有機水稻—紅花草輪作對有機稻產量及土壤肥力的影響

劉亞柏

摘要：為了提高有機水稻田土壤質量，更好地發展有機水稻，在有機水稻生產區實行有機水稻—紅花草輪作、有機水稻—小麥輪作種植模式試驗。結果表明，有機水稻—紅花草輪作模式下水稻株高、穗長分別比有機水稻—小麥輪作模式高57%、75%，有效穗增加8354萬穗/hm2，飽滿率提高980百分點，千粒質量增加032 g，稻谷產量增加 3 20688 kg/hm2，稻田土壤有機質含量年增加524 g/kg，高于有機水稻—小麥輪作模式；但可能是因為有機水稻長勢好、產量高，有機水稻—紅花草輪作模式下的土壤全氮、速效磷、速效鉀年增幅均低于有機水稻—小麥輪作模式。有機水稻—紅花草輪作模式下有機稻產量及土壤肥力持續穩定增長，是有機生產培肥地力的重要模式之一。

關鍵詞：有機水稻；紅花草；輪作；土壤肥力；產量；經濟效益；小麥

中圖分類號： S504；S344文獻標志碼： A

文章編號：002-302（204）2-0072-03

隨著人們生活水平不斷提高，對食品安全日益重視，有機農業的發展勢頭空前高漲。江蘇省有機農業面積達幾十萬畝，有機水稻面積達十多萬畝；但是，[2]由于受土壤肥力等關鍵因素的影響，有機水稻產量始終徘徊在3 000～4 25 kg/hm2，產量較低。在不使用化肥的情況下，如何提高水稻田土壤肥力，改善土壤結構，保證有機水稻的正常生產成了難題，因此綠肥生產重新被重視起來。20世紀60—70年代，綠肥生產對我國糧食生產起到了重要作用，紅花草（Astragalus sinicus L）曾經是稻區最主要的冬季綠肥作物，例如980年安徽省紅花草種植面積達72萬hm2，占耕地面積的6%。紅花草屬豆科黃芪屬越年生草本植物，其根瘤菌具有很強的固氮能力，每年可固定空氣中的氮75～50 kg/hm2。據研究，鮮紅花草中的氮、磷、鉀含量分別為048%、0%、024%[2]。種植紅花草不但可以增加作物產量，平衡和調節農作物吸收氮、磷、鉀及中微量元素，提高農產品品質；更重要的是施用紅花草綠肥具有一定的長效性，還可提高和更新土壤有機質，富集土壤磷、鉀，增加生物覆蓋率，提高各種礦質營養元素的效應，提升土壤肥力和生物活性，改善土壤物理性狀，保持良好的生態環境。紅花草是一種成本低、無公害，有利于保護環境、生產綠色農產品、維持農業生態平衡、促進農業生產可持續發展的作物。種植紅花草對改良土壤，提高土壤肥力，增加水稻產量和質量，保持水稻生產可持續發展具有重要意義。本研究探討了有機水稻—紅花草輪作對有機稻產量及土壤肥力的影響，旨在為明確有機水稻生產培肥地力提供理論依據。

材料與方法

[BT23]試驗區土壤概況

江蘇省句容市戴莊村（9°3′49″E，3°39′″N），位于風景秀美的九龍山區，幾乎沒有工業，生態環境很好。該生態區屬北亞熱帶中部氣候區，具有明顯的季風特征，干濕冷暖，四季分明，熱量充裕，無霜期長，雨水豐沛，光照充足，氣候條件比較優越。年平均氣溫52 ℃，日平均氣溫高于0 ℃的作物生長期平均為226 d，總積溫48596 ℃，高溫年可達 5 270 ℃，無霜期229 d。雨水豐沛，年降水量 0588 mm，常年各季雨量分配：春季2560 mm，占24%；夏季4976 mm，占47%；秋季940 mm，占8%；冬季20 mm，占%。光照充足，常年平均光照時數2 570 h，日照百分率49%，光照的四季分配：春季光照時數5066 h，占全年光照的23%；夏季是光照時間最長、強度最大的季節，光照時數為6833 h，占全年光照的32%；秋季光照時數554 h，占全年光照的24%；冬季光照最少，光照時數46 h，占全年光照的2%。土壤為第四紀下蜀黃土發育的馬肝土（黃棕壤）。

2試驗設計

共設2個處理：處理，有機水稻—紅花草；處理2，有機水稻—小麥。采取大田試驗，選取相鄰田塊，整塊田分別采用不同的種植輪作模式，設3次重復。試驗時間：202年9月至203年9月；水稻品種：越光；紅花草品種：皖江大葉青；小麥品種：揚麥58。水稻季用肥：耕翻前施菜籽餅 500 kg/hm2，栽秧后5 d施米糠750 kg/hm2。紅花草或小麥季用肥：紅花草不施肥，小麥播種時施45%復合肥（N、2O5、K2O含量均為5%）600 kg/hm2，分蘗期、拔節期各施尿素 75 kg/hm2。有機水稻全生育期不用農藥，正常灌溉；小麥防赤霉病次；其他栽培管理措施按常規進行。

3樣品采集

土樣采集：水稻收割結束時取耕作層0～20 cm土壤樣品。根據田塊形狀采用對角線法或“S”形取樣法取土，確保土樣代表該田塊土壤性狀。

植株樣采集：在80%稻谷呈黃色時取植株樣，全株采集。根據田塊形狀采用對角線法或“S”形取樣法選定5點，每點連續采集5穴水稻植株，確保樣株代表該田塊水稻性狀。

4測試方法

采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法測定土壤有機質含量；采用半微量凱氏定氮法測定土壤全氮含量；采用雙酸浸提法（005 mol/L HCl、25 mmol/L H2SO4） 測定土壤速效磷含量；采用 mol/L乙酸銨浸提-原子吸收法測定土壤速效鉀含量。

2結果與分析

2有機水稻—紅花草輪作對水稻性狀的影響

有機水稻的生長性狀指標直接影響有機水稻生產。由表可見，有機水稻—紅花草輪作模式下水稻株高、穗長、穗頸長分別為8270、800、3430 cm，均高于有機水稻—小麥輪作模式。有機水稻—紅花草輪作模式下的水稻株高、穗長分別比有機水稻—小麥輪作模式高57%、75%[3]。[FL）]

[FK（W7][HT6H][Z]表有機水稻—紅花草輪作模式對水稻生長性狀的影響[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK4，WK6，WK0。4W]處理樣本數（個）株高（cm）穗長（cm）穗頸長（cm）穗/頸（%）

[BHDG2]有機水稻—小麥輪作模式027825±827a675±064a390±70a052±00a

[BHDW]有機水稻—紅花草輪作模式338270±226a800±028a3430±4a053±00a[H][BG）F]

注：同列數據后不同小寫字母表示在005水平上差異顯著。[FK）]

[FL（2K2]22有機水稻—紅花草輪作對水稻產量的影響

有機水稻產量主要由有效穗、飽滿率及稻谷千粒質量等因素決定。由表2可以看出，有機水稻—紅花草輪作模式能促進有機水稻形成有效穗，增加結實率，增加稻谷飽滿率。有機水稻—紅花草輪作模式下有效穗比有機水稻—小麥輪作處理增加8354萬穗/hm2，飽滿率增加980百分點，千粒質量增加032 g，稻谷產量增加3 20688 kg/hm2。這主要是因為紅花草還田后，在水稻生長過程中緩慢腐解，不斷地為水稻提供養分，在水稻形成有效穗、開花、灌漿等關鍵時期，水稻不會因缺乏養分而受限制，有機水稻—小麥模式卻因養分受限而影響水稻形成有效穗、開花、灌漿，這與以往研究結果類似[，3-]。[FL）]

[FK（W30mm][HT6H][Z]表2有機水稻—紅花草輪作模式對水稻產量的影響[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK6，WK。4W]處理飽滿率（%）千粒質量（g）有效穗（萬穗/hm2）產量（kg/hm2）

[BHDG2]有機水稻—小麥輪作模式6365±3585a2377±05a2 793±3028a3 04432± 9797b

[BHDW]有機水稻—紅花草輪作模式8345±460a2409±006a35547±5999a6 2520±8335a[H][BG）F]

注：同列數據后不同小寫字母表示在005水平上差異顯著。[FK）]

[FL（2K2]23有機稻-紅花草輪作對土壤肥力的影響

土壤有機質含量是評價土壤肥力狀況的重要指標之一。由表3可見，有機水稻—紅花草輪作模式下土壤有機質含量達2552 g/kg，年增幅為524 g/kg；而有機水稻—小麥輪作模式下土壤有機質含量為2337 g/kg，年增幅為487 g/kg。由此可見，紅花草還田顯著增加土壤有機質含量[5，2-4]。有[2]機水稻—紅花草輪作模式下土壤全氮、速效磷、速效鉀含量年增幅分別為 06 g/kg、289 mg/kg、382 mg/kg，而有機水稻—小麥輪作模式下土壤全氮、速效磷、速效鉀含量年增幅分別為056 g/kg、 2974 mg/kg、7522 mg/kg，均高于有機水稻—紅花草輪作模式，這可能是由于有機水稻—紅花草輪作處理下水稻產量高，水稻籽粒、秸稈帶走了較多氮、磷、鉀[5-6]。[FL）]

有機水稻—紅花草輪作模式和有機水稻—小麥輪作模式的經濟效益顯著不同。2種不同輪作模式下，水稻育秧、耕翻田地、插秧、管理、收割等生產程序一樣，生產成本也一樣，雖然有機水稻—小麥輪作模式下有小麥收入，但是由于有機水稻—紅花草輪作模式下培肥地力的原因，水稻產量明顯提高，再加上小麥生產過程中必須投入種子、肥料、耕翻、收割、人工等費用，所以有機水稻—紅花草輪作模式的經濟效益遠高于有機水稻—小麥輪作模式（表4）。

3結論與討論

本研究以水稻品種越光為供試品種，研究不同輪作模式對有機水稻產量及土壤肥力的影響。結果表明，有機水稻—紅花草輪作模式由于紅花草還田，肥力足，在分蘗、拔節、孕穗等時期不會出現脫肥現象，有利于水稻生長和形成有效穗，因此株高、穗長、有效穗等指標均高于有機水稻—小麥輪作模式[4]。在有機水稻生產過程中杜絕施用化肥，將紅花草還田可以長效性供肥，在水稻開花、灌漿等關鍵時期為水稻提供充足養分，所以有機水稻—紅花草輪作模式下有機稻飽滿率、千粒質量等產量指標顯著高于有機水稻—小麥輪作模式。從經濟效益上看，有機水稻—小麥輪作模式雖然有小麥收益，但是有機水稻—紅花草輪作能培肥地力，有機水稻產量顯著高于有機水稻—小麥輪作模式，同時沒有冬季生產成本，所以有機水稻—紅花草輪作模式的經濟效益顯著高于有機水稻—小麥輪作模式。將紅花草還田，紅花草腐爛分解，提高稻田土壤有機質含量，改善稻田土壤結構，培肥稻田土壤地力，由于有機水稻—紅花草輪作模式下水稻生長勢強，水稻收割帶走較多養分，所以須要適當補充磷、鉀，以平衡土壤肥力[3-0]。所以提倡通過有機水稻—紅花草輪作模式發展有機水稻，使有機稻產量及土壤肥力走持續穩定的發展道路。

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