湖南省双季稻区紫云英品种适宜性比较

鲁艳红，廖育林，周 兴，谢 坚，杨曾平，聂 军，曹卫东

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125；2. 农业部湖南耕地保育科学观测实验站，湖南长沙 410125；3. 湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128；4. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

湖南省是典型农业大省，是我国重要的粮食生产基地之一，历来是主要的粮食调出省份。水稻是湖南省的主要粮食作物，其产量和种植面积均居全国第一[1]。随着我国社会经济的发展，以及城镇化的快速推进，耕地非农业利用趋势已是不可逆转[2]，耕地面积的日趋减少在很大程度上影响了湖南省的粮食安全生产。紫云英作为绿肥种植历史悠久，在有效培肥土壤、改善环境、提高作物产量和品质、减少化肥投入上起着重要作用[3]。稻-稻-绿肥曾是湖南省稻田最主要的耕作模式。湖南省最大绿肥种植面积曾达到2 000 000 hm2，占耕地面积58%[4]。然而，近30 a 来，经济重心的转移影响了稻田有机物料投入构成和数量，目前湖南省的水稻生产几乎全部依赖于化肥投入，投入稻田的有机肥料和农家肥偏低，绿肥种植面积也急剧下降。加之双季稻的复种指数高，产量高，养分消耗量大，导致稻田土壤出现肥力衰退，耕层变浅，土壤养分表聚，次生潜育化加剧，中低产田面积增大，土壤总体质量持续下降等一系列问题[5-6]。因此，发展绿肥作物生产利用对于培育提升当前湖南省双季稻田耕地地力和保障粮食安全具有重要的现实意义。

稻-稻-冬闲是当前湖南省稻田最主要种植模式。据统计全省水田稻-稻二熟制面积为1 635 000 hm2，而稻-稻-绿肥在300 000 hm2左右徘徊[7]。湖南省一直有种植绿肥生产的习惯，紫云英是湖南稻区的最主要绿肥品种。长期以来，紫云英种植与利用在中低产田的土壤改良、地力培肥和生态环境改善等方面都曾发挥了重要作用[8]。湖南省土壤肥料工作者在20 世纪70年代先后培育适应双季稻生产的紫云英品种——湘肥1 号、湘肥2 号、湘肥3 号等。由于紫云英种植面积的缩减和研究工作的停滞，这些适宜的紫云英品种在市场上已很难有种子出售，且这些紫云英品种的品性已逐步退化。同时，当前双季稻生产的农事季节已经发生巨大变化，翻耕、移栽等农事措施较20 世纪70～80年代已大幅提前，已有的紫云英品种花期不适应现代双季稻耕作制的需求。紫云英新品种的缺乏是限制湖南省双季稻区绿肥恢复发展的最主要瓶颈，尤其是适应现代双季稻生产的“早花、适产型”紫云英新品种缺乏。为了恢复绿肥生产，筛选出适应南方现代双季稻农作制度的紫云英新品种，湖南省土壤肥料研究所自2008年以来以早花、适产、高养分含量为紫云英新品种培育的目标，并成功培育出湘紫2号。为了验证湘紫2 号在现代双季稻生产中的适宜性，于2010～2014年在长沙市长沙县高桥镇开展田间试验，以期使该品种尽快服务于双季稻生产。

1 材料与方法

1.1 供试品种

供试紫云英品种有湘紫2 号、湘肥2 号、湘肥3 号、余江大叶和信阳紫云英5个品种。其中湘肥2 号是早花型品种、湘肥3 号和余江大叶是中花型品种、信阳紫云英是早花型品种，湘紫2 号是湖南省土壤肥料研究所以长沙市望城区本地野生紫云英品种为亲本培育的新品种，属早花型品种。

1.2 试验设计

试验于2010～2014年在长沙市高桥镇范林村进行。供试土壤为河流沉积物发育的河沙泥，肥力中等，前作晚稻，生长均匀，该试验田已30 a 以上未种紫云英。晚稻收获后，移除稻草，开沟作厢。试验采取随机排列，重复3次，小区面积66.7 m2，小区间挖宽30 cm、深15 cm 的排水沟，四周开围沟，保证排水畅通，且小区外设置1.5 m的保护行。每年选取不同地块进行试验。

1.3 播种方法与管理情况

晚稻收获后2～3 d 播种紫云英。播种前进行根瘤菌拌种，晾干后播种，播种方式采取条播，幅宽10 cm，播种后灌“跑马水”一次，以促种子发芽。冬春季清沟排水。试验期间保证田面无积水，并于冬前抗旱一次，于早春季清沟一次。

1.4 观测项目与数据处理

试验过程中，进行田间观察，于苗期、越冬期、盛花期和成熟期测定植株农艺性状，并在其生长过程中观察植株生长速度。试验各品种盛花期各小区刈割一半测鲜草产量，并化验植株氮磷钾含量，另一半成熟期收割测定种子产量，种子成熟期时单打单晒，测定种子产量。

植株氮、磷和钾养分测定采用常规方法[9]。

所有数据均采用Excel 2003 软件进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 生育期对比

紫云英的生育期，尤其是盛花期，对南方现代双季稻适时生产尤为重要。南方稻田翻耕从3月底至4月初开始，因此紫云英品种的盛花期必须在3月底至4月初。从表1 中可知，湘紫2 号的播种至盛花期时间与信阳紫云英较为接近（表1），分别为166 和167 d，无显著差异；湘紫2 号盛花期较湘肥2 号、湘肥3 号和余江大叶平均分别提前4、7 和8 d，湘紫2 号与该3个品种间存在极显著差异（P＜0.01）；湘紫2 号和信阳紫云英平均全生育期（播种至成熟期）均为202 d，极显著短于其他3个品种。湘紫2 号表现出早花、早熟的特性。

表1 2010～2014年不同品种紫云英生育期 （d）

2.2 冬前植株素质对比

冬前紫云英植株的素质对紫云英盛花期产量起着决定性的作用。2010～2013年冬前（12月底）对各品种进行了植株素质调查（见表2），从各个品种紫云英的冬前素质来看，除信阳紫云英在株高、分支数和根长上表现出较弱的生长势外，其他品种间差异不明显，湘紫2 号的株高和分支略高于其他品种。根瘤的差异年内较明显，但年际间差异不明显。

表2 不同品种紫云英冬前植株素质

2.3 盛花期养分含量对比

紫云英盛花期的氮、磷和钾含量的高低直接影响紫云英种植培肥土壤和为作物提供养分的效果。盛花期养分含量（以干基计）见表3。湘紫2 号全N 含量为3.00%，湘肥2 号、湘肥3 号、余江大叶与信阳紫云英分别为2.96%、2.85%、2.96%和2.87%。湘紫2 号全N 养分含量显著高于其他品种。但在全磷、全钾和植株水分含量上各品种间差异不明显。

表3 不同品种紫云英盛花期紫云英草养分含量 （%）

2.4 盛花期植株素质对比

紫云英的主要作用是春季用作翻压绿肥，紫云英盛花期的植株素质是衡量品种好坏的关键指标。盛花期调查各品种性状见表4，湘紫2 号株高为114.8 cm，略低于湘肥2 号，湘肥3 号和余江大叶；单株重为115.9 g，低于湘肥2 号、湘肥3 号和余江大叶。但株高和单株重明显高于信阳紫云英，表现出产量适中的特性；各个品种间茎粗差异不明显。

2.5 盛花期鲜草产量和成熟期种子产量对比

紫云英最佳翻压期为盛花期，盛花期鲜草产量直接影响投入土壤中的氮、磷、钾养分量和有机质含量的多少[10]。紫云英翻压量过低，其养分和有机质含量较低，会导致翻压后不能达到理想的肥田效果，而过高的翻压量可能会造成翻压难度增加，同时可能由于腐解时间不够引起早稻僵苗等毒害现象[11]，因此，紫云英翻压量也并非越多越好。有研究表明现代农作制中稻田紫云英最佳翻压量为1 500 kg/667m2左右[12]。从表5 中可见，湘紫2 号盛花期的鲜草平均产量为1 589.5 kg/667m2，低于湘肥2号、湘肥3 号和余江大叶的鲜草产量，但高于信阳紫云英鲜草产量。由于通常认为紫云英鲜草翻压的最适量为1 500 kg/667m2左右，湘紫2 号产量在紫云英压青还田的适宜量范围，有利于稻田土壤培肥和水稻作物增产。

表4 不同品种紫云英盛花期植株素质

紫云英种子产量直接影响紫云英留种效益。从表5中可见湘紫2 号种子产量明显高于其他品种。湘紫2 号4 a 平均种子产量为43.0 kg/667m2，较湘肥2 号、湘肥3号、余江大叶和信阳紫云英分别高26.8%、70.4%、31.6%和59.1%。

表5 不同品种紫云英盛花期鲜草产量和成熟期种子产量 （kg/667m2）

3 结论与讨论

通过品种观察比较，发现湘紫2 号具有其独特的品种特征和特性，较其他4个紫云英品种更符合现在双季稻区冬季绿肥的种植要求。

（1）湘紫2 号生育期短，适宜在双季稻区种植利用。可在晚稻收获后10月底至11月上旬播种，也可于10月上中旬晚稻收获前套播，次年3月中下旬至4月上旬盛花，5月上旬成熟，全生育期202 d 左右，盛花期较湘肥2 号、湘肥3 号和余江大叶明显提早，与信阳紫云英生育期相似。湖南省双季稻区早稻移栽时间在4月下旬至5月上旬，紫云英一般需要提前5～15 d 翻压，早花品种湘紫2 号和信阳紫云英与双季稻农作制的季节要求相匹配较好，不会影响早稻农事操作。

（2）湘紫2 号鲜草产量适中，养分含量高。苗期生长健壮，生长势强，抗寒、抗旱及抗病力强。大量试验证明，紫云英盛花期翻压1 500 kg/667m2鲜草为现代水稻种植中紫云英的最适翻压量[13-14]。本试验表明，信阳紫云英为早花品种，但其鲜草产量过低（仅为湘紫2 号的61.5%）而达不到理想肥田效果；湘肥2 号也能满足双季稻农作制的季节要求，但其盛花期鲜草产量较1500 kg/667m2的最佳翻压量高39.9%，如果全量翻压可能造成翻压操作难度增加和早稻僵苗，将其部分移出则费时费工。极早花型湘紫2 号盛花期产量平均为1 589.5 kg/667m2，较接近紫云英最适翻压量，且湘紫2 号盛花期鲜草养分含量与其他品种比较全氮含量较高，表现出较好的肥力特性，适合双季稻区的种植利用。

（3）南方稻田紫云英留种中种子产量低下一直是困扰南方紫云英种子产业发展的瓶颈。南方稻田紫云英留种产量通常在20～30 kg/667m2左右，种子产量低下直接影响紫云英留种效益。湘紫2 号盛花期比余江大叶等常用品种早3～10 d，能有效避开南方降雨对授粉的影响，另外，湘紫2 号繁殖能力强，种子产量高，能够很快形成规模，为农业生产提供需要。

紫云英作为绿肥作物，不仅具有培肥地力、改善生态环境等功能，且其植株本身含有大量的氮、磷、钾等营养元素，翻压后可为其他作物提供营养[15]。湖南双季稻面积达160 万hm2，这些双季稻田均适宜种植紫云英。本研究表明湘紫2 号是早花型紫云英新品种，具有苗期生长势强，出苗快、早花、适产、养分含量高、性状稳定、适应性广等特性，适宜在湖南双季稻区及生态条件相近的同纬度双季稻区种植。

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