24. 8 g。在产量四大构成因素中,贡献率依
次为穗粒数、千粒重、有效穗数、结实率[10]。因
此,表 3 结果显示减施化肥配施紫云英对双季稻产
量的影响是个综合的效果,而不只影响某一个产量
构成因素。
表 3 减施 20%和 40%化肥条件下翻压不同量紫云英对双季稻产量构成因素的影响
处理
2009 年通城早稻 2009 年崇阳晚稻
千粒重 (g) 结实率 (%) 穗粒数 (粒 /穗) 有效穗数 (株 /m2) 结实率 (%)
CK
100% CF
- 20% CF + 15 000 MV
25. 2 b
24. 1 d
24. 3 cd
84. 2c
85. 5b
83. 1cd
140. 0
169. 4
175. 2
155. 0
183. 3
200. 0
64. 7
65. 7
72. 6
- 20% CF + 22 500 MV
-20%CF + 30 000 MV
-20%CF + 37 500 MV
-40%CF + 15 000 MV
-40%CF + 22 500 MV
-40%CF + 30 000 MV
-40%CF + 37 500 MV
24. 1 d
24. 3 cd
24. 5 c
25. 3 b
26. 0 a
25. 3 b
26. 0 a
81. 2e
80. 1e
80. 5e
87. 4a
77. 9 f
83. 0d
82. 3d
143. 3
155. 4
154. 7
174. 8
166. 5
160. 7
165. 7
185. 0
195. 0
196. 7
195. 0
186. 7
206. 7
180. 0
62. 1
71. 9
74. 4
70. 1
66. 9
75. 6
72. 3
注:同一列中,字母不同表示差异显著;崇阳晚稻试验混合调查各重复小区,不作方差分析。
3 小结与讨论
减施 20%化肥配施紫云英能较好提高早稻产
量,但早稻产量与紫云英翻压量不是正相关关系,
而是在 22 500 kg /hm2翻压量下增产效果最好,翻压
量再提高,增产效果有所下降,这与黄庆裕[3]、王
允青等[4]、张丽霞等[5]的研究结果类似。曾庆利
等[6]在湖南的研究结果表明,在 37 500 kg /hm2翻
—27—
中国土壤与肥料 2012(1)
压量时增产效果最好。但对早稻合适的翻压量,其
肥料后效并不好,这与黄庆裕[3]研究结果有所不
同,本试验中,翻压量 30 000 和 37 500 kg /hm2条
件下,对晚稻增产效果较好。
减施 40%化肥条件下,早稻翻压 30 000、37 500
kg /hm2增产效果较好,晚稻略有减产。与减施 20%
化肥相同的翻压量下,减施 40%化肥的早稻产量较
低。这表明化肥与紫云英配施过程中,紫云英并不
能大量代替化肥,减施 40%化肥并不合适。
综上所述,在湖北双季稻主产区,紫云英替代
20%的化肥翻压量在 22 500 kg /hm2比较合适。
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Impact of reducing chemical fertilizer combined with Chinese milk vetch on growth and yield of double
cropping rice
LI Shuang-lai1,LI Deng-rong2,HU Cheng1,QIAO Yan1,LI Si-bin3,CHEN Yun-feng1* (1. Institute of Plant Protec-
tion and Soil Fertilizer,Hubei Academy of Agriculture Sciences,Wuhan 430064;2. Agriculture Bureau of Chongyang
County,Chongyang 437500;3. Agriculture Bureau of Tongcheng County,Tongcheng 437400)
Abstract:Field experiment were conducted at Tongcheng and Chongyang county of Hubei province to explore the appropri-
ate usage of Chinese milk vetch (CMV)combined with reduced 20% and 40% chemical fertilizer (CF)during the produc-
tion of double cropping rice. The series of CMV application was 15 000,22 500,30 000,37 500 kg /hm2 . The growth,
yield and factors affecting yield of rice were investigated. The results showed that reduced 20%CF combined with CMV in-
creased significantly the early-season rice yield with the highest rate of 8. 6% in comparison with the yield of 100%CF and the
appropriated CMV usage was 22 500 kg /hm2 . The reduced 40% CF combined with 30 000 and 37 500 kg /hm2 CMV in-
creased the yield of early-season rice in comparison with that of 100% CF,the appropriated CMV usage was 37 500 kg /hm2 .
As regards the late-season rice,reduced 20%CF combined with 30 000 and 37 500 kg /hm2CMV increased 2. 7% and 2. 4%
yield compare to that of 100% CF,while reduced 40%CF combined with CMV decreased slightly the yield. Under the same
application of CMV,the growth and yield of early-season rice in the treatments of reduced 20%CF were usually better than
those of reducing 40%CF. In conclusion,reduced 20%CF combined with 22 500 kg /hm2CMV was appropriate during the
production of double cropping rice.
Key words:Chinese milk vetch;early-season rice;late-season rice;yield
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中国土壤与肥料 2012(1)