化肥减施下冬种油菜还田对广西双季水稻的产量效应

陈桂芬 黄雁飞 刘斌 刘淑仪 黄玉溢 林昔香 刘忠 唐其展

摘 要：为探讨化肥减量施用条件下，冬种油菜还田对双季水稻产量的影响效应，本研究在广西主要稻作区进行了稻-稻-油菜的轮作试验。结果表明：化肥减施条件下，油菜还田能够提供丰富的营养物质供水稻生长发育及产量的形成，增加了水稻的有效穗、穗长、穗粒数、结实率和千粒重，从而提高了水稻产量。与习惯施肥相比，化肥减施20 %时，油菜还田处理的早稻和晚稻产量分别比习惯施肥处理增产7.89 %和3.90 %;化肥减施25 %时，油菜还田处理的早稻和晚稻产量分别比习惯施肥处理增产4.44 %和1.41 %。油菜还田可以提高土壤肥力，提升耕地质量，每100 kg油菜（干物）可向土壤提供氮素2.76 kg，磷素0.35 kg，钾素2.65 kg，有机碳40.12 kg。

关键词：化肥减施 油菜 水稻 产量效应

中图分类号：S143，S511.5                文献标识码：A

Abstract： In order to explore the effect of winter-planting rape returning to field as green manure with less chemical fertilizers on the yield of double-cropping rice， a rice-rice-rape rotation experiment was conducted. Results showed： rape returning to field with less chemical fertilizers could provide rich nutrients for rice growth with more effective panicles， panicle length， grain number per panicle， seed setting rate and 1000-grain weight， so increased rice yield; compared with the control， rape returning with reduction of 20 % chemical fertilizers could increase yield of early rice and late rice by 7.89 % and 3.90 %， respectively; and reduction of 25 % chemical fertilizers  could increase rice yield by 4.44 % and 1.41 %， respectively.Rape returning to field as green manure could improve soil fertility and quality， owning to 100 kg rape （dry weight） providing N 2.76 kg， P 0.35 kg， K 2.65 kg and organic C 40.12 kg to soil.

Key words： Reduction of chemical fertilizers;rape;rice; yield effect

水稻是廣西的主要粮食作物，2019年种植面积约130万 hm2。化肥是粮食生产增产增收的主要贡献者，目前广西水稻生产过程中施肥存在的问题是化肥以施用速效氮肥为主、施肥量大，施肥次数多，过度使用化肥，造成水稻生产成本高，肥料利用率低、环境污染等问题，制约着水稻生产的经济效益。如何解决因化肥施用过量造成水稻生产效益下降及环境恶化等问题已成为农业工作者关注的重点。农业农村部也发布了“化肥使用量零增长行动方案”，把大力推广秸杆还田，使用有机肥替代化肥，恢复发展冬闲田绿肥种植作为实现化肥使用量零增长行动的有效措施。广西有着得天独厚的自然条件，冬季光、热、水资源丰富且有悠久的绿肥种植历史，非常适宜冬季绿肥的发展。稻-稻-绿肥轮作模式是目前广西双季稻区推广的主要复种模式。油菜作为油料作物、蔬菜、绿肥和观光兼用作物，生长快，适应性较强，生物量大，还田效果好。晚稻收获后种植油菜，让冬春季节的田园披上绿装，呈现花海，既可美化乡村，又可供游客欣赏田园风光，还可提高稻田土壤有机质，改善土壤物理性状，还可增加土壤中的氮磷钾等矿质养分，培肥地力[1-3]。已有研究表明，水稻-油菜轮作，油菜盛花期还田，能提高土壤有机质和全氮全磷含量，增加稻田土壤孔隙度，提高土壤酶活性[4];冬种油菜可以减少田间杂草和病虫害，减少土壤养分的流失[5]。但关于化肥减施下油菜还田对双季稻的影响效果鲜有报道。为深入了解冬种油菜对广西双季水稻生长的影响效应，本研究在主要稻作区进行稻-稻-油菜轮作的水稻化肥减量试验，以期为广西水稻生产的化肥减施提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点设在南宁市宾阳县武陵镇，属南亚热带季风气候，土壤为第四红土母质发育的黄泥田，土地平整，排灌条件良好，是宾阳县水稻生产基地之一。供试土壤基本性质，pH值5.40，全氮1.59 g/kg，全磷0.74 g/kg，全钾4.17 g/kg，有机质3.23 %，水解氮173 mg/kg，速效磷30.9 mg/kg，速效钾169 mg/kg。

1.2 供试材料

供试肥料：尿素（含N 46 %）、钙镁磷肥（含P2O5 16 %）、复合肥（N- P2O5- K2O 为15-15-15）、氯化钾（K2O 60 %）;供试油菜品种为丰油730。

供试水稻品种：早稻为柳沙油粘202，晚稻为广粮香2号，均为当地主栽的常规稻品种。

1.3 试验设计

早稻试验设5个处理，①不施肥（CK），②习惯施肥无油菜还田（CF），③在习惯施肥基础上减20 %化肥无油菜还田（CF-20 %），④在习惯施肥基础上减20 %化肥+油菜还田（CF-20 %+OM），⑤在习惯施肥基础上减25 %化肥+油菜还田（CF-25 %+OM）;晚稻在早稻试验地块保留4个处理，除无不施肥处理外（早稻不施地块，晚稻改为习惯施肥），其余处理同早稻，每个处理种植面积为800 m2，四周筑田埂隔开，设独立的排灌水沟。试验采用机插秧盘育秧，机械栽插，插栽规格30 cm×16 cm。早稻播种时间为2019年3月18日，机插时间4月2日，收获时间为7月12日;晚稻播种时间为2019年7 月15 日，机插时间7月30日，收获时间为11月6日。油菜种植时间为2018年12月1日，于2019年3月5日翻压还田（机械翻压）。各处理的施肥方案见表1。

1.4 测定项目与方法

水稻成熟期在各处理区随机调查3个点的有效穗和株高，每个点连续调查10蔸水稻，同时采集具有代表性的5蔸水稻植株带回室内作为考种材料，测定每穗粒数、结实率、千粒重;每个处理区随机收割3个点的稻谷，每个点5 m2，脱粒测产，并调查单位面积的水稻蔸数。

1.5 统计方法

试验数据采用Excel 2007和Spass  19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻经济性状的影响

水稻产量是由有效穗、每穗粒数、结实率、千粒重等经济性状构成。从表2 所列水稻经济性状可看出，早稻施肥处理的株高、穗长、穗粒数、结实率等指标均高于不施肥处理;其中早稻株高最大的是CF-20 %+OM处理 ，最低的是CK处理，CF-20 %+OM和CF-25 %+OM  2个处理株高相当，各施肥处理的株高均显著高于与CK（P<0.05），而施肥处理间的株高差异不显著;有效穗数最多的是CF-20 %+OM处理，其次是CF-20 %处理，最少的是CF-25 %+OM处理，CF-20 %+OM处理有效穗数与CF、CF-25 %+OM、CK之间差异达显著水平;平均穗长最长的是CF-20 %处理，最小的是CK处理，而CF-20 %+OM与CF及 CF-20 %处理间平均穗长差异不显著;每穗实粒数最多是CF-25 %+OM，最少是CK处理，而CF-20 %+OM与CF、CF-20 %之间差异不显著;结实率最高的是CF处理，最低是CK处理;千粒重最大是CF处理，最小是CF-20 %处理，但各处理间差异都不显著。晚稻株高最大也是CF-20 %+OM处理，其次是CF处理，最低是CF-20 %处理;有效穗最多是CF-20 %+OM处理，其次是CF-20 %处理，最少是CF-25 %+OM处理，但各处理间差异不大;平均穗长最大的是CF-20 %+OM处理，其次是CF-25 %+OM，最小的是CF-20 %，油菜翻压还田的2个处理平均穗长差异不大，而与CF、CF-20 %处理间差异显著;晚稻的结实率是高是CF处理，其次是CF-25 %+OM，最低的是CF-20 %处理，但各处理间的差异均不显著;千粒重最大是CF-20 %+OM处理，其次是CF-25 %+OM，最小的是CF和CF-20 %处理，而CF与CF-20 %  2个处理的千粒重相当。这些试验数据表明，CF-20 %+OM处理的早、晚稻株高、有效穗、穗长、结实率及千粒重等经济性状指标均达到甚至优于CF处理，说明油菜翻压还田替代部分化肥是可行的。

2.2 不同处理对水稻产量的影响

从表3可知，各施肥处理的早稻产量均高于不施肥CK处理，最高的是CF-20 %+OM处理，其次是CF-25 %+OM处理，早稻产量从高到低依次是CF-20 %+OM>CF-25 %+OM> CF> CF-20 %>CK;而CF-20 %+OM處理与CF-25 %+OM处理间差异不显著，与CF 、CF-20 %处理差异达显著水平;CK处理比CF处理减产7.87 %，CF-20 %处理比CF处理减产2.95 %，而CF-20%+ OM处理比CF处理增产7.89 %，CF-25 %+ OM处理比CF处理增产4.44 %。晚稻产量是CF-20 %+OM处理最高，其次是CF-25 %+ OM处理，最低是CF-20 %处理;CF-20 %+ OM与CF-25 %+ OM处理间差异不显著，与CF 、CF-20 %处理间差异达显著水平。晚稻CF-20 %处理比CF减产1.19 %，而CF-20 %+ OM和CF-25 %+ OM处理则分别比CF增产3.90 %和1.41 %。这些结果说明油菜翻压还田，在一定程度上可以提高水稻产量，且油菜翻压还田可以减少一定的化肥施用量，对改善农田生态环境也具有重要的作用。

2.3 油菜翻压还田对土壤养分的贡献

油菜属于十字花科芸苔属植物，富含碳水化合物和矿物质养分，油菜翻压还田，可为土壤提供大量的碳源和养分[6-7]。本试验结果表明（表4），每100 kg油菜干物含氮素2.76 kg，含磷素0.35 kg，含钾2.65 kg，含有机碳40.12 kg，而油菜鲜草产量每667 m2达1500～4500 kg，本研究以油菜较低产量1597 kg/667 m2估算，种植一季油菜，每667 m2油菜可向土壤提供4.18 kg氮素、0.52 kg磷素、4.02 kg钾素和60.86 kg有机碳。说明油菜是优质的生物肥源和有机肥料，对缓解化肥资源紧缺及节省化肥投入成本有良好的效果。

3 讨论与结论

油菜作为绿肥，可改善土壤理化性质，为土壤提供丰富的有机质和氮、磷、钾等养分[7-9]，可以替代部分化肥维持水稻高产。本研究表明，在化肥减量20 %～25 %时油菜翻压还田可提高早、晚稻产量，其中早稻增产4.44 %～7.89 %;晚稻增产1.41 %～3.90 %。油菜是优质的有机肥料[10]，本研究结果表明，每100 kg油菜（干物）可提供氮素2.76 kg，磷素0.35 kg，钾素2.65 kg，有机碳40.12 kg。油菜翻压还田，为土壤微生物提供优质的碳源，可提高土壤微生物量和土壤酶活性，加速土壤中难溶性磷转化为有效磷，提高土壤有效磷和有机质含量，可见油菜作为生物肥源，对培肥地力，提升耕地质量具有重要作用。油菜为直根系作物，冬季稻田种植油菜利于疏松土壤，改善土壤结构[11]。油菜属于十字花科芸苔属植物，富含硫代葡萄糖甙，成为稻田的“清洁员”，为土壤消毒，有效地杀死有害细菌、虫卵、杂草等[12-14]，抑制土传病害，有利于克服水稻田连作障碍。油菜花还是优质的春季蜜源，可以帮助蜂农提高养殖规模和蜂蜜产量。此外，油菜花可以美化乡村，为游客提供赏心悦目的田园风光。总之，油菜集菜、赏、蜜、饲、肥等用途为一身。在广西稻作区推广冬种油菜，是实现农业清洁生产，化肥零增长，水稻可持续高产，解决我国农业生产对化肥过度依赖的有效途径。

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