有機(jī)水稻—紅花草輪作對(duì)有機(jī)稻產(chǎn)量及土壤肥力的影響

劉亞柏

摘要：為了提高有機(jī)水稻田土壤質(zhì)量，更好地發(fā)展有機(jī)水稻，在有機(jī)水稻生產(chǎn)區(qū)實(shí)行有機(jī)水稻—紅花草輪作、有機(jī)水稻—小麥輪作種植模式試驗(yàn)。結(jié)果表明，有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下水稻株高、穗長(zhǎng)分別比有機(jī)水稻—小麥輪作模式高57%、75%，有效穗增加8354萬(wàn)穗/hm2，飽滿率提高980百分點(diǎn)，千粒質(zhì)量增加032 g，稻谷產(chǎn)量增加 3 20688 kg/hm2，稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量年增加524 g/kg，高于有機(jī)水稻—小麥輪作模式；但可能是因?yàn)橛袡C(jī)水稻長(zhǎng)勢(shì)好、產(chǎn)量高，有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下的土壤全氮、速效磷、速效鉀年增幅均低于有機(jī)水稻—小麥輪作模式。有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下有機(jī)稻產(chǎn)量及土壤肥力持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，是有機(jī)生產(chǎn)培肥地力的重要模式之一。

關(guān)鍵詞：有機(jī)水稻；紅花草；輪作；土壤肥力；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益；小麥

中圖分類號(hào)： S504；S344文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：002-302（204）2-0072-03

隨著人們生活水平不斷提高，對(duì)食品安全日益重視，有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭空前高漲。江蘇省有機(jī)農(nóng)業(yè)面積達(dá)幾十萬(wàn)畝，有機(jī)水稻面積達(dá)十多萬(wàn)畝；但是，[2]由于受土壤肥力等關(guān)鍵因素的影響，有機(jī)水稻產(chǎn)量始終徘徊在3 000～4 25 kg/hm2，產(chǎn)量較低。在不使用化肥的情況下，如何提高水稻田土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)，保證有機(jī)水稻的正常生產(chǎn)成了難題，因此綠肥生產(chǎn)重新被重視起來(lái)。20世紀(jì)60—70年代，綠肥生產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)起到了重要作用，紅花草（Astragalus sinicus L）曾經(jīng)是稻區(qū)最主要的冬季綠肥作物，例如980年安徽省紅花草種植面積達(dá)72萬(wàn)hm2，占耕地面積的6%。紅花草屬豆科黃芪屬越年生草本植物，其根瘤菌具有很強(qiáng)的固氮能力，每年可固定空氣中的氮75～50 kg/hm2。據(jù)研究，鮮紅花草中的氮、磷、鉀含量分別為048%、0%、024%[2]。種植紅花草不但可以增加作物產(chǎn)量，平衡和調(diào)節(jié)農(nóng)作物吸收氮、磷、鉀及中微量元素，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)；更重要的是施用紅花草綠肥具有一定的長(zhǎng)效性，還可提高和更新土壤有機(jī)質(zhì)，富集土壤磷、鉀，增加生物覆蓋率，提高各種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的效應(yīng)，提升土壤肥力和生物活性，改善土壤物理性狀，保持良好的生態(tài)環(huán)境。紅花草是一種成本低、無(wú)公害，有利于保護(hù)環(huán)境、生產(chǎn)綠色農(nóng)產(chǎn)品、維持農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的作物。種植紅花草對(duì)改良土壤，提高土壤肥力，增加水稻產(chǎn)量和質(zhì)量，保持水稻生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究探討了有機(jī)水稻—紅花草輪作對(duì)有機(jī)稻產(chǎn)量及土壤肥力的影響，旨在為明確有機(jī)水稻生產(chǎn)培肥地力提供理論依據(jù)。

材料與方法

[BT23]試驗(yàn)區(qū)土壤概況

江蘇省句容市戴莊村（9°3′49″E，3°39′″N），位于風(fēng)景秀美的九龍山區(qū)，幾乎沒(méi)有工業(yè)，生態(tài)環(huán)境很好。該生態(tài)區(qū)屬北亞熱帶中部氣候區(qū)，具有明顯的季風(fēng)特征，干濕冷暖，四季分明，熱量充裕，無(wú)霜期長(zhǎng)，雨水豐沛，光照充足，氣候條件比較優(yōu)越。年平均氣溫52 ℃，日平均氣溫高于0 ℃的作物生長(zhǎng)期平均為226 d，總積溫48596 ℃，高溫年可達(dá) 5 270 ℃，無(wú)霜期229 d。雨水豐沛，年降水量 0588 mm，常年各季雨量分配：春季2560 mm，占24%；夏季4976 mm，占47%；秋季940 mm，占8%；冬季20 mm，占%。光照充足，常年平均光照時(shí)數(shù)2 570 h，日照百分率49%，光照的四季分配：春季光照時(shí)數(shù)5066 h，占全年光照的23%；夏季是光照時(shí)間最長(zhǎng)、強(qiáng)度最大的季節(jié)，光照時(shí)數(shù)為6833 h，占全年光照的32%；秋季光照時(shí)數(shù)554 h，占全年光照的24%；冬季光照最少，光照時(shí)數(shù)46 h，占全年光照的2%。土壤為第四紀(jì)下蜀黃土發(fā)育的馬肝土（黃棕壤）。

2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

共設(shè)2個(gè)處理：處理，有機(jī)水稻—紅花草；處理2，有機(jī)水稻—小麥。采取大田試驗(yàn)，選取相鄰田塊，整塊田分別采用不同的種植輪作模式，設(shè)3次重復(fù)。試驗(yàn)時(shí)間：202年9月至203年9月；水稻品種：越光；紅花草品種：皖江大葉青；小麥品種：揚(yáng)麥58。水稻季用肥：耕翻前施菜籽餅 500 kg/hm2，栽秧后5 d施米糠750 kg/hm2。紅花草或小麥季用肥：紅花草不施肥，小麥播種時(shí)施45%復(fù)合肥（N、2O5、K2O含量均為5%）600 kg/hm2，分蘗期、拔節(jié)期各施尿素 75 kg/hm2。有機(jī)水稻全生育期不用農(nóng)藥，正常灌溉；小麥防赤霉病次；其他栽培管理措施按常規(guī)進(jìn)行。

3樣品采集

土樣采集：水稻收割結(jié)束時(shí)取耕作層0～20 cm土壤樣品。根據(jù)田塊形狀采用對(duì)角線法或“S”形取樣法取土，確保土樣代表該田塊土壤性狀。

植株樣采集：在80%稻谷呈黃色時(shí)取植株樣，全株采集。根據(jù)田塊形狀采用對(duì)角線法或“S”形取樣法選定5點(diǎn)，每點(diǎn)連續(xù)采集5穴水稻植株，確保樣株代表該田塊水稻性狀。

4測(cè)試方法

采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量；采用半微量凱氏定氮法測(cè)定土壤全氮含量；采用雙酸浸提法（005 mol/L HCl、25 mmol/L H2SO4） 測(cè)定土壤速效磷含量；采用 mol/L乙酸銨浸提-原子吸收法測(cè)定土壤速效鉀含量。

2結(jié)果與分析

2有機(jī)水稻—紅花草輪作對(duì)水稻性狀的影響

有機(jī)水稻的生長(zhǎng)性狀指標(biāo)直接影響有機(jī)水稻生產(chǎn)。由表可見(jiàn)，有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下水稻株高、穗長(zhǎng)、穗頸長(zhǎng)分別為8270、800、3430 cm，均高于有機(jī)水稻—小麥輪作模式。有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下的水稻株高、穗長(zhǎng)分別比有機(jī)水稻—小麥輪作模式高57%、75%[3]。[FL）]

[FK（W7][HT6H][Z]表有機(jī)水稻—紅花草輪作模式對(duì)水稻生長(zhǎng)性狀的影響[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK4，WK6，WK0。4W]處理樣本數(shù)（個(gè)）株高（cm）穗長(zhǎng)（cm）穗頸長(zhǎng)（cm）穗/頸（%）

[BHDG2]有機(jī)水稻—小麥輪作模式027825±827a675±064a390±70a052±00a

[BHDW]有機(jī)水稻—紅花草輪作模式338270±226a800±028a3430±4a053±00a[H][BG）F]

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在005水平上差異顯著。[FK）]

[FL（2K2]22有機(jī)水稻—紅花草輪作對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

有機(jī)水稻產(chǎn)量主要由有效穗、飽滿率及稻谷千粒質(zhì)量等因素決定。由表2可以看出，有機(jī)水稻—紅花草輪作模式能促進(jìn)有機(jī)水稻形成有效穗，增加結(jié)實(shí)率，增加稻谷飽滿率。有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下有效穗比有機(jī)水稻—小麥輪作處理增加8354萬(wàn)穗/hm2，飽滿率增加980百分點(diǎn)，千粒質(zhì)量增加032 g，稻谷產(chǎn)量增加3 20688 kg/hm2。這主要是因?yàn)榧t花草還田后，在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中緩慢腐解，不斷地為水稻提供養(yǎng)分，在水稻形成有效穗、開(kāi)花、灌漿等關(guān)鍵時(shí)期，水稻不會(huì)因缺乏養(yǎng)分而受限制，有機(jī)水稻—小麥模式卻因養(yǎng)分受限而影響水稻形成有效穗、開(kāi)花、灌漿，這與以往研究結(jié)果類似[，3-]。[FL）]

[FK（W30mm][HT6H][Z]表2有機(jī)水稻—紅花草輪作模式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK6，WK。4W]處理飽滿率（%）千粒質(zhì)量（g）有效穗（萬(wàn)穗/hm2）產(chǎn)量（kg/hm2）

[BHDG2]有機(jī)水稻—小麥輪作模式6365±3585a2377±05a2 793±3028a3 04432± 9797b

[BHDW]有機(jī)水稻—紅花草輪作模式8345±460a2409±006a35547±5999a6 2520±8335a[H][BG）F]

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在005水平上差異顯著。[FK）]

[FL（2K2]23有機(jī)稻-紅花草輪作對(duì)土壤肥力的影響

土壤有機(jī)質(zhì)含量是評(píng)價(jià)土壤肥力狀況的重要指標(biāo)之一。由表3可見(jiàn)，有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)2552 g/kg，年增幅為524 g/kg；而有機(jī)水稻—小麥輪作模式下土壤有機(jī)質(zhì)含量為2337 g/kg，年增幅為487 g/kg。由此可見(jiàn)，紅花草還田顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量[5，2-4]。有[2]機(jī)水稻—紅花草輪作模式下土壤全氮、速效磷、速效鉀含量年增幅分別為 06 g/kg、289 mg/kg、382 mg/kg，而有機(jī)水稻—小麥輪作模式下土壤全氮、速效磷、速效鉀含量年增幅分別為056 g/kg、 2974 mg/kg、7522 mg/kg，均高于有機(jī)水稻—紅花草輪作模式，這可能是由于有機(jī)水稻—紅花草輪作處理下水稻產(chǎn)量高，水稻籽粒、秸稈帶走了較多氮、磷、鉀[5-6]。[FL）]

有機(jī)水稻—紅花草輪作模式和有機(jī)水稻—小麥輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益顯著不同。2種不同輪作模式下，水稻育秧、耕翻田地、插秧、管理、收割等生產(chǎn)程序一樣，生產(chǎn)成本也一樣，雖然有機(jī)水稻—小麥輪作模式下有小麥?zhǔn)杖耄怯捎谟袡C(jī)水稻—紅花草輪作模式下培肥地力的原因，水稻產(chǎn)量明顯提高，再加上小麥生產(chǎn)過(guò)程中必須投入種子、肥料、耕翻、收割、人工等費(fèi)用，所以有機(jī)水稻—紅花草輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于有機(jī)水稻—小麥輪作模式（表4）。

3結(jié)論與討論

本研究以水稻品種越光為供試品種，研究不同輪作模式對(duì)有機(jī)水稻產(chǎn)量及土壤肥力的影響。結(jié)果表明，有機(jī)水稻—紅花草輪作模式由于紅花草還田，肥力足，在分蘗、拔節(jié)、孕穗等時(shí)期不會(huì)出現(xiàn)脫肥現(xiàn)象，有利于水稻生長(zhǎng)和形成有效穗，因此株高、穗長(zhǎng)、有效穗等指標(biāo)均高于有機(jī)水稻—小麥輪作模式[4]。在有機(jī)水稻生產(chǎn)過(guò)程中杜絕施用化肥，將紅花草還田可以長(zhǎng)效性供肥，在水稻開(kāi)花、灌漿等關(guān)鍵時(shí)期為水稻提供充足養(yǎng)分，所以有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下有機(jī)稻飽滿率、千粒質(zhì)量等產(chǎn)量指標(biāo)顯著高于有機(jī)水稻—小麥輪作模式。從經(jīng)濟(jì)效益上看，有機(jī)水稻—小麥輪作模式雖然有小麥?zhǔn)找?，但是有機(jī)水稻—紅花草輪作能培肥地力，有機(jī)水稻產(chǎn)量顯著高于有機(jī)水稻—小麥輪作模式，同時(shí)沒(méi)有冬季生產(chǎn)成本，所以有機(jī)水稻—紅花草輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益顯著高于有機(jī)水稻—小麥輪作模式。將紅花草還田，紅花草腐爛分解，提高稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善稻田土壤結(jié)構(gòu)，培肥稻田土壤地力，由于有機(jī)水稻—紅花草輪作模式下水稻生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，水稻收割帶走較多養(yǎng)分，所以須要適當(dāng)補(bǔ)充磷、鉀，以平衡土壤肥力[3-0]。所以提倡通過(guò)有機(jī)水稻—紅花草輪作模式發(fā)展有機(jī)水稻，使有機(jī)稻產(chǎn)量及土壤肥力走持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展道路。

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