不同施氮量下紫云英与稻草协同利用对双季稻的产量效应

廖育林，鲁艳红，周 兴，方宝华，刘 洋，聂 军

（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.湖南省水稻研究所，湖南 长沙 410125）

中国是世界上最大的稻米生产和消费国[1]。因此，水稻生产对于保障国家粮食安全具有重要意义。20世纪80年代以来，化肥对提高我国水稻产量做出了巨大贡献，但化肥用量的不断提高以及重化肥轻有机肥的施肥趋势也给农业生产带来了耕地地力下降、土壤酸化、水体富营养化、稻米品质下降等问题[2-3]。

秸秆和绿肥紫云英是稻田土壤重要的有机物料来源。秸秆还田能培肥地力，增加作物产量[4]；绿肥紫云英是稻田系统优质的有机肥源，具有固氮活磷、改土培肥，提高作物产量和品质的作用[5]；同时，秸秆和绿肥还有利于改善农田生态环境，防止土壤侵蚀和污染[6]。因此，开展秸秆还田和绿肥种植的协同研究，对实现双季稻生产力的持续增长和稻田土壤质量的提高具有重要意义。

国内外关于绿肥和秸秆还田对水稻生产的节肥效应、产量效应及培肥地力的研究较多[7-8]，但这些研究多为绿肥种植或秸秆还田单独措施的应用效果分析，对于二者协同利用的节肥效应及产量效应的研究相对较少，而对二者在不同协同利用模式下的效应研究更为缺乏。因此，笔者通过2 a连续田间定位试验，研究了减氮、常规施氮及高量施氮3个施氮水平下，晚稻低茬收割冬种紫云英与稻草协同利用以及晚稻高茬收割冬种紫云英与稻草协同利用2种模式对双季水稻产量及水稻生长性状的影响效应差异，并初步分析了不同模式下导致产量效应差异的原因，以期为我国双季水稻绿色生产发展提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验于2016～2017年连续2 a在湖南省长沙县高桥镇范林村（113°21′E，28°28′N，海拔高度 85 m）进行。该区域属亚热带季风气候，年平均气温17.2℃，年均无霜期274 d，年均降雨量1 422 mm，年均日照时数1 663 h。供试土壤为河流沉积物发育的河沙泥。供试早稻品种为常规稻湘早籼32号，供试晚稻品种为丰源优272（2016年）和深优7586（2017年）。

1.2 试验设计

试验共设8个处理：（1）CK0（冬季休闲+稻草不还田+不施肥）；（2）CK1（紫云英和稻草协同利用模式1+不施肥）；（3）SM1+50%N（紫云英和稻草协同模式1+氮肥减量50%）；（4）SM2+50%N（紫云英和稻草协同模式2+氮肥减量50%）；（5）SM1+100%N（紫云英和稻草协同模式1+常规施肥）；（6）SM2+100%N（紫云英和稻草协同模式2+常规施肥）；（7）SM1+150%N（紫云英和稻草协同模式1+氮肥加量50%）；（8）SM2+150%N（紫云英和稻草协同模式2+氮肥加量50%）。

紫云英和稻草协同利用模式1：冬种紫云英原田翻压，早、晚稻均留稻茬10 cm左右，早稻稻草用铡刀铡成12～20 cm原小区还田，晚稻稻草直接还田。紫云英和稻草协同利用模式2：冬种紫云英原田翻压，早稻留稻茬7～10 cm，稻草用铡刀铡成12～20 cm原小区还田，晚稻留稻茬40～50 cm，稻草直接还田。

每个处理设3次重复，小区面积20 m2，随机区组排列。小区间用高20 cm、宽30 cm的泥埂隔离，埂上覆膜，实行单独排灌。处理2～8紫云英于头年10月中下旬播种，播种量均为1.5 kg/667m2，次年早稻移栽前8～15 d原小区翻压。

2016年早稻5月3日插秧，栽插密度18 cm×20 cm，折合1.85万蔸/667m2（2017年同），7月19日收获；晚稻7月27日插秧，栽插密度21 cm×23 cm，折合1.38万蔸/667m2，11月4日收获。2017年早稻4月28日插秧，7月10日收获；晚稻7月14日插秧，栽插密度23 cm×25 cm，折合1.16万蔸/667m2，10月21日收获。氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾；所有施肥处理的氮肥和钾肥分两次施用：50%做基肥，50%做分蘖肥；磷肥做基肥一次性施用。基肥于抛秧前1 d施入，施入后立即用铁齿耙耙入5 cm深的土层内，分蘖肥于抛秧后7～10 d撒施。其他田间管理与当地大田一致。

1.3 分析测定项目与数据处理

2016年和2017年早晚稻成熟期各小区单打单晒，称计稻谷产量。2017年早晚稻成熟期从各小区采集有代表性的植株样5蔸，进行穗部性状考察，主要包括株高、穗长、有效穗、穗粒数、结实率、千粒重，谷草比。经济效益相关指标计算方法：净收益=产值-生产成本[9]。生产成本包括种子、化肥、农药、紫云英播种田开沟、翻耕整地、水稻育秧、移栽、人工打药、人工施肥、收割、烘干成本等。所有数据均采用Excel和DPS软件进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量下2种协同模式对早稻的影响

2.1.1 稻谷产量 从表1中可以看出，稻草和紫云英协同利用模式下施肥处理早稻稻谷产量均较CK0增产，增产幅度在32.4%～78.6%；也较CK1增产，增产幅度在8.7%～40.3%。对照处理中，CK1较CK0 2 a早稻稻谷平均增产24.6%（2016年增产21.9%，2017年增产27.3%），CK1中绿肥稻草协同利用对稻谷产量的贡献率为19.7%（2016年为17.9%，2017年为21.5%），基础地力对稻谷产量的贡献率为80.3%（2016年为82.1%，2017年为80.3%）。在相同施氮水平下，SM2处理的稻谷产量均比SM1处理的高，2 a试验增产率最高的均为50%N处理，其次为常规施氮处理，150%N处理的增产率最低。

2.1.2 稻草产量和总生物量 由表1可知，稻草和紫云英协同利用模式下施肥处理的早稻稻草产量和总生物量均比CK0和CK1的高；2个对照处理中，CK1的稻草产量和总生物量比CK0高，其中2017年2者间差异达显著水平。比较2种协同利用模式发现，在相同施氮量条件下，2016年早稻SM2处理的稻草产量、地上部生物量均高于相应施氮量的SM1处理，2017年的地上部生物量也高于相应的SM1模式，但2017年在常规施氮水平（100%N）及高氮水平（150%N）下SM2处理的早稻稻草产量较SM1处理有所降低。

2.2 不同施氮量下2种协同模式对晚稻的影响

表1 2016～2017年不同处理早稻稻谷、稻草和生物产量的比较

2.2.1 稻谷产量 从表2中可以看出，稻草和紫云英协同利用模式下施肥处理晚稻稻谷产量均较CK0增产显著，增产幅度36.6%～64.1%，平均增产52.3%；也均较CK1增产，增产幅度7.8%～39.2%，平均增产20.5%。2个对照处理中，CK1较CK0稻谷平均增产26.4%（2016年增产23.3%，2017年增产29.5%）。CK1中绿肥稻草协同利用对稻谷产量的贡献率为20.8%（2016年为18.9%，2017年为22.8%），基础地力对稻谷的贡献率为79.2%（2016年为81.1%，2017年为77.2%）。在相同施氮水平下，SM2处理的稻谷产量较SM1处理均有所提高，3个施氮水平下，增产率均以100%N施氮水平的最高。

表2 2016～2017年不同处理晚稻稻谷、稻草和生物产量的比较

2.2.2 稻草产量和总生物量 由表2可知，稻草和紫云英协同利用模式下施肥处理的晚稻稻草产量和总生物量均比CK0和CK1的高；2个对照处理中，CK1的稻草产量和总生物量比CK0高，且两者间差异均达到显著水平。比较2种协同利用模式发现，在相同施氮量条件下，2016年早稻SM2处理的稻草产量、地上部生物量均高于相应施氮量的SM1处理，2017年的地上部生物量也高于相应的SM1处理，但2017年在低施氮水平（50%N）及常规氮水平（100%N）下SM2处理的稻草产量较SM1处理有所降低。

2.3 不同施氮量下2种协同模式对双季稻产量构成因素的影响

从表3中可以看出，所有紫云英与稻草协同利用模式下的施肥处理早晚稻株高、穗长、每蔸有效穗数和每穗实粒数均高于CK0处理；除SM1+150%N处理外，所有紫云英与稻草协同利用模式下的施肥处理早、晚稻株高、早稻每穗实粒数均高于CK1处理。2个对照处理中，紫云英、稻草协同利用模式下不施肥（CK1）较CK0的早、晚稻株高、穗长、每穗实粒数均有所提高，早稻每蔸有效穗数也较CK0增加。2种紫云英与稻草协同利用模式中，相同施氮量条件下除常规氮水平（100%N）的晚稻株高、低氮水平（50%N）的晚稻穗长外，SM2模式的早、晚稻株高、穗长、每蔸有效穗数和每穗实粒数均较SM1模式有所提高。早稻所有处理以CK0的结实率和千粒重最高，晚稻结实率SM1+100%N处理最高，其次为CK0处理，晚稻千粒重SM1+50%N处理最高，其次为CK1处理；2种紫云英与稻草协同模式的结实率、千粒重差异无明显规律。

进一步分析早、晚稻成熟期植株各生长性状指标与稻谷产量相关性，结果如表4所示，早稻稻谷产量与每蔸有效穗数、每穗实粒数呈显著正相关；晚稻稻谷产量与水稻株高、穗长、每蔸有效穗数和每穗实粒数的相关性均达显著水平；按周年两季分析，早、晚稻稻谷产量与株高和穗长的相关性达极显著水平，与每穗实粒数相关性达显著水平。早稻稻谷产量、晚稻稻谷产量、早、晚稻稻谷产量与结实率、千粒重均无显著相关性。

著名学者Chanpman等提出，有效进行风险管理的第一步是对风险影响因素的准确识别。我国银行传统的风险评估体系一般集中于对企业自身的信用情况分析，评价企业客户的主要标准在于其财务状况和经营状况，对企业所处的产业背景并没有进行充分的风险评价。但事实上，企业所处的产业背景对于企业的运营情况有着决定性的影响，相对于企业自身的财务指标等因素，产业背景信息往往会超前反映企业的经营水平变化。所以，产业风险评价作为银行信贷业务风险评价工作开展应该着力把控的首道风险控制关卡，在中国商业银行信贷风险管理工作中却未能得到充分的重视，对银行风险管理工作的有效性有着十分不利的影响。

表3 2017年两种模式下早、晚稻成熟期植株生长性状

表4 2017年早、晚稻成熟期植株各生长性状指标与稻谷产量相关系数

2.4 不同施氮量下2种协同模式对双季稻生产经济效益的影响

表5 2种模式下双季稻生产周年经济效益比较（元/hm2）

按2 a平均结果计算不同处理双季稻生产的周年产值及经济效益，如表5所示，所有施肥处理的周年产值和净收益均高于CK0和CK1处理，CK1处理的周年产值和净收益高于CK0处理。不同施氮量下，SM2处理的周年产值和净收益均高于SM1处理，低施氮量、常规施氮量和高施氮量下，SM2模式的净收益较SM1处理分别提高11.3%、13.2%和6.4%。

3 结 论

紫云英与稻草协同利用有利于提高双季水稻产量。2 a试验结果表明，在不施肥条件下，紫云英与稻草协同利用较不利用紫云英和稻草早稻平均增产24.6%，晚稻平均增产26.4%。同一施氮量水平下，晚稻高茬收割冬种紫云英与稻草协同利用模式早、晚稻稻谷产量均较晚稻低茬收割冬种紫云英与稻草协同利用模式有所提高，其中早稻平均增产8.0%，晚稻平均增产6.7%，早稻低施氮量的增产效果较常规施氮量和高施氮量的更明显，晚稻常规施氮量的增产效果较低施氮量和高施氮量更明显。水稻穗长、有效穗数和每穗实粒数是影响早稻产量的主要生长性状指标，株高、穗长、有效穗数和每穗实粒数是影响晚稻产量的主要生长性状指标，结实率、千粒重与早晚稻产量无显著相关关系。不同施氮量条件下，晚稻高茬收割冬种紫云英与稻草协同利用模式较低茬模式提高了双季稻生产效益。

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