種植綠肥與化肥減量對水稻產量和土壤養分含量的影響

吳 橙，陸才云

（江口縣農業農村局，貴州 江口 554400）

江口縣位于貴州省東北部，坐落在國家級自然保護區、聯合國“人與生物圈保護網”成員、武陵山脈主峰——梵凈山南麓，屬亞熱帶大陸季風氣候，年均氣溫16.2℃，無霜期約289 d，最高海拔為2 572.5 m，最低海拔為275 m，年降雨量為1 380 mm 左右，氣候四季分明，冬無嚴寒，夏無酷暑，無霜期長，雨量充沛，水熱同期，光熱共季。農業生產以糧油及經濟作物生產為主，全縣耕地面積43×104hm2，其中水稻常年種植面積7 300 hm2。近幾年，農村有機肥施用量大幅度減少，農民大量使用化肥造成了土壤有機質含量下降和農業面源污染。為穩步推進江口縣農業面源污染治理，實現化肥投入減量化、產品安全優質化，通過引導農民種植綠肥，減少化肥使用量，提高土壤有機質含量，改善土壤理化性狀，提高土壤肥力和水稻產量，增加經濟效益，減輕農業面源污染，實現“化肥零增長”具有非常重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江口縣德旺鄉茶寨村茶寨壩，東經108°36′33.06″，北緯27°43′23.18″，海拔533 m，地形部位為河谷壩子，土種為潮砂泥田，地塊面積1 300 m2，土壤肥力水平中等，常年優質稻種植面積66.67 hm2左右，屬江口縣優質米生產基地。試驗地前作水稻，常年種植模式為水稻-油菜輪作，試驗前土壤耕層混合樣品采集檢測。

1.2 試驗材料

綠肥紫云英666.7 m2播種2 kg，4 月17 日盛花期經測算產綠肥鮮草3 680 kg/667 m2，全田翻埋還田；水稻品種為兆優5455。

1.3 試驗設計

試驗設置5 個處理：其中CK 為常規施肥區不種植綠肥，667 m2施復混肥折純量N 6.10 kg，P2O52.66 kg，K2O 3.04 kg；處理1 為常規施肥減量5%；處理2 為常規施肥減量10%；處理3 為常規施肥減量15%；處理4 為常規施肥減量20%，詳見表1。小區面積6 m，寬4 m，小區面積24 m2，每個處理設置3次重復，隨機區組排列。四周設置保護行，小區間采用農膜隔離，各小區按照對角線設置進水口和排水口，實行單排單灌，除施肥外，各小區栽培和田間管理措施均一致。

表1 江口縣水稻化肥減量試驗施肥設計表Tab.1 Fertilizer design table for rice fertilizer reduction experiment in Jiangkou County kg

1.4 水稻播種及管理方法

水稻4 月26 日播種，采用旱育淺植方式育苗，5 月31 日移栽，行距33.33 cm，窩距25 cm，種植密度8008 穴/667 m2，病蟲防治5 次，其中苗床期2 次，大田期3 次。防治藥劑為吡蟲啉、阿維菌素、甲維鹽、井崗霉素和稻瘟靈，9 月19 日測產驗收，全生育期146 d。

1.5 各項指標測定方法

植株農藝性狀各項指標采用小區定2 點，每點與插秧方向垂直取5叢進行測量。

土壤pH 采用電位法測定，有機質采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法、

全氮采用凱氏蒸餾法、全磷采用高氯酸-硫酸法、全鉀采用火焰光度計法、解堿氮采用堿解擴散法、有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法、速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計法、有效鋅和有效鐵采用空氣-乙炔火焰的原子吸收分光度法、有效硼采用姜黃素吸光度法、全氮凱采用氏蒸餾法測定堿解氮采用堿解擴散法、有效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法、速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計法、緩效鉀采用硝酸提取-火焰光度計法。

植株N、P、K分別采用定消煮-蒸餾法、消煮-釩鉬黃比色法、消煮-釩鉬黃比色法。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀結果

綠肥翻壓還田對水稻各生育期影響變化不大，全生育期均為146 d。大田綜合表現各小區長勢良好，莖桿粗壯，耐肥，抗倒能力強，穗大粒多，田間實際調查未見稻瘟病和白葉枯病，紋枯病發病較輕，蟲害方面主要防治稻飛虱和稻縱卷葉螟。

各處理對農藝性狀結果影響較小，由表2可知，株高以處理1最高為117.6 cm，處理4最低為117.1 cm；有效穗以處理4最高為204.5×104穗/hm2，處理1最低為184.5×104穗/hm2，穗粒數以處理1 最高為176.1 粒，處理4 最低為164.5 粒；穗實粒數以處理1最高為154.5粒，處理4最低為140粒；結實率以處理1 最高為87.7%，處理3 最低為為83.5%；千粒質量以處理1最高為27.64 g，處理4最低為27.45 g。

表2 不同處理對水稻農藝性狀的影響Tab.2 Effects of different treatments on agronomic traits of rice

2.2 產量及經濟效益

由表3 可知，常規施肥（CK）、常規施肥減量5%、常規施肥減量10%、常規施肥減量15%常和規施肥減量20%，5個小區 稻 谷 產 量 分 別 為：493.68 kg/667 m2、499.92 kg/667 m2、499.04 kg/667 m2、494.68 kg/667 m2、487.88 kg/667 m2，以處理1 最高為499.92 kg/667 m2，最低為處理4 為487.88 kg/667 m2；凈產值處理2 最高為993.56 元，處理1 次之為990.63 元，處理3 第3 為985.35 元，處 理4 排 第4 為969.34 元，CK 最 低 為964.93 元；增產率以處理1 最高為1.26%，處理4 最高低為-1.17%；產投比以處理2 和3 最高為2.65，CK 最低為2.57。結果表明，綠肥翻壓還田和化肥減量對水稻產量影響較小，常規施肥減量15%為臨界值，結合效益最高。

表3 江口縣綠肥種植化肥減量試驗經濟效益表Tab.3 Economic benefit table of green fertilizer reduction experiment in Jiangkou County

2.3 土壤養分檢測結果

綠肥種植化肥減量試驗前后土壤養分變化情況，見表4。由表4可知，綠肥種植化肥減量試驗后土壤pH降低了1.03為6.32，有機質增加10.2 g/kg 為43.1 g/kg，全氮增加0.14 g/kg 為2.41 g/kg，全磷降低0.02%為0.08 mg/kg，全鉀增加1.1 g/kg 為1.37 g/kg，解堿氮增加38 mg/kg 為232 mg/kg，有效磷降低5.5 mg/kg 為26.0 mg/kg，速效鉀減少6 mg/kg 為86 mg/kg，有效鐵增加167 mg/kg 為261 mg/kg，有效鋅增加1.08 mg/kg 為1.99 mg/kg，有效硼增加0.12 mg/kg 為0.52 mg/kg。結果表明，種植綠肥能降低土壤pH，增加有機質和全氮含量，改善土壤理化性狀。

表4 綠肥種植化肥減量試驗前后土壤養分變化情況Tab.4 Changes of soil nutrients before and after fertilizer reduction test for green fertilizer planting g/kg、mg/kg

2.4 植株樣品檢測結果

由表5可知，水稻植株樣品檢測結果表明，稻草中全氮以處理4 最高為0.48 g/100 g，全磷以處理1 最高為0.20 g/100 g，全鉀以處理2最高為2.10 g/100 g；籽粒中全氮處理2和處理3最高為0.86 g/100 g，全磷以處理1最高為0.30 g/100 g，全鉀以處理1 最高為0.35 g/100 g。結果表明，種植綠肥能提高水稻植株和籽粒中全氮、全磷、全鉀含量。

表5 江口縣綠肥種植化肥減量試驗水稻植株樣品檢測結果Tab.5 Test results of rice plant samples of green fertilizer reduction test in Jiangkou County g/100 g

3 結論

水稻前茬種植綠肥紫云英，在綠肥盛花期翻埋還田，稻谷產量隨化肥施用量減少而降低，以化肥減量15%為臨界點，稻谷產量為494.68 kg/667 m2，比對照增產0.2%。土壤檢測結果表明，土壤pH 降低1.03，有機質增加31%，全氮增加6.17%，解堿氮增加19.59%，說明種植豆科綠肥能增加土壤有機質和氮肥的含量，是減少氮肥用量，培肥地力、改良土壤、提升耕地質量、降低農業面源污染的一項重要措施。