紫云英与油菜混播还田对湘南稻田的影响

摘要 为探究湘南地区稻田中紫云英与油菜混播对后茬水稻产量以及土壤养分的影响，本试验设置6个处理，分别为冬闲（CK）、单播紫云英（LF01）、单播油菜（LF02）和紫云英油菜混播（LF03—LF05），对比分析各处理组绿肥生物量、后茬水稻产量及土壤理化性状等。结果表明，紫云英与油菜混播处理的绿肥生物量明显高于单播处理，其中紫云英播种量22.5 kg/hm2，油菜播种量3.0 kg/hm2（LF04）时效果最佳，较紫云英单播和油菜单播分别增加120.9%和39.3%；同时LF04处理较CK处理后茬水稻产量增加17.5%；土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提升了9.6%、8.1%、7.5%和9.6%。在湘南地区，相比紫云英、油菜单独播种，紫云英与油菜混播能够有效提高后茬水稻产量、改善土壤肥力，是一种有效的种植模式，适宜在该地区推广。

关键词 紫云英；油菜；混播；水稻产量；土壤肥力

中图分类号 S51；S55" " 文献标识码 A" "文章编号 1007-7731（2024）14-0018-04

DOI号 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.14.004

Impact of mixed sowing of Astragalus sinicus and rapeseed on rice fields

in southern Hunan Province

KUANG Zhiming" " XIE Yuhua" " WANG Xiaohui" " XIE Feiyan" " GU Yajuan" " WEN Minghui

（Leiyang Agriculture and Rural Bureau， Leiyang 421800， China）

Abstract In order to explore the effects of mixed sowing of Astragalus sinicus and rapeseed on the yield of subsequent rice and soil nutrients in rice fields in southern Hunan Province， this experiment seted up six treatments， including winter fallow （CK）， single planting Astragalus sinicus （LF01）， single planting rapeseed （LF02）， and mixed planting of Astragalus sinicus and rapeseed （LF03-LF05）， and the biomass of green manure were compared and analyzed， yield of subsequent rice， and soil physicochemical properties of each treatment. The results showed that the biomass of green manure in the mixed sowing treatment of Astragalus sinicus and rapeseed was significantly higher than that in the single sowing treatment. Among them， the best effect was achieved when the Astragalus sinicus sowing amount was 22.5 kg/hm2 and the rapeseed sowing amount was 3.0 kg/hm2 （LF04）， which increased by 120.9% and 39.3% compared to Astragalus sinicus and rapeseed single sowing， respectively. At the same time， the yield of LF04 treatment increased by 17.5% compared to CK treatment. The content of organic matter， alkaline nitrogen， available phosphorus， and available potassium in the soil increased by 9.6%， 8.1%， 7.5%， and 9.6%， respectively. In the southern Hunan Province， compared to planting alone with Astragalus sinicus and rapeseed， the mixed planting of Astragalus sinicus and rapeseed can effectively increase the yield of subsequent rice and improve soil fertility. It is an effective planting model and suitable for promotion in the region.

Keywords Astragalus sinicus; oil-seed rape; mixed sowing; rice yield; soil fertility

水稻作为主要的粮食作物之一，栽培面积较大。任世鑫等[1]研究表明，化肥的不当施用是引起农业面源污染、影响农产品质量安全的一个重要因素，同时不当施用化学肥料也会导致耕地质量下降。绿肥作为重要的有机肥源，在冬季长期种植可有效降低土壤容重、提高土壤营养元素含量，从而改善土壤环境质量、促进作物生长[2]。紫云英属于豆科绿肥，其固氮能力强，能有效提高土壤氮含量[3]；油菜属于十字花科绿肥，其根系释放的酸性物质可以促进土壤中难溶性磷的溶解，从而增加土壤中的有效磷含量[4]。现阶段实际栽培中，主要种植紫云英作为稻田绿肥，暂存在种植结构单一等问题。朱贵平等[5]、李萍等[6]研究表明，与单一种植紫云英相比，紫云英与油菜混播能弥补单播的不足，两种绿肥相互促进，可最大限度地发挥整体效应，翻压后能明显增加土壤肥力，提高水稻有效穗数、每穗粒数等，从而提高水稻产量，降低生产成本。魏云霞等[7]研究表明，适宜的绿肥混播可促进鲜草产量增加，有利于土壤中各种养分积累。宋莉等[8]通过盆栽模拟稻田条件发现，紫云英混合油菜秸秆后，可以加快绿肥分解速度，保持土壤速效氮含量稳定，增强土壤供肥与养分协同作用。当前，湘南地区紫云英、油菜混播模式尚未得到充分应用，相关紫云英与油菜混播方面的研究报道较少，为明确该地区紫云英与油菜混播模式的促进作用，本研究选择紫云英和油菜这两种绿肥的不同播种比例进行稻田试验，对不同处理的绿色生物量、后茬水稻产量、产量因子和土壤养分之间的相互关系进行比较分析，探索提高水稻产量及土壤肥力的最佳种植模式，为该地区绿肥种植和水稻高效生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验于2022—2023年在湖南耒阳坛下乡寨尹村（112°50′55″ E，26°28′12″ N，海拔54 m）进行，农田基础设施较好、稻田集中连片。成土母质为石灰岩风化物，土壤类型为潴育型水稻土，土壤pH值6.50，有机质含量47.89 g/kg，碱解氮141.3 mg/kg，有效磷19.3 mg/kg，速效钾61.2 mg/kg。当年平均气温19～21 ℃，年平均降水量1 550～1 730 mm，全年日照时数1 694 h。灌溉水源为湘江支流舂陵江。种植制度均为绿肥、一季中稻。

1.2 供试材料

水稻：当地主栽中稻杂交品种隆两优1308，种子由袁隆平农业高科技股份有限公司提供。

紫云英：湘紫2号，经湖南省湘种检验检测有限公司检测，净度98.9%、发芽率88%、含水量7.3%，符合GB 8080—2010《绿肥种子》质量标准。

油菜：湖南作物研究所育成的绿肥专用品种肥油1号，由湖南正隆农业科技有限公司提供。

1.3 试验设计

试验设置6个处理，冬闲（CK）、单播紫云英（LF01）、单播油菜（LF02）和紫云英油菜混播（LF03—LF05），每处理3次重复。除CK处理，紫云英播种量均为22.5 kg/hm2，LF02、LF03、LF04和LF05处理油菜播种量分别为3.0、1.5、3.0和4.5 kg/hm2。2022年10月24日，撒播紫云英与油菜，均匀播种，播种后保持表土湿润，确保所有种子都能顺利发芽。按常规水肥管理，油菜施硼砂15 kg/hm2，全层均匀施入作底肥。

2023年5月13日，完成对各小区绿肥生物产量的测量后，将绿肥就地翻压入土中。4月19日水稻集中育秧，5月18日移栽水稻至各试验小区，采用人工移栽和收获，株距25 cm × 20 cm，每穴插2株苗，各小区的田间管理与当地高产田保持一致，病虫害防治根据实际病虫害发生情况采取相应防治措施。

1.4 样品采集与测定

（1）绿肥生物量测定。翻压前各处理随机取1 m2的植株，贴地收割测出鲜重质量。将样品洗净后，放入65 ℃烘箱中，烘干至恒定重量，然后测量出干重质量。

（2）稻谷产量。每试验小区分别收割测产，小区使用5点取样法，减少边际效应，采集具有代表性的5株水稻，贴地收割用于考种测定产量构成因素。

（3）土壤理化性质测定。试验前以整个试验点为单位取土样检测；水稻收获后每小区分别取样，土壤样品采用5点取样法取样，取0～20 cm深的耕作层土壤，每个样品采集约500 g土壤样品，自然风干后送湖南省农业科学院农化检测中心检测。

1.5 数据统计与分析

采用Excel 2016及SPSS 22.0软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理的绿肥生物量变化

不同处理的绿肥生物量见表1。结果显示，各处理绿肥鲜重在27 100～53 271 kg/hm2，干重在3 710～8 194 kg/hm2。其中紫云英单播（LF01）的绿肥生物量最低，油菜单播（LF02）次之，LF02的绿肥干重比LF01高58.5%。紫云英与油菜混播（LF03—LF05）绿肥生物量明显高于紫云英单播（LF01）和油菜单播（LF02）。混播处理绿肥生物量随着油菜播种量的增加呈现先增加后降低趋势，LF04的绿肥干重达到最大值，比LF01和LF02分别增加120.9%和39.3%；当混播油菜播种量为4.5 kg/hm2（LF05）时，绿肥干重有所下降，LF05较LF04的绿肥干重下降了2.0%。

2.2 不同处理对水稻产量及产量构成因素的影响

不同处理对水稻产量及产量构成因素的影响见表2。结果显示，各处理后茬水稻产量在7 825～9 195 kg/hm2，在其他生产措施都相同的情况下，冬种绿肥处理较冬闲（CK）后茬水稻的增产幅度为6.3%～17.5%。紫云英油菜混播处理中，LF04处理的产量最高，较CK、LF01和LF02分别增加了17.5%、10.5%和7.2%；LF05处理的产量较LF04下降了2.9%。

不同绿肥处理会影响水稻产量构成因素，种植绿肥处理的有效穗数与每穗粒数较冬闲均有明显提高。其中有效穗数表现为LF04gt;LF05gt;LF03gt;LF02gt;LF01gt;CK，LF04较CK、LF01和LF02处理的有效穗增加了19.3%、11.0%和7.0%；紫云英与油菜混播处理（LF03—LF05）的每穗粒数与紫云英（LF01）、油菜（LF02）单播的差异存在统计学意义（Plt;0.05）；各处理结实率、千粒重差异无统计学意义（Pgt;0.05）。冬种绿肥可以通过增加后茬水稻有效穗数、每穗粒数等产量构成因素来提升产量。

2.3 不同绿肥处理对稻田土壤理化性状的影响

不同绿肥处理对稻田土壤理化性状的影响见表3。由表3可知，各处理的土壤pH值较试验前（6.50）都有所下降，冬闲（CK）下降的最多，种植绿肥处理pH值下降较慢，相比CK处理，各种植绿肥处理的pH值提高了0.6%～1.6%，冬种绿肥表现出一定缓解土壤酸化的作用，但是差异无统计学意义（Pgt;0.05）。

与冬闲相比，冬种绿肥处理的土壤有机质含量提升2.2%～9.6%，碱解氮含量提升3.9%～8.1%，有效磷含量提升3.7%～7.5%，速效钾含量提升3.0%～9.6%。土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均以LF04处理时达到最大值。

3 结论与讨论

周兴等[9]通过连续5年大田定位试验得出，在稻田中翻压绿肥，可适当减少化肥用量，提高水稻的养分利用效率，进而提高产量。不同种类绿肥由于其生理、生态特性各异，可通过相互作用对土壤理化结构及微生物群落产生影响[10]。紫云英与油菜各具特点，混播较各自单播可明显提高植物生物量，有利于植株对氮素的吸收利用[6]。本研究中，冬种绿肥处理较冬闲处理的后茬水稻增产6.3%～17.5%，紫云英和油菜混播处理明显高于冬闲、紫云英及油菜单播。22.5 kg/hm2播种量的紫云英与不同播种量的油菜混播处理，后茬水稻的产量随着油菜播种量的增加呈现先增加后降低的趋势，当油菜播种量为3.0 kg/hm2时水稻产量最高，较冬闲增加了17.5%。从产量构成因素看，种植绿肥处理的后茬水稻有效穗数与每穗粒数较冬闲处理均有所提高，即冬种绿肥可以通过增加有效穗数、每穗粒数等来提升产量。

绿肥含有大量植物必需的N、P和K等元素，翻压还田具有明显的水稻增产和培肥地力的作用[11]。陶云彬等[12]指出，紫云英与油菜混播还田，培肥效果较单播还田更明显，连续11年实施紫云英与油菜还田，土壤有机质含量明显增长。黄建余等[13]研究认为紫云英与油菜混播能有效提高土壤中有机质以及N、P和K等元素含量。本研究中，紫云英与油菜混播的绿肥生物量明显高于紫云英单播和油菜单播。当紫云英播种量22.5 kg/hm2，油菜播种量3.0 kg/hm2（LF04）时，绿肥的生物量达到最大值。同时土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量达到最大值，较CK分别提升了9.6%、8.1%、7.5%和9.6%。

相比紫云英与油菜单播还田，紫云英、油菜混播还田不仅呈现出更好的土壤培肥效应，对后茬水稻的增产效果也更明显。当紫云英播种量为22.5 kg/hm2，油菜播种量为3.0 kg/hm2时，土壤的培肥效果最佳，后茬水稻增产效果最好，是一种有效的种植模式，适宜在该地区推广，对促进该地区农业绿色可持续发展具有重要意义。

参考文献

[1] 任世鑫，李二玲，邓晴晴，等. 中国三大粮食作物化肥施用特征及环境风险评价[J]. 长江流域资源与环境，2019，28（12）：2936-2947.

[2] 侯方舟，屠乃美，何康，等. 南方双季稻区冬种绿肥对土壤质量的影响研究进展[J]. 作物研究，2015，29（6）：682-686.

[3] 刘春增，刘小粉，李本银，等. 紫云英还田对水稻产量、土壤团聚性及其有机碳和全氮分布的影响[J]. 华北农学报，2012，27（6）：224-228.

[4] 陈洪俊，黄国勤，杨滨娟，等. 冬种绿肥对早稻产量及稻田杂草群落的影响[J]. 中国农业科学，2014，47（10）：1976-1984.

[5] 朱贵平，张惠琴，吴增琪，等. 紫云英和油菜不同时期翻压对土壤培肥效果的影响[J]. 南方农业学报，2012，43（2）：205-208.

[6] 李萍，杨滨娟，张鹏，等. 紫云英与油菜混播对双季稻产量、植株干物质及氮素吸收利用的影响[J]. 江西农业大学学报，2020，42（2）：219-228.

[7] 魏云霞. 紫云英与油菜、黑麦草混播种植和利用效应研究[D]. 武汉：华中农业大学，2013.

[8] 宋莉，韩上，鲁剑巍，等. 油菜秸秆、紫云英绿肥及其不同比例配施还田的腐解及养分释放规律研究[J]. 中国土壤与肥料，2015（3）：100-104.

[9] 周兴，廖育林，鲁艳红，等. 减量施肥下紫云英与稻草协同利用对双季稻产量和经济效益的影响[J]. 湖南农业大学学报（自然科学版），2017，43（5）：469-474.

[10] 胡启良，杨滨娟，刘宁，等. 绿肥混播下不同施氮量对水稻产量、土壤碳氮和微生物群落的影响[J]. 华中农业大学学报，2022，41（6）：16-26.

[11] 刘晓霞，陶云彬，章日亮. 不同绿肥连续还田对水稻产量和土壤肥力的影响[J]. 浙江农业科学，2016，57（9）：1379-1382.

[12] 陶云彬，刘晓霞. 紫云英、油菜长期混播还田的作物增产和土壤培肥效应[J]. 浙江农业科学，2019，60（12）：2206-2208.

[13] 黄建余，廖育林，鲁艳红，等. 紫云英与油菜混播对绿肥及早稻产量的影响[J]. 湖南农业科学，2021（6）：34-37，48.

（责任编辑：李 媛）

基金项目 耒阳市高标准农田建设土壤培肥项目（TCZY-2022LY-CG009）。

作者简介 匡志明（1985—），男，湖南耒阳人，硕士，农艺师，从事土壤肥料与耕地保护工作。

收稿日期 2024-04-10