红壤性稻田“水改旱”轮作种植模式

文/袁嘉欣 黄国勤 江西农业大学生态科学研究中心

红壤是江西省境内面积最大、分布最广的地带性土壤，面积达9.3万平方公里。同时，江西省红壤区也是我国重要的水稻产区，水稻播种面积居全国第二位，总产量居全国第三位，其粮食贡献率超过50%，在维护粮食安全和农业可持续发展方面有着重要的地位。

pH是表示土壤酸度等的强度指标，可以反映土壤酸度的变化情况，对植物生长影响较大。近25年来，由于过量施用化肥，在提高单位面积作物产量的同时，也加剧了红壤酸化状况，江西兴国耕地土壤pH平均降幅为0.94个单位。pH值下降幅度增加，已经成为江西省水稻生产的重要限制因子。水旱轮作是指在同一块土地上有序地轮种水稻和旱作物的种植制度，可以改善土壤的理化性质，提高土壤肥力，也有利于解决水稻连作障碍的问题。

合理的种植模式对改善土壤理化性质、提高土壤肥力具有重要意义。江西省绿肥资源丰富，主要有紫云英、油菜、黑麦草、马铃薯等。大量研究表明，冬季绿肥还田能充分利用光温水热等资源，为后茬作物提供养分。虽然绿肥还田能改善土壤肥力已有较多研究，但是冬种绿肥还田+水旱轮作模式研究较少。通过设立对冬种紫云英、油菜，水稻季水旱轮作（甘薯间作晚大豆）等四种稻田种植模式试验（A：紫云英—早稻—晚稻；B：紫云英—早稻—甘薯||晚大豆；C：油菜－早稻－甘薯||晚大豆；D：马铃薯－早稻－晚稻），冬季绿肥还田+水旱轮作处理能有效提高土壤的pH值。

2019年不同水旱轮作种植模式的土壤pH值

土壤酸度。通过试验可知，各处理的pH值一直呈上升趋势，双季稻处理（A、D）的pH值低于水旱轮作处理（B、C）。冬作后处理C的pH值最高，与对照差异显著，水旱轮作（B、C）处理的pH值高出对照，增幅为2.30%、3.07%。且晚稻季处理C一直保持最高的pH值，各处理的pH值均比对照处理有所提高，增幅为1.89%、2.64%和2.83%。说明冬季不同绿肥还田及水旱轮作均能影响pH值的变化，其中稻田“水改旱”种植模式（B、C）可以显著提高土壤的pH值，有效缓解土壤酸化。

土壤有机质。通过试验可知，不同水旱轮作模式的土壤有机质呈现先升高后降低的趋势，冬作后均比对照处理（A）有所提高，增幅为1.78%、9.51%和14.13%，其中处理CRI增幅最大，有机质含量达34.66克/千克。晚稻时，各处理除处理C外，有机质含量较上一季度有所降低，但与对照处理相比，处理B、C的有机质含量仍显著高于对照，增幅为13.57%和20.98%。表明冬季绿肥还田有利于土壤有机质含量的提升，水旱轮作处理（B、C）可以显著提高有机质的含量。

土壤有效磷。试验结果显示，冬作收获后，各处理与对照处理相比，均显著提高了土壤有效磷的含量，处理D的有效磷含量最高，显著高出对照82.98%，水旱轮作处理（B、C）均显著高出对照50.56%、49.63%。晚稻季时，处理D依旧保持着最高的有效磷含量，与对照相比，增幅为70.34%，处理B显著高出对照62.69%，处理C高出对照34.11%。综合来看，不同种植模式的有效磷含量有明显提高，马铃薯秸秆还田显著提升了土壤有效磷的含量，水旱轮作处理（B、C）也有利于有效磷含量的提高。

通过试验所得结果表明，双季稻处理（A、D）的pH值低于水旱轮作处理（B、C），这可能是由于两季水稻连作，化肥施用量增加，导致土壤酸化，而水旱轮作处理（B、C）由于晚稻季时实施“水改旱”模式，种植甘薯间作晚大豆，提升土壤的通气性，改善土壤板结，从而调节了土壤的酸碱度，提高了pH值。

冬季绿肥还田能有效改善土壤肥力，为后茬作物提供养分，增加土壤有机质含量，改善土壤环境，提高作物产量和品质。随着农业研究的发展，绿肥对土壤肥力的意义已比较明确，绿肥作为植物体肥料，紫云英等豆科绿肥还田后对土壤有机质的提升作用效果明显，油菜等十字花科植物，其根系的分泌物可活化土壤难溶养分，提高土壤中的有效磷含量。水旱轮作处理种植甘薯间作晚大豆，大豆作为固氮作物，能有效提升土壤有机质的含量，提升土壤肥力。处理B、C、D有利于土壤有效磷含量的提升，这可能是由于冬季作物秸秆还田腐解后，将氮磷钾等释放到土壤里，从而提高了土壤氮磷钾养分的含量。

合理利用不同冬季绿肥还田和“水改旱”的水旱轮作模式均能提高土壤的pH值，且水旱轮作处理（紫云英－早稻－甘薯||晚大豆、油菜－早稻－甘薯||晚大豆）和马铃薯－早稻－晚稻处理更有利于土壤养分的提升。因此在江西红壤性水稻土的农业生产实践中要注意作物种类的选择与种植模式的搭配，在紫云英、油菜、马铃薯秸秆还田后，实施水旱轮作，早稻季种植水稻，保证水稻产量；晚稻季改种甘薯和晚大豆间作，是值得在江西省红壤区推广应用的高效节能种植模式。