福建稻區(qū)紫云英播期及播種量對(duì)其產(chǎn)量和養(yǎng)分含量的影響

劉彩玲，劉 珠，何春梅，王 飛

（1. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，福建 福州 350013；2. 福建省沙縣土壤肥料技術(shù)推廣站，福建 沙縣 365050）

0 引言

【研究意義】紫云英（Astragalus sinicusL.）是豆科黃芪屬作物，是我國(guó)南方稻田主要的冬季綠肥作物[1-4]。紫云英作為綠肥翻壓肥田，需要較高的產(chǎn)草量和養(yǎng)分累積量，而播種期、播種量是影響其出苗速度、生長(zhǎng)狀況、養(yǎng)分、產(chǎn)量和品質(zhì)等的關(guān)鍵因素[5-7]。因此，適時(shí)播種、適宜的生長(zhǎng)密度可保證紫云英對(duì)光熱資源的需求，改善其生長(zhǎng)狀況從而獲得較高的產(chǎn)量和養(yǎng)分累積量，以利于為后作作物提供有機(jī)肥源。【前人研究進(jìn)展】前人研究表明，播期和播種量是影響紫云英群體密度的關(guān)鍵措施，選擇合適的播種期和播種量能夠改善紫云英的生長(zhǎng)性狀、產(chǎn)量及其養(yǎng)分累積量[8-10]。其中適宜時(shí)期播種可使鮮草產(chǎn)量增加45%～58.1%[11-12]，種子產(chǎn)量增加6.7%～34.9%[13]；養(yǎng)分累積量增加23.5%～25.6%[9]；適宜的播種量可使鮮草產(chǎn)量增加10.4%～30.3%[14]，種子產(chǎn)量增加14.4%～46.9%，養(yǎng)分累積量增加3.8%～75.6%[15]。而播種期的延長(zhǎng)有利于農(nóng)事操作，提高播期彈性，也有利于擴(kuò)大種植區(qū)域范圍。【本研究切入點(diǎn)】試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)播種期延遲，可導(dǎo)致鮮草量下降[9-12]，但能否通過增加播種量來提高產(chǎn)量甚至實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)尚未知。關(guān)于福建稻區(qū)紫云英最佳播期與播種量對(duì)其產(chǎn)量與養(yǎng)分含量的影響目前尚未見報(bào)道。本研究分析這兩個(gè)因素對(duì)紫云英在福建稻區(qū)的生長(zhǎng)性狀、產(chǎn)量以及養(yǎng)分累積量的影響，以篩選出最佳的播期、播種量組合。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究在福建稻區(qū)通過設(shè)置不同的播期、播種量組合，在田間條件下研究紫云英生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)草量、養(yǎng)分累積量，以期明確紫云英播期與播種量處理，探討延遲播期下的紫云英產(chǎn)量提升途徑，從而為福建稻區(qū)紫云英輕簡(jiǎn)化高效栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)設(shè)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部福建耕地保育觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站內(nèi)試驗(yàn)田，位于閩侯縣白沙鎮(zhèn)溪頭村（119°7′E、26°21′N），供試土壤為灰泥土，土壤肥力中等，土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)：pH 5.29，有機(jī)質(zhì)22.0 g·kg-1，堿解氮 118.0 mg·kg-1，速效磷 14.6 mg·kg-1，速效鉀 57.9 mg·kg-1。前季作物為水稻。試驗(yàn)紫云英品系為84（8）7-1-1（暫定‘閩紫 8號(hào)’），84（8）7-1-1表現(xiàn)為早發(fā)性好、中熟，植株較高大，莖稈粗壯[16]。種子凈度≥97.0%，發(fā)芽率≥80%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《綠肥種子》（GB8080-2010）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，播期設(shè)4個(gè)處理，分別為2018年9月30日（A1）、10月25日（A2）、11月20日（A3）、12月15日（A4）；播種量設(shè)3個(gè)處理，分別為15 .0 kg·hm-2（B1）、22.5 kg·hm-2（B2）、30.0 kg·hm-2（B3），二者組合共12個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，每小區(qū)面積12 m2（3 m×4 m）。各小區(qū)將稻草移出后進(jìn)行播種，除紫云英播種量、播種期不一致外，土壤含水量等其他農(nóng)業(yè)措施保持一致。施磷肥（P2O5）22.5 kg·hm-2作拌種肥，鉀肥（K2O）15 kg·hm-2，在苗期施用。

于盛花期在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5株調(diào)查紫云英株高、分枝數(shù)、莖粗。其中株高為從地面量至植株最高葉片尖端；分枝數(shù)為一級(jí)分枝；莖粗在幼莖最粗處測(cè)量。植株鮮草重為地上部鮮草的重量。取盛花期植株地上部的樣品烘至恒重，經(jīng)粉碎后過篩進(jìn)行氮、磷、鉀養(yǎng)分測(cè)定。植物全氮測(cè)定采用H2SO4-混合加速劑-蒸餾法，植物全磷測(cè)定采用釩鉬黃比色法，植物全鉀測(cè)定采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度計(jì)法，具體參照魯如坤[17]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS軟件雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)和Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期與播種量不同組合對(duì)紫云英產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表1可知，播期與播種量組合對(duì)紫云英產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀有明顯的影響。其中株高最高的為A2B3組合，A3B3組合莖粗最粗，分枝數(shù)最多的為A1B2組合，總分枝數(shù)A3B2組合最多，均與A4組合差異顯著；A4B2組合株數(shù)顯著高于A1、A2組合（A2B2除外）。A1B2組合干、鮮草產(chǎn)量均為最高，且顯著高于其他處理；A1、A2、A3組合干、鮮產(chǎn)量均顯著高于A4組合，說明播期推遲不利紫云英生長(zhǎng)，不同播期組合中均以B2播種量產(chǎn)量最高。由此可知，9月底至11月下旬播種有利于紫云英獲得較高的草產(chǎn)量，均以22.5 kg·hm-2播種量最適宜，播種期9月30日結(jié)合播種量22.5 kg·hm-2組合為最優(yōu)。

表1 播期與播種量不同組合下紫云英的生長(zhǎng)性狀Table1 Growth of Chinese milk vetch under varied sowing treatments

2.2 播期與播種量單因素對(duì)紫云英產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

對(duì)播期與播種量單因素因子分析可知，隨著播期的推遲，盛花期紫云英株高、莖粗、分枝數(shù)、總分枝數(shù)、產(chǎn)量均呈下降趨勢(shì)（表2），尤其是12月15日播種處理，產(chǎn)量急劇下降，而株數(shù)則呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。鮮產(chǎn)量和干產(chǎn)量均為A1處理顯著高于其他處理，說明早播種有助于提升產(chǎn)量。對(duì)不同播種量而言，隨著播種量的增加，產(chǎn)量呈先升高后降低的趨勢(shì)，但各播種量的產(chǎn)量及構(gòu)成均無顯著性差異。方差分析結(jié)果進(jìn)一步表明了播期對(duì)紫云英產(chǎn)量及其構(gòu)成因素有顯著影響，播種量則無顯著影響（表3）。綜上，9月底至11月下旬結(jié)合22.5 kg·hm-2播種量有利于紫云英獲得較好的農(nóng)藝性狀；9月30日結(jié)合22.5 kg·hm-2播種量可獲得最高草產(chǎn)量。從方差分析結(jié)果可知，播期對(duì)產(chǎn)量影響明顯，播期與播種量?jī)梢蜃訉?duì)干草產(chǎn)量具有明顯交互效應(yīng)。

2.3 播期與播種量不同組合對(duì)紫云英養(yǎng)分含量及累積量的影響

由表4可知，播期與播種量組合的紫云英地上部氮含量A1B2最低，A3B1最高，不同處理間無顯著性差異；氮累積量以A1B2組合最高，顯著高于A3和A4組合（A3B1處理除外）。磷含量A4B1組合最低，A3B1組合最高，二者差異顯著；磷累積量A1B2組合顯著高于其他組合。鉀含量A2B1組合最低，A3B1組合最高，二者差異顯著；鉀累積量同樣以A1B2組合最高，且顯著高于其他組合。另外，A4組合氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量均顯著低于其他組合。綜上，9月底至11月下旬播種有利于獲得較高的氮、磷、鉀累積量，11月30日播種與15 kg·hm-2播種量組合氮磷鉀養(yǎng)分含量最高，9月30日與22.5 kg·hm-2播種量組合養(yǎng)分累積量最高。

表2 播期與播種量單因素下紫云英的生長(zhǎng)性狀Table2 Growth of Chinese milkvetch sowed on various dates or using different seeding rates

表3 紫云英產(chǎn)量及其構(gòu)成因素方差分析（F值）Table3 Analysis of variance on yield and yield traits of Chinese milk vetch （F value）

表4 播期與播種量不同組合下紫云英養(yǎng)分含量及累積量Table4 Nutrients content and accumulation of Chinese milk vetch sowed at different time and seeding rates

2.4 播期與播種量單因素對(duì)紫云英養(yǎng)分含量及累積量的影響

由表5可知，紫云英盛花期氮、磷、鉀養(yǎng)分含量隨著播期的推遲呈先升高后降低趨勢(shì)，不同處理均以A3處理最高，其中鉀含量顯著高于A1、A2處理。對(duì)養(yǎng)分累積量而言，隨著播期的推遲紫云英養(yǎng)分累積量均呈下降趨勢(shì)，其中以A1處理最高，顯著高于其他處理，A2、A3處理也顯著高于A4處理。對(duì)不同播種量而言，各處理間無顯著性差異。方差分析結(jié)果進(jìn)一步表明，播期對(duì)紫云英養(yǎng)分累積量有顯著影響，播種量則無影響，播期與播種量對(duì)養(yǎng)分含量與累積量無明顯交互效應(yīng)（表6）。綜上，9月底至11月下旬播種有利于獲得較高的養(yǎng)分累積量，以9月30日播種為最高。

3 討論與結(jié)論

前人研究結(jié)果表明，播期顯著影響紫云英的生長(zhǎng)狀況和養(yǎng)分含量[18-19]。本研究中，紫云英的株高、莖粗、分枝數(shù)、養(yǎng)分積累量均隨播期的推遲而下降，播期推遲至12月中旬，即使增加播種量仍然無法提高產(chǎn)量。由此可知，播期推遲導(dǎo)致紫云英生育期延遲，草產(chǎn)量同樣也隨播期的推遲而顯著降低。這與潘福霞[11]、周影[20]等結(jié)果相似，即適時(shí)早播可改善植株經(jīng)濟(jì)性狀和獲得較高的草產(chǎn)量。這可能是因?yàn)樵绮プ显朴⒊雒缈欤軌蜓娱L(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，積累更多的養(yǎng)分，同時(shí)利用冬前的有利積溫和光照，進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育。但不同地域間或不同播種方式紫云英最適宜的播期不一致，例如河南最佳的播種期為9月9日[9]，湖北則為9月25日[11]。究其原因，紫云英屬于秋播綠肥，適宜溫度為15～25℃。進(jìn)入9月份后，隨著太陽直射點(diǎn)的南移，處于高緯度的省份太陽高度較小，地面上單位面積所獲得的太陽熱量較低緯度省份少，播種期相對(duì)較早。另外，一般紫云英前季作物為水稻，采用稻底套播的方式，可為提前播種提供蔭蔽、濕潤(rùn)條件，可在9月份進(jìn)行播種。若將水稻收割后采用直播方式則需在10月份[21]。此外，在本研究中，紫云英草產(chǎn)量與播種量呈拋物線關(guān)系，產(chǎn)量隨播種量增加先升高后降低，在播種量22.5 kg·hm-2時(shí)最大。這與潘福霞[14]、秦自果等[15]結(jié)果一致，分析其原因，在低密度播種下由于種群個(gè)體少，作物總體產(chǎn)量較低；而在高密度播種下，種群個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)變大，基本苗數(shù)增多，幼苗間因遮蔭度的增加而死亡率提高，最終因?yàn)閭€(gè)體發(fā)育不良而造成減產(chǎn)[22-25]。因此適宜的群體構(gòu)成才能獲得較高產(chǎn)量。本研究中增加播種量可提高株莖數(shù)，產(chǎn)量隨之升高，但進(jìn)一步增加播種量時(shí)，由于密度過大，抑制了紫云英分枝生長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，這可由株數(shù)與總分枝數(shù)的關(guān)系得到佐證（表2）。另外，也有相關(guān)試驗(yàn)表明播種量與草產(chǎn)量呈正相關(guān)[8,14,26]，究其原因，超過適宜的播種量，造成植株間的密度過大，葉片相互遮蓋，使葉片不能充分地接受光照，不利于提高光合作用的效率，最終降低了產(chǎn)量。此外，不同地域間紫云英最適宜的播種量也不一致，例如：江蘇省最佳播種量為30 kg·hm-2[27]，湖北省最佳播種量為15.0～22.5 kg·hm-2[14]。究其原因，首先，不同區(qū)域間土壤理化性質(zhì)不同，而紫云英是喜磷、喜鉀作物，土壤中磷和鉀的含量較高時(shí)所需播種量較少。其次，不同區(qū)域的氣候類型不一致，紫云英性喜濕潤(rùn)，不耐干旱，又怕漬水。緯度較低的地區(qū)進(jìn)入秋冬后降水較多，播種后易出現(xiàn)爛種爛芽的現(xiàn)象，故需加大播種量。因此，根據(jù)區(qū)域光溫水與地力條件確定紫云英播期與播量是保證高產(chǎn)的前提。從中也可看出，福建稻區(qū)紫云英播期彈性較小，通過提高播種量彌補(bǔ)延期播種不能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

表5 播期與播種量單因素下紫云英養(yǎng)分含量及累積量Table5 Nutrients content and accumulation of Chinese milk vetch sowed on various dates or using different seeding rates

表6 紫云英養(yǎng)分含量及其累積量方差分析（F值）Table6 Analysis of variance on nutrients content and accumulation of Chinese milk vetch （F value）