有机水稻—红花草轮作对有机稻产量及土壤肥力的影响

时间：2020-03-29 05:19:50 来源：千叶帆本文已影响人

摘要：为了提高有机水稻田土壤质量，更好地发展有机水稻，在有机水稻生产区实行有机水稻—红花草轮作、有机水稻—小麦轮作种植模式试验。结果表明，有机水稻—红花草轮作模式下水稻株高、穗长分别比有机水稻—小麦轮作模式高57%、75%，有效穗增加8354万穗/hm2，饱满率提高980百分点，千粒质量增加032 g，稻谷产量增加 3 20688 kg/hm2，稻田土壤有机质含量年增加524 g/kg，高于有机水稻—小麦轮作模式；但可能是因为有机水稻长势好、产量高，有机水稻—红花草轮作模式下的土壤全氮、速效磷、速效钾年增幅均低于有机水稻—小麦轮作模式。有机水稻—红花草轮作模式下有机稻产量及土壤肥力持续稳定增长，是有机生产培肥地力的重要模式之一。

关键词：有机水稻；红花草；轮作；土壤肥力；产量；经济效益；小麦

中图分类号： S504；S344文献标志码： A

文章编号：002-302（204）2-0072-03

随着人们生活水平不断提高，对食品安全日益重视，有机农业的发展势头空前高涨。江苏省有机农业面积达几十万亩，有机水稻面积达十多万亩；但是，[2]由于受土壤肥力等关键因素的影响，有机水稻产量始终徘徊在3 000～4 25 kg/hm2，产量较低。在不使用化肥的情况下，如何提高水稻田土壤肥力，改善土壤结构，保证有机水稻的正常生产成了难题，因此绿肥生产重新被重视起来。20世纪60—70年代，绿肥生产对我国粮食生产起到了重要作用，红花草（Astragalus sinicus L）曾经是稻区最主要的冬季绿肥作物，例如980年安徽省红花草种植面积达72万hm2，占耕地面积的6%。红花草属豆科黄芪属越年生草本植物，其根瘤菌具有很强的固氮能力，每年可固定空气中的氮75～50 kg/hm2。据研究，鲜红花草中的氮、磷、钾含量分别为048%、0%、024%[2]。种植红花草不但可以增加作物产量，平衡和调节农作物吸收氮、磷、钾及中微量元素，提高农产品品质；更重要的是施用红花草绿肥具有一定的长效性，还可提高和更新土壤有机质，富集土壤磷、钾，增加生物覆盖率，提高各种矿质营养元素的效应，提升土壤肥力和生物活性，改善土壤物理性状，保持良好的生态环境。红花草是一种成本低、无公害，有利于保护环境、生产绿色农产品、维持农业生态平衡、促进农业生产可持续发展的作物。种植红花草对改良土壤，提高土壤肥力，增加水稻产量和质量，保持水稻生产可持续发展具有重要意义。本研究探讨了有机水稻—红花草轮作对有机稻产量及土壤肥力的影响，旨在为明确有机水稻生产培肥地力提供理论依据。

材料与方法

[BT23]试验区土壤概况

江苏省句容市戴庄村（9°3′49″E，3°39′″N），位于风景秀美的九龙山区，几乎没有工业，生态环境很好。该生态区属北亚热带中部气候区，具有明显的季风特征，干湿冷暖，四季分明，热量充裕，无霜期长，雨水丰沛，光照充足，气候条件比较优越。年平均气温52 ℃，日平均气温高于0 ℃的作物生长期平均为226 d，总积温48596 ℃，高温年可达 5 270 ℃，无霜期229 d。雨水丰沛，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，常年平均光照时数2 570 h，日照百分率49%，光照的四季分配：春季光照时数5066 h，占全年光照的23%；夏季是光照时间最长、强度最大的季节，光照时数为6833 h，占全年光照的32%；秋季光照时数554 h，占全年光照的24%；冬季光照最少，光照时数46 h，占全年光照的2%。土壤为第四纪下蜀黄土发育的马肝土（黄棕壤）。

2试验设计

共设2个处理：处理，有机水稻—红花草；处理2，有机水稻—小麦。采取大田试验，选取相邻田块，整块田分别采用不同的种植轮作模式，设3次重复。试验时间：202年9月至203年9月；水稻品种：越光；红花草品种：皖江大叶青；小麦品种：扬麦58。水稻季用肥：耕翻前施菜籽饼 500 kg/hm2，栽秧后5 d施米糠750 kg/hm2。红花草或小麦季用肥：红花草不施肥，小麦播种时施45%复合肥（N、2O5、K2O含量均为5%）600 kg/hm2，分蘖期、拔节期各施尿素 75 kg/hm2。有机水稻全生育期不用农药，正常灌溉；小麦防赤霉病次；其他栽培管理措施按常规进行。

3样品采集

土样采集：水稻收割结束时取耕作层0～20 cm土壤样品。根据田块形状采用对角线法或“S”形取样法取土，确保土样代表该田块土壤性状。

植株样采集：在80%稻谷呈黄色时取植株样，全株采集。根据田块形状采用对角线法或“S”形取样法选定5点，每点连续采集5穴水稻植株，确保样株代表该田块水稻性状。

4测试方法

采用重铬酸钾-硫酸外加热法测定土壤有机质含量；采用半微量凯氏定氮法测定土壤全氮含量；采用双酸浸提法（005 mol/L HCl、25 mmol/L H2SO4）测定土壤速效磷含量；采用 mol/L乙酸铵浸提-原子吸收法测定土壤速效钾含量。

2结果与分析

2有机水稻—红花草轮作对水稻性状的影响

有机水稻的生长性状指标直接影响有机水稻生产。由表可见，有机水稻—红花草轮作模式下水稻株高、穗长、穗颈长分别为8270、800、3430 cm，均高于有机水稻—小麦轮作模式。有机水稻—红花草轮作模式下的水稻株高、穗长分别比有机水稻—小麦轮作模式高57%、75%[3]。[FL）]

[FK（W7][HT6H][Z]表有机水稻—红花草轮作模式对水稻生长性状的影响[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK4，WK6，WK0。4W]处理样本数（个）株高（cm）穗长（cm）穗颈长（cm）穗/颈（%）

[BHDG2]有机水稻—小麦轮作模式027825±827a675±064a390±70a052±00a

[BHDW]有机水稻—红花草轮作模式338270±226a800±028a3430±4a053±00a[H][BG）F]

注：同列数据后不同小写字母表示在005水平上差异显著。[FK）]

[FL（2K2]22有机水稻—红花草轮作对水稻产量的影响

有机水稻产量主要由有效穗、饱满率及稻谷千粒质量等因素决定。由表2可以看出，有机水稻—红花草轮作模式能促进有机水稻形成有效穗，增加结实率，增加稻谷饱满率。有机水稻—红花草轮作模式下有效穗比有机水稻—小麦轮作处理增加8354万穗/hm2，饱满率增加980百分点，千粒质量增加032 g，稻谷产量增加3 20688 kg/hm2。这主要是因为红花草还田后，在水稻生长过程中缓慢腐解，不断地为水稻提供养分，在水稻形成有效穗、开花、灌浆等关键时期，水稻不会因缺乏养分而受限制，有机水稻—小麦模式却因养分受限而影响水稻形成有效穗、开花、灌浆，这与以往研究结果类似[，3-]。[FL）]

[FK（W30mm][HT6H][Z]表2有机水稻—红花草轮作模式对水稻产量的影响[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK6，WK。4W]处理饱满率（%）千粒质量（g）有效穗（万穗/hm2）产量（kg/hm2）

[BHDG2]有机水稻—小麦轮作模式6365±3585a2377±05a2 793±3028a3 04432± 9797b

[BHDW]有机水稻—红花草轮作模式8345±460a2409±006a35547±5999a6 2520±8335a[H][BG）F]

注：同列数据后不同小写字母表示在005水平上差异显著。[FK）]

[FL（2K2]23有机稻-红花草轮作对土壤肥力的影响

土壤有机质含量是评价土壤肥力状况的重要指标之一。由表3可见，有机水稻—红花草轮作模式下土壤有机质含量达2552 g/kg，年增幅为524 g/kg；而有机水稻—小麦轮作模式下土壤有机质含量为2337 g/kg，年增幅为487 g/kg。由此可见，红花草还田显著增加土壤有机质含量[5，2-4]。有[2]机水稻—红花草轮作模式下土壤全氮、速效磷、速效钾含量年增幅分别为 06 g/kg、289 mg/kg、382 mg/kg，而有机水稻—小麦轮作模式下土壤全氮、速效磷、速效钾含量年增幅分别为056 g/kg、 2974 mg/kg、7522 mg/kg，均高于有机水稻—红花草轮作模式，这可能是由于有机水稻—红花草轮作处理下水稻产量高，水稻籽粒、秸秆带走了较多氮、磷、钾[5-6]。[FL）]

有机水稻—红花草轮作模式和有机水稻—小麦轮作模式的经济效益显著不同。2种不同轮作模式下，水稻育秧、耕翻田地、插秧、管理、收割等生产程序一样，生产成本也一样，虽然有机水稻—小麦轮作模式下有小麦收入，但是由于有机水稻—红花草轮作模式下培肥地力的原因，水稻产量明显提高，再加上小麦生产过程中必须投入种子、肥料、耕翻、收割、人工等费用，所以有机水稻—红花草轮作模式的经济效益远高于有机水稻—小麦轮作模式（表4）。

3结论与讨论

本研究以水稻品种越光为供试品种，研究不同轮作模式对有机水稻产量及土壤肥力的影响。结果表明，有机水稻—红花草轮作模式由于红花草还田，肥力足，在分蘖、拔节、孕穗等时期不会出现脱肥现象，有利于水稻生长和形成有效穗，因此株高、穗长、有效穗等指标均高于有机水稻—小麦轮作模式[4]。在有机水稻生产过程中杜绝施用化肥，将红花草还田可以长效性供肥，在水稻开花、灌浆等关键时期为水稻提供充足养分，所以有机水稻—红花草轮作模式下有机稻饱满率、千粒质量等产量指标显著高于有机水稻—小麦轮作模式。从经济效益上看，有机水稻—小麦轮作模式虽然有小麦收益，但是有机水稻—红花草轮作能培肥地力，有机水稻产量显著高于有机水稻—小麦轮作模式，同时没有冬季生产成本，所以有机水稻—红花草轮作模式的经济效益显著高于有机水稻—小麦轮作模式。将红花草还田，红花草腐烂分解，提高稻田土壤有机质含量，改善稻田土壤结构，培肥稻田土壤地力，由于有机水稻—红花草轮作模式下水稻生长势强，水稻收割带走较多养分，所以须要适当补充磷、钾，以平衡土壤肥力[3-0]。所以提倡通过有机水稻—红花草轮作模式发展有机水稻，使有机稻产量及土壤肥力走持续稳定的发展道路。

[HS2][HT85H]参考文献：[HT8SS]

[ZK（#]王允青，张祥明，刘英，等施用紫云英对水稻产量和土壤养分的影响安徽农业科学，2004，32（4）：699-700

[2]赖涛，李茶苟，黄庆海，等红壤性水稻土紫云英有机氮素形成特征的研究江西农业学报，2002，4（2）：4-8

[3]张丽霞，潘兹亮，鲁鑫，等紫云英与化肥配施对水稻植株生长及产量的影响安徽农业科学，200，38（25）：3767-3769

[4]高菊生，徐明岗，秦道珠长期稻—稻—紫云英轮作对水稻生长发育及产量的影响湖南农业科学，2008（6）：25-27

[5]高菊生，曹卫东，董春华，等长期稻—稻—绿肥轮作对水稻产量的影响中国水稻科学，200，24（6）：672-676

[6]陈惠清红花草压青对水稻产量的影响广西农学报，2006，2（4）：-2，55

[7]林丽华，廖平和，梁东方，等绿肥还田水稻免耕抛秧栽培增产效果杂交水稻，2006，2（增刊）：39-40

[8]卢萍，单玉华，杨林章，等绿肥轮作还田对稻田土壤溶液氮素变化及水稻产量的影响土壤，2006，38（3）：270-275

[9]刘英，王允青，张祥明，等种植紫云英对土壤肥力和水稻产量的影响安徽农学通报，2007，3（）：98-99，89[ZK）]

[0][ZK（#]曾庆利，龚春华，徐永士，等紫云英不同翻压量对水稻产量和产值的影响湖南农业科学，2009（6）：76-77，88

王伯诚，赖小芳，陈银龙，等肥稻模式下紫云英带籽翻耕的生态效应江苏农业科学，203，4（3）：300-303