不同施肥方式對早稻生長及產量的影響

摘要：為了解相同紫云英綠肥播種量與不同化肥配施對早稻生長及產量的影響，通過在中國科學院桃源農業生態站試驗場設置８個不同處理分別進行不同施肥方式試驗。結果表明，ＮＰＫ配施可以明顯有效地增加紫云英產量，在施化肥的基礎上增施紫云英綠肥可顯著提高水稻生長及經濟性狀指標，且紫云英與化肥配合施用，可獲得穩定、高產的早稻產量，同時可提高土壤肥力，減少化肥使用量，降低環境污染。

關鍵詞：早稻；紫云英綠肥；化肥；產量；經濟性狀

中圖分類號：Ｓ５１１．３＋１．０６２文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）09－1752-04

Effects of Different Fertilization Modes on the Growth and Yield of Early Rice

ＺＨＡＯ Ｚｈｉ－ｇａｎｇ１，4，ＷＡＮＧ Ｋａｉ－ｒｏｎｇ１，３，ＣＨＥＮ Ａｎ－ｌｅｉ2，ＷＡＮＧ Ｗｅｉ2，ＸＩＥ Ｘｉａｏ－ｌｉ2

（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ；

2． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１２５，Ｃｈｉｎａ；

３． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｈｅａｌｔｈ， Ｑｉｎｇｄａｏ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６１０９，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；

4． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｙｉｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈｕｎ ３３６０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｍｉｌｋ ｖｅｔｃｈ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｅａｒｌｙ ｒｉｃｅ， ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ including ８ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ Ｔａｏｙｕａｎ Ａｇｒｏ－ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ Eｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ， ｃｏｍｂｉｎｅｄ ＮＰＫ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ mｉｌｋ vｅｔｃｈ， ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ mｉｌｋ vｅｔｃｈ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｒｉｃｅ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｒｉｃｅ ｙｉｅｌｄ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ， ｒｅｄｕｃｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｕｓｅ ａｎｄ ｔｈus ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅａｒｌｙ ｒｉｃｅ； ｍｉｌｋ ｖｅｔｃｈ； ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； ｙｉｅｌｄ； ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

中國農業生產長期面臨兩個問題，一是自然生態資源的退化，二是農業環境的污染；農業生產中農藥、化肥的大量不合理使用給大氣、水體等環境帶來污染，使農產品品質受到影響，進而會通過食物鏈對畜禽、人體等造成危害［１］。

紫云英（Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ Ｌ．）是我國主要的稻田豆科綠肥，南方稻區普遍種植，是稻田土壤有機質和養分的主要來源之一［２］。由于紫云英能提供多種營養成分，翻壓入田對土壤具有培肥和改良作用，因此可以顯著促進后續作物的營養積累和產量提高。國內多篇文獻論述了紫云英在培肥改土、提高作物產量和改善作物品質等方面的積極作用［３－１０］。作為一種無污染的有機肥料，紫云英具有很強的固氮能力，每年可固定空氣中的氮７５～１５０ ｋｇ／ｈｍ２；具有豐富和平衡土壤中的營養物質，改良土壤物理性狀，增加作物產量，平衡和調節農作物吸收氮、磷、鉀及中微量元素和提高農產品品質的功能。如能大量使用紫云英作肥料，則可保證農業在提高整體素質和效益的基礎上持續、穩定發展。在一般情況下，紫云英綠肥施入是將上年種植后產量全部翻壓入田，因此，同一小區采用相同的播種量進行試驗更有實際意義。多數文獻報道集中于定量紫云英與定量化肥對水稻產量的影響，而紅壤土條件下相同紫云英播種量與不同施肥方式配施對早稻生長、產量的長期影響的報道并不多見。

本文擬通過對中國科學院桃源農業生態站試驗田中不同施肥方式下，先對長期土壤施用化肥對紫云英的影響進行簡要分析，再對不同施肥方式下水稻生長、產量的數據進行比較分析，運用統計分析軟件闡述了紫云英、化肥配施下水稻產量的變化量及其內在相關性，以期為在該區域條件下紫云英綠肥與化肥配施提高水稻產量提供理論依據。

１材料與方法

１．１試驗地點

試驗地點設在中國科學院桃源農業生態站試驗場（１１１°２７′Ｅ，２８°５５′Ｎ），年均氣溫１６．５ ℃，降水量１ ４４７．９ ｍｍ，日照１ ５３１．４ ｈ，太陽輻射３２２．６ ｋＪ／ｃｍ２。試驗田土壤為第四紀紅色黏土發育的水稻土。土壤的基礎肥力性狀為：有機質６．６ ｇ／ｋｇ，有機碳１５．４ ｇ／ｋｇ，全氮１．８８ ｇ／ｋｇ，全磷０．６０ ｇ／ｋｇ，速效磷１６．２ ｍｇ／ｋｇ，全鉀１２．８ ｇ／ｋｇ，速效鉀７４．３ ｍｇ／ｋｇ，陽離子交換量（ＣＥＣ）９．１ ｃｍｏｌ／ｋｇ，ｐＨ值５．４１。

１．２試驗設計

紫云英從１９９３～２００８年長期種植測產，紫云英綠肥于當年９月１５～１７日播種，次年４月１２～１４日收割，小區面積３３．２１ ｍ２，試驗小區設３次重復，隨機區組排列，試驗共設置4個處理，分別為不施肥（CK），施氮肥（N），施氮、磷肥（NP），施氮、磷、鉀肥（NPK）；分小區稱鮮重并折合計算干重。早稻施肥試驗在２００６～２００８年進行，試驗共設置８個處理，分別為：不施肥（ＣＫ），只施紫云英綠肥（ＣＫ＋ＭＶ），施氮肥（Ｎ），施氮肥與紫云英綠肥（Ｎ＋ＭＶ），施氮、磷肥（ＮＰ），施氮、磷肥與紫云英綠肥（ＮＰ＋ＭＶ），施氮、磷、鉀肥（ＮＰＫ），施氮、磷、鉀肥與紫云英綠肥（ＮＰＫ＋ＭＶ）。各處理年均化學養分施用量與紫云英播種量見表１。紫云英綠肥收獲后將同一處理的３個小區產量合并，再均分為三等份，分別施用于該處理的３個小區之中，然后翻壓入泥。供試水稻品種為湘早秈２４，于４月下旬移栽，７月中旬收割；移栽密度為２７３ ０４５株／ｈｍ２；移栽秧苗按當地常規大田水育，水分管理按當地常規管理。

１．３檢測項目及方法

為避免氣候及其他因素影響可能造成的誤差，部分處理試驗數據選用２００６～２００８年間平均值作為產量基礎數據進行比較。

２００６～２００８年期間，在早稻收割前后對每小區相關指標進行檢測。地上部干物質量測量為：地上部分物質在１０５ ℃條件下殺青３０ ｍｉｎ，于８５ ℃條件下連續烘干至恒重，稱取地上部干物質量。收獲前每處理取有代表性的稻株３穴，測每穗總粒數、每穗實粒數、千粒重等。

試驗數據采用Ｅｘｃｅｌ ２００３和ＳＰＳＳ １３．０軟件進行數據統計與相關性分析，采用Ｏｒｉｇｉｎ ７．５作圖。

２結果與分析

２．１不同施肥方式對紫云英產量的影響

試驗結合１９９３～２００８年（２０００年數據缺失）紫云英產量數據，研究幾種施肥方式對紫云英綠肥產量的影響（圖１）。由圖１可知，紫云英產量年際間波動較大，２０世紀９０年代最高產量與最低產量之間變化幅度接近５０％，最大變化量年份為１９９６年和１９９９年。２０００年后，最高產量與最低產量之間變化幅度達７４％。這一方面可能是由于田間粗放型管理所致，另一方面可能是受氣候影響比較大，尤其２０００年后部分年份惡劣氣候增多可能導致了產量水平的不穩定。但從不同處理相互間的趨勢來看，基本保持穩定，ＮＰＫ處理產量一般處于最高，Ｎ與ＣＫ處理差別不大。

對１９９３～２００８年紫云英產量與不同施肥方式之間做方差分析，得到顯著性值為０．００５，遠小于０．０５，所以模型是顯著的，說明不同施肥方式對紫云英產量具有顯著影響。利用ＳＰＳＳ軟件對數據進行相關性分析，發現對照與Ｎ處理（ｒ＝０．９５３，ｒ＞０．８）之間具有高度相關性；ＮＰ處理與ＮＰＫ處理（ｒ＝０．９０６，ｒ＞０．８）之間具有高度相關性，而ＣＫ、Ｎ處理與ＮＰ、ＮＰＫ處理之間有明顯差異。對不同施肥方式間紫云英產量進行多重比較，結果顯示，施ＮＰ、ＮＰＫ肥后紫云英產量與ＣＫ相比有顯著差異，而施Ｎ肥處理與ＣＫ相比無顯著差異。因此，可以判斷長期施用ＮＰ、ＮＰＫ有顯著增產作用，只施Ｎ肥增產效果不顯著。

２．２不同施肥處理對供試早稻生長及經濟性狀的影響

不同施肥處理對供試早稻生長及經濟性狀也有明顯的影響，由表2可知，隨著化學肥料配施量的增加，早稻的有效穗數也隨之增加；在增施化肥的基礎上增施紫云英綠肥，早稻有效穗數與僅施用化學肥料處理相比均增加。隨著紫云英綠肥的配施，早稻的株高也隨之增加，其中，Ｎ與ＣＫ處理中增施紫云英綠肥株高有顯著性增加，ＮＰ、ＮＰＫ處理中增施紫云英綠肥株高增加不顯著。增施化學肥料處理后早稻干物質量均有所提高，其中增施ＮＰ、ＮＰＫ處理同ＣＫ相比有顯著性提高；在增施化學肥料基礎上配施紫云英綠肥，各處理與未配施綠肥的處理相比，干物質量均顯著提高。增施化學肥料與配施紫云英綠肥后，除Ｎ處理的總粒數較ＣＫ相比有所下降外，其余處理的總粒數均增加；配施紫云英綠肥后，總粒數除ＮＰ＋ＭＶ處理較ＮＰ處理有所下降外，其余均有所提高。早稻實粒數數據顯示，增施化學肥料除Ｎ處理較ＣＫ下降外，ＮＰ、ＮＰＫ處理同ＣＫ相比均增加；配施紫云英綠肥后的處理與未配施綠肥的處理相比，ＮＰ＋ＭＶ、ＮＰＫ＋ＭＶ兩處理有所下降，ＣＫ＋ＭＶ、Ｎ＋ＭＶ兩處理均有所上升。隨著不同化學施肥方式的投入，早稻結實率有所下降，且配施紫云英綠肥的處理與未配施綠肥的處理相比結實率也有所下降。各處理間千粒重無顯著差異。

上述生長指標及經濟性狀指標數據表明，施用化肥可以提高早稻有效穗、株高、干物質量等指標，其中施ＮＰ、ＮＰＫ處理具有顯著性提高；配施紫云英綠肥后同未配施綠肥處理相比上述指標也均有較明顯提高；但增施化肥后早稻結實率有所下降，且配施紫云英綠肥后結實率同未配施綠肥的數據相比也出現下降現象。

２．３不同施肥處理對早稻產量的影響

由圖２可知，隨著化學肥料配施量的增加，早稻的產量也隨之增加，施用Ｎ、ＮＰ和ＮＰＫ化肥，產量分別比對照提高9.69％、60.45％和78.18％；在施Ｎ、ＮＰ、ＮＰＫ肥的基礎上，增施紫云英綠肥，產量分別又增加６．６７％、１６．９７％和１５．１２％，且單獨增施紫云英綠肥比對照產量增加45.39％。其中ＮＰＫ＋ＭＶ配合施肥處理后早稻實際產量最高，未施肥ＣＫ處理產量最低。方差分析顯示，增施紫云英綠肥處理與未施綠肥的處理中，除Ｎ處理外，其他處理均有顯著性提高，說明在施用ＮＰ、ＮＰＫ肥料后，增施紫云英綠肥能明顯提高早稻產量。

由表3可知，增施ＮＰ、ＮＰＫ肥早稻產量同對照相比均有極顯著性提高，施用紫云英綠肥同對照產量相比有顯著性提高，只施用Ｎ肥與對照相比無顯著性變化。

３小結與討論

一般情況下，紫云英綠肥施入是將上年種植后產量全部翻壓入田，因此，同一小區采用相同的播種量進行試驗更有實際意義。劉威等［11］、蘇偉等［１２］指出，施肥對紫云英有明顯的增產作用，合理施用Ｎ、Ｐ、Ｋ肥能明顯促進紫云英的生長、提高產量和養分積累量，有利于提高紫云英種植效益。本試驗通過長期不同施肥方式試驗也發現ＮＰＫ配合施用可以明顯有效地增加紫云英產量，ＮＰ配施也可顯著提高紫云英產量，但僅施Ｎ肥對產量增加影響不大，同時長期種植紫云英其產量年際間存在一定波動，說明產量與其他因子存在密切相關性。

本試驗結果表明，施肥與早稻生長及經濟性狀指標有緊密關系，ＮＰＫ與紫云英綠肥配施可以顯著提高早稻有效穗數、株高及干物質量等指標，促進早稻的生長發育；各種化肥配施處理增施綠肥后上述指標均明顯提高，說明在施化肥的基礎上增施紫云英綠肥可顯著提高水稻生長及經濟性狀指標，這是由于施用紫云英可以提高土壤肥力，促進早稻營養和生殖生長，提高早稻產量；紫云英與化肥配合施用，既滿足了早稻對速效養分的需求，又可以保證整個生育期養分均衡持續供應。數據分析顯示施肥會導致早稻結實率下降，這個結果與劉英等［５］的研究結果類似，這可能是由于施肥顯著增加了早稻生長的有效穗數從而導致了單穗結實率指標的下降；這一結果表明增施養分肥料后早稻主要是通過提高有效穗數來增加總產量的。

試驗研究發現，受不同施肥方式的影響，早稻產量結果有顯著變化，其中ＮＰＫ結合紫云英綠肥處理產量最高，僅施Ｎ肥早稻增產效果不顯著，這可能是由于單施化學肥料，養分釋放快，僅促進了水稻前期的分蘗，但沒有顯著增加有效穗數，成穗率較低。縱觀３年試驗期間施紫云英綠肥早稻產量與ＣＫ處理存在高度相關，這是由于施紫云英土壤養分均衡，養分釋放緩慢持久，可滿足早稻生長前、后期養分需求。紫云英與化學肥料配合施用，可以獲得穩定、高產的早稻產量，同時可以提高土壤肥力，減少化肥使用量，降低環境污染。

參考文獻：

［１］ 王培先．我國農業生產中的環境問題［Ｊ］．農業經濟問題，２００１（５）：４３－４６．

［２］ 焦彬，顧榮申，張學上．中國綠肥［Ｍ］． 北京：農業出版社，１９８６．

［３］ 王允青，張祥明，劉英，等．施用紫云英對水稻產量和土壤養分的影響［Ｊ］． 安徽農業科學，２００４，３２（４）：６９９－７００．

［４］ 吳萍，胡南河，葉愛青，等． 種植紫云英的效益及其對土壤肥力的影響［Ｊ］． 安徽農業科學，２００６，３４（１１）：２４６６－２４６８．

［５］ 劉英，王允青，張祥明，等． 種植紫云英對土壤肥力和水稻產量的影響［Ｊ］． 安徽農學通報，２００７，１３（１）：９８－９９．

［６］ 王建紅，曹凱，張賢，等． 綠肥還田對水稻生長期土壤有機質動態變化的影響［Ｊ］． 浙江農業科學，２０１０（３）： ６１４－６１６．

［７］ 李雙來，陳云峰，李四斌，等． 水稻相同紫云英翻壓量下化肥的合理用量試驗［Ｊ］． 湖北農業科學，２００９（７）：１５９２－１５９３．

［８］ 曾慶利，龔春華，徐永士，等． 紫云英不同翻壓量對水稻產量和產值的影響［Ｊ］． 湖南農業科學，２００９（６）：７６－７７，８８．

［９］ 高菊生，徐明崗，秦道珠． 長期稻—稻—紫云英輪作對水稻生長發育及產量的影響［Ｊ］． 湖南農業科學，２００８（６）：２５－２７．

［１０］ 王果，陳建斌． 稻草和紫云英對土壤外源銅的形態及生態效應的影響［Ｊ］． 生態學報，１９９９，１９（４）：５５１－５５６．

［１１］ 劉威，魯劍巍，蘇偉，等． 氮磷鉀肥對紫云英產量及養分積累的影響［Ｊ］． 中國土壤與肥料，２００９（５）：４９－５２．

［１２］ 蘇偉，魯劍巍，劉威，等． 氮磷鉀肥用量對紫云英產量效應的研究［Ｊ］． 中國生態農業學報，２００９，１７（６）：１０９４－１０９８．