全 文 ：第 6期
土壤肥料长期定位试验具有时间的长期性和
气候的重复性等特点，它具有常规试验不可比拟的
优点 [1]。自 1843 年英国洛桑试验站（Rothamsted
station）建立并首次开展肥料长期定位研究以来，已
经有 160多年的历史[2]。
我国南方双季稻区传统的复种方式以“肥 - 稻
- 稻”和“油 - 稻 - 稻”为主，曾为解决我国人口的
温饱问题发挥了积极的作用[3]。冬季种植绿肥，能充
分利用湘南地区第二雨季的水热资源。豆科绿肥能
固定空气中的 N素，十字花科能使土壤中磷、钾等
养分有效化，禾本科绿肥，碳水化合物含量比较多，
有利于有机质积累[4]。紫云英是有机肥中最好的肥
源，具有更新土壤腐殖质、提高土壤有机质、改善土
壤理化性状、固氮和提高土壤磷有效性等作用[5]。紫
云英作为一种传统绿肥作物，在我国南方稻区常年
有 270～400万 hm2的种植面积[6]。为了探讨湘南红
壤稻田多熟制的增产潜力，合理搭配轮作，提高经
济效益，1982年以来，笔者对红壤稻田的种植制度
进行了长期定位试验。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试验材料有水稻、黑麦草、紫云英、油菜。
1.2 试验地概况
试验在中国农业科学院红壤实验站内进行。该
站位于东经 111°52′32″，北纬 26°45′42″，海
拔 150～170 m，年平均温度为 17.8℃，大于 10℃的
积温为 5 648℃，年降雨量 1 290 mm，无霜期 293 d，
年日照 1 613 h，年平均总辐射 108.66千卡 /cm2[7]。供
试土壤为第四纪红色粘土发育的水稻土，土壤质地
为壤质粘土，pH 6.5，有机质 2.1%。
1.3 试验方法
试验设 4个处理：（1）双季稻—绿肥（紫云英，
豆科）；（2）双季稻—油菜（十字花科）；（3）双季稻—
黑麦草（禾本科）；（4）双季稻冬闲（CK）。各处理重
复 3次，冬作物(紫云英、油菜、黑麦草)不施肥,在次
年早稻移栽前 15 d全部翻压还田。每季稻草不还
田（根茬除外）。小区面积 37.5 m2（2.5 m×15.0 m），
小区间用深 60 cm水泥埂隔开。
试验冬作物于晚稻收割前 10～15 d将种子撒
于田间。豆科作物播紫云英，播量为 37.5 kg/hm2，十
字花科作物为油菜，播量为 7.5 kg/hm2；黑麦草播量
为 15.0 kg/hm2。所有处理水稻每季施肥均施等量底
肥和追肥。底肥按每 hm2施日本复合肥 600 kg计算
（日本复合肥养分含量：N 14%，P2O5 14%，K2O
14%）。所有处理水稻每季追肥均按每 hm2 施 N
69.0 kg（即尿素 150.0 kg），K2O 45.0 kg（即 KCl 75.0
kg）计算。每季水稻总施肥量（基肥 +追肥），折合 N
153.0 kg/hm2，P2O5 84.0 kg/hm2，K2O 129.0 kg/hm2。水
稻插植规格早稻为 20 cm×20 cm，即每 hm2插 25.5
万蔸。晚稻为 20×25 cm，即每 hm2插 20.0万蔸。底
肥在水稻移栽前施，追肥在移栽后 6～10 d施。每
长期稻-稻-紫云英轮作对水稻生长发育
及产量的影响
高菊生，徐明岗，秦道珠
（中国农科院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081）
摘 要:为了探讨湘南红壤稻田多熟制的增产潜力，对红壤稻田的轮作制度布置了长期定位试验。研究结果表明：(1)长期稻-稻-
紫云英轮作能够促使分蘖速度加快，增加水稻有效穗和粒数，早稻有效穗比稻-稻-冬闲（对照）增加 83.1万/hm2，每穗粒数比稻-
稻-冬闲增加 29，晚稻有效穗比稻-稻-冬闲增加 48.0万/hm2，每穗粒数比稻-稻-冬闲增加 18。(2)长期稻-稻-紫云英轮作使水稻
生育期延迟 2~7 d成熟，结实率比稻-稻-冬闲降低 3.1%～5.1%；(3)长期稻-稻-紫云英轮作能够提高水稻产量尤其是生物产量，
水稻稻谷总产比稻-稻-冬闲轮作增产 54 081.1 kg/hm2，增幅 26.4%；水稻稻谷平均产量比稻-稻-冬闲轮作增产 1 088.0 kg/hm2。
水稻稻草总产比稻-稻-冬闲轮作增产 44 109.1kg/hm2，增幅 27.1%；水稻籽粒平均产量比稻-稻-冬闲轮作增产 882.2kg/hm2。
关键词:稻-稻-紫云英轮作；水稻；生长发育；产量
中图分类号：S511.504.73 文献标识码：A 文章编号:1006-060X（2008）06-0025-03
收稿日期：2008-08-21
基金项目：国家“十一五”重点科技支撑计划项目(2006BAD
05B09、2006BAD25B07、2006BAD02A14)；基础性工作专项项目
(2007FY220400)；国家农业公益性行业科研专项项目（200803029）
作者简介：高菊生（1963-），男，湖南祁阳市人，高级农艺师，主
要从事作物栽培与施肥研究。
通讯作者：徐明岗
湖南农业科学 2008，（6）：25~27 Hunan Agricultural Sciences
DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2008.06.021
第 6期湖南农业科学
晚稻
金优 207
稻-稻-绿肥
稻-稻-油菜
稻-稻-黑麦草
稻-稻-冬闲
稻-稻-绿肥
稻-稻-油菜
稻-稻-黑麦草
稻-稻-冬闲 CK
穗 数
（万/hm2）
312.2
275.1
296.1
229.1
240.1
256.1
236.1
192.1
实粒数
（粒/穗）
139
128
114
110
125
109
123
107
结实率
（%）
91.4
95.3
93.9
94.5
75.2
76.1
74.8
80.3
千粒重
（g）
24.6
24.1
24.4
25.2
24.2
24.8
23.9
25.4
实际产量
（kg/hm2）
5416.5
5283.0
5149.5
4749.0
4563.0
4402.5
4162.5
3922.5
比冬闲增
产（%）
14.1
11.2
8.4
0
16.3
12.2
6.1
0
作物 轮作方式
稻-稻-绿肥
稻-稻-油菜
稻-稻-黑麦草
稻-稻-冬闲
播种
(月-日)
03-30
03-30
03-30
03-30
移栽
(月-日)
04-30
04-30
04-30
04-30
成熟
(月-日)
07-17
07-14
07-15
07-15
全生育
期（d）
109
106
107
107
播种
(月-日)
06-13
06-13
06-13
06-13
移栽
(月-日)
07-21
07-21
07-21
07-21
成熟
(月-日)
10-30
10-24
10-28
10-23
全生育
期（d）
139
133
137
132
轮作方式
季水稻在移栽后定点调查，收割前取样考种，分区
收产，计算产量。每年晚稻收割后取土样（0～20
cm）分析。
2 结果与分析
2.1 不同轮作方式的水稻生长发育情况
2.1.1不同轮作方式对水稻分蘖的影响 水稻的分蘖
情况可以间接反映植株的营养状况，以 1991年晚
稻和 1992年早稻为例（早稻供试品种为威优 1126，
晚稻为威优 46），从图 1、图 2可以看出，稻-稻-紫
云英处理能够促使分蘖速度加快，分蘖苗数明显多
于其它处理，且对早稻分蘖的促进作用更明显。
2.1.2 不同轮作方式对水稻生育期的影响 从表 1
可以看出，与稻-稻-冬闲轮作方式相比，3种有冬
季作物的轮作方式中，对晚稻全生育期的影响大于
早稻，稻-稻-紫云英轮作能延迟水稻成熟，使水稻
生育期延迟 2～7 d。其原因可能是由于紫云英翻压
后释放的养分与水稻生长不协调。水稻生长前期需
要氮素较多，后期需要氮素少，而紫云英翻压后由
于前期气温低，氮素释放慢，后期随着气温的升高，
紫云英氮素释放随之加快，而此时水稻生长需要的
氮素相对较少，使水稻后期贪青晚熟。因此，在早稻
生产中必须控制紫云英施用量和水稻生长前期采
取相应的措施（如：施用石灰）加速紫云英腐烂。
2.1.3 不同轮作方式对水稻产量性状的影响 从
2007年水稻生长情况看出（表 2），与稻-稻-冬闲轮
作方式相比，其它 3种轮作方式均增加水稻产量，
稻-稻-紫云英轮作增产最高，稻-稻-油菜次之。
稻-稻-紫云英轮作增加水稻有效穗和粒数，但结实
率和千粒重稍低，有效穗比稻-稻-冬闲增加 83.1
万/hm2，每穗粒数增加 29，结实率降低 3.1%。晚稻
与早稻有同样的趋势，有效穗比稻-稻-冬闲处理增
加 48.0 万/hm2，每穗粒数增加 18，结实率降低
5.1%。
2.2 不同轮作方式的水稻产量比较
1982～2007 年各轮作方式的稻谷产量统计结
果如表 3所示，稻谷产量高低依次为：稻-稻-紫云
英>稻-稻-黑麦草>稻-稻-油菜>稻-稻-冬闲，稻-
稻-紫云英轮作能够显著提高水稻产量，水稻稻谷
总产比稻-稻-冬闲轮作增产 54 081.1 kg/hm2，增幅
高达 26.4%。1982～2007年各轮作方式的稻草产量
统计结果如表 4所示，稻草产量高低依次为：稻-
稻-紫云英>稻-稻-黑麦草>稻-稻-油菜>稻-稻-冬
闲，这进一步说明稻-稻-紫云英轮作方式促进了水
稻生长，光合作用增强，增加了生物量。
表 1 不同轮作方式的水稻生育期
图 2 不同轮作方式的早稻分蘖动态
注：表中数据为 1997年测得，早稻品种为早优 5号，晚稻品种为
S63。
表 1 不同轮作方式的水稻生育期
表 2 不同轮作方式的水稻产量性状
注：表中数据为 2007年平均值，早稻品种为金优 974，晚稻品种为
金优 207。
分
蘖
数
（
百
万
/h
m
2 )
分
蘖
数
（
百
万
/h
m
2 )
6
5
4
3
2
1
0
4-28 5-13 5-28 6-12 6-27 7-12
稻-稻-紫云英
稻-稻-油菜
稻-稻-黑麦草
稻-稻-冬闲(CK)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
7-18 8-1 8-15 8-29 9-12
稻-稻-油菜
稻-稻-黑麦草
稻-稻-紫云英
稻-稻-冬闲(CK)
早稻
金优 974
26
第 6期
（上接第 13页）
说，提取液浓度为 25% ~ 40%时效果最佳，随着提
取液浓度的增大，谱带会更趋于细锐清晰，但能显
示出的谱带有所减少。电泳过程中凝胶的温度过高
是引起蛋白质扩散的主要因素，一般应控制在
12℃以下，否则会导致蛋白谱带出现拖尾现象，影
响谱带的分辨。
参考文献：
[1] 傅廷栋. 杂交油菜的育种与利用[M]. 武汉：湖北科学技术出版
社，1995. 60-61.
[2] 郑文寅，朱宗河，姚大年，等. 蛋白质电泳技术及在杂交油菜种
子纯度鉴定中的应用[J]. 安徽农业科学，2007，35（36）：11768-
11769.
[3] 颜启传，黄亚军，徐 湲. 我国适用的大麦、小麦种子醇溶蛋白聚
丙烯酰胺电泳鉴定品种的标准程序[J]. 种子，1989，44（6）：55-
57.
[4] 国际种子检验协会. 1996国际种子检验规程[M]. 北京：中国农
业出版社，1999.
[5] 梅德圣，李云昌，胡 琼，等. 甘蓝型油菜中油杂 8号种子纯度的
SSR鉴定[J]. 中国农学通报，2006，22（5）：49-52.
[6] 李 佳，沈斌章，韩继祥，等. 一种有效提取油菜叶片总 DNA的
方法[J]. 华中农业大学学报，1994，13（5）：521-523.
[7] 陆光远，杨光圣，傅廷栋. 一个简便的适合于分析油菜中 SSR位
点的检测体系[J]. 中国油料作物学报，2003，25（3）：79-81.
[8] Saitou N, Nei M. The neighbor-joining method: a new method for
reconstructing phylogenetic trees[J]. Mol Biol Evol, 1987, 4: 406-
425.
[9] 罗 懿，张 亚，容开定. 棉花生产中的杂株类型与品种纯度鉴
定方法[J]. 湖南农业科学，2007，（2）：27-28.
(责任编辑：刘翠娥)
轮作方式
稻-稻-紫云英
稻-稻-油菜
稻-稻-黑麦草
稻-稻-冬闲（CK）
早稻
142 971.0
133 312.5
133 722.0
118 812.2
晚稻
115 645.5
110 676.0
112 027.5
85 723.2
双季总产
258 616.5
243 988.5
245 749.5
204 535.4
比 CK增产
54 081.1
39 453.1
41 214.1
0
增幅（%）
26.4
19.3
20.2
0
表 3 不同轮作方式的水稻稻谷总产 （kg/hm2）
3 结 语
笔者对 4种不同轮作方式进行了长期定位试
验，研究表明，与稻 - 稻 - 冬闲轮作方式相比，三种
栽有冬季作物的轮作方式均能促进水稻生长，增加
稻谷产量，以稻 - 稻 - 紫云英轮作方式最好。
（1）长期稻 - 稻 - 紫云英轮作能够促使分蘖速
度加快，增加水稻有效穗和粒数。从 2007年早稻生
长情况来看，有效穗比稻 - 稻 - 冬闲处理增加 83.1
万 /hm2，每穗粒数比稻 - 稻 - 冬闲处理增加 29。结
实率比稻 - 稻 - 冬闲处理降低 3.1%。晚稻有效穗
比稻 - 稻 - 冬闲处理增加 48.0万 /hm2，每穗粒数
比稻 - 稻 - 冬闲处理增加 18。结实率比稻 - 稻 -
冬闲处理降低 5.1%。
（2）长期稻 - 稻 - 紫云英轮作使水稻生育期延
迟 2～7 d成熟。结实率比稻 - 稻 - 冬闲处理降低
3.1%~5.1%。
（3）长期稻 - 稻 - 紫云英轮作能够提高水稻
产量尤其是生物产量。25年 50季稻谷产量表明，
稻 - 稻 - 紫云英农作制能够提高水稻产量。水稻稻
谷总产比稻 - 稻 - 冬闲农作制增产 54 081.1
kg/hm2，增幅 26.4%；水稻稻谷平均产量比稻 - 稻 -
冬闲农作制增产 1 088.0 kg/hm2。水稻稻草总产比稻
- 稻 - 冬闲农作制增产 44 109.1 kg/hm2，增幅
27.1%；水稻稻草平均产量比稻 - 稻 - 冬闲农作制
增产 882.2 kg/hm2。
致谢：该长期试验由刘更另院士设计并在刘更另院士指导下
进行，参加研究的还有陈福兴、曾希柏等同志，在此一并致谢。
参考文献：
[1] 田秀英，石孝均. 定位试验对水稻产量与品质的影响[J]. 西南农
业大学学报，2005，27（5）：725-728，732.
[2] 高菊生，徐明岗，孙 楠，等. 湘南三种典型红壤生土长期施肥对
作物产量的影响[J]. 中国农学通报，2007，23（10）：209-215.
[3] 熊云明，黄国勤，王淑彬，等. 稻田轮作对土壤理化性状和作物
产量的影响，中国农业科技导报，2004，6（4）：42-45.
[4] 高菊生，刘更另，秦道珠，等. 红壤稻田不同轮作方式对水稻生
长发育的影响[J]. 耕作与栽培，2002，2：1-2.
[5] 苏全平，李建国，范 芳，等. 稻田套播紫云英高产栽培技术[J].
江西农业科技，2004，(8)：8-10.
[6] 闫景彩，屠敏仪，王继成. 一种适合稻区紫云英生产实际的紫云
英加工调剂方式[J]. 草业科学，2001，18（1）：78-81.
[7] 高菊生，李菊梅，徐明岗，等. 长期施用化肥对红壤旱地作物和
水稻产量影响 [J]. 中国农学通报，2008，24（1）：286-292.
(责任编辑：高国赋)
注：表中数据为 1982～2007年平均值。
轮作方式
稻-稻-紫云英
稻-稻-油菜
稻-稻-黑麦草
稻-稻-冬闲（CK）
早稻
100 807.5
90 784.5
90 558.0
80 817.9
晚稻
105 964.5
97 836.0
99 160.5
81 845.0
双季总产
206 772.0
188 620.5
189 718.5
162 662.9
比 CK增产
44 109.1
25 957.6
27 055.6
0
增幅（%）
27.1
16.0
16.6
0
表 4 不同轮作方式的水稻稻草总产 （kg/hm2）
注：表中数据为 1982～2007年平均值。
高菊生等：长期稻-稻-紫云英轮作对水稻生长发育及产量的影响
---------------------------------------------
27