不同施氮量下紫云英與稻草協同利用對雙季稻的產量效應

廖育林，魯艷紅，周 興，方寶華，劉 洋，聶 軍

（1.湖南省土壤肥料研究所，湖南長沙410125；2.農業部湖南耕地保育科學觀測實驗站，湖南 長沙 410125；3.湖南省水稻研究所，湖南 長沙 410125）

中國是世界上最大的稻米生產和消費國[1]。因此，水稻生產對于保障國家糧食安全具有重要意義。20世紀80年代以來，化肥對提高我國水稻產量做出了巨大貢獻，但化肥用量的不斷提高以及重化肥輕有機肥的施肥趨勢也給農業生產帶來了耕地地力下降、土壤酸化、水體富營養化、稻米品質下降等問題[2-3]。

秸稈和綠肥紫云英是稻田土壤重要的有機物料來源。秸稈還田能培肥地力，增加作物產量[4]；綠肥紫云英是稻田系統優質的有機肥源，具有固氮活磷、改土培肥，提高作物產量和品質的作用[5]；同時，秸稈和綠肥還有利于改善農田生態環境，防止土壤侵蝕和污染[6]。因此，開展秸稈還田和綠肥種植的協同研究，對實現雙季稻生產力的持續增長和稻田土壤質量的提高具有重要意義。

國內外關于綠肥和秸稈還田對水稻生產的節肥效應、產量效應及培肥地力的研究較多[7-8]，但這些研究多為綠肥種植或秸稈還田單獨措施的應用效果分析，對于二者協同利用的節肥效應及產量效應的研究相對較少，而對二者在不同協同利用模式下的效應研究更為缺乏。因此，筆者通過2 a連續田間定位試驗，研究了減氮、常規施氮及高量施氮3個施氮水平下，晚稻低茬收割冬種紫云英與稻草協同利用以及晚稻高茬收割冬種紫云英與稻草協同利用2種模式對雙季水稻產量及水稻生長性狀的影響效應差異，并初步分析了不同模式下導致產量效應差異的原因，以期為我國雙季水稻綠色生產發展提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2016～2017年連續2 a在湖南省長沙縣高橋鎮范林村（113°21′E，28°28′N，海拔高度 85 m）進行。該區域屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫17.2℃，年均無霜期274 d，年均降雨量1 422 mm，年均日照時數1 663 h。供試土壤為河流沉積物發育的河沙泥。供試早稻品種為常規稻湘早秈32號，供試晚稻品種為豐源優272（2016年）和深優7586（2017年）。

1.2 試驗設計

試驗共設8個處理：（1）CK0（冬季休閑+稻草不還田+不施肥）；（2）CK1（紫云英和稻草協同利用模式1+不施肥）；（3）SM1+50%N（紫云英和稻草協同模式1+氮肥減量50%）；（4）SM2+50%N（紫云英和稻草協同模式2+氮肥減量50%）；（5）SM1+100%N（紫云英和稻草協同模式1+常規施肥）；（6）SM2+100%N（紫云英和稻草協同模式2+常規施肥）；（7）SM1+150%N（紫云英和稻草協同模式1+氮肥加量50%）；（8）SM2+150%N（紫云英和稻草協同模式2+氮肥加量50%）。

紫云英和稻草協同利用模式1：冬種紫云英原田翻壓，早、晚稻均留稻茬10 cm左右，早稻稻草用鍘刀鍘成12～20 cm原小區還田，晚稻稻草直接還田。紫云英和稻草協同利用模式2：冬種紫云英原田翻壓，早稻留稻茬7～10 cm，稻草用鍘刀鍘成12～20 cm原小區還田，晚稻留稻茬40～50 cm，稻草直接還田。

每個處理設3次重復，小區面積20 m2，隨機區組排列。小區間用高20 cm、寬30 cm的泥埂隔離，埂上覆膜，實行單獨排灌。處理2～8紫云英于頭年10月中下旬播種，播種量均為1.5 kg/667m2，次年早稻移栽前8～15 d原小區翻壓。

2016年早稻5月3日插秧，栽插密度18 cm×20 cm，折合1.85萬蔸/667m2（2017年同），7月19日收獲；晚稻7月27日插秧，栽插密度21 cm×23 cm，折合1.38萬蔸/667m2，11月4日收獲。2017年早稻4月28日插秧，7月10日收獲；晚稻7月14日插秧，栽插密度23 cm×25 cm，折合1.16萬蔸/667m2，10月21日收獲。氮、磷、鉀肥分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀；所有施肥處理的氮肥和鉀肥分兩次施用：50%做基肥，50%做分蘗肥；磷肥做基肥一次性施用。基肥于拋秧前1 d施入，施入后立即用鐵齒耙耙入5 cm深的土層內，分蘗肥于拋秧后7～10 d撒施。其他田間管理與當地大田一致。

1.3 分析測定項目與數據處理

2016年和2017年早晚稻成熟期各小區單打單曬，稱計稻谷產量。2017年早晚稻成熟期從各小區采集有代表性的植株樣5蔸，進行穗部性狀考察，主要包括株高、穗長、有效穗、穗粒數、結實率、千粒重，谷草比。經濟效益相關指標計算方法：凈收益=產值-生產成本[9]。生產成本包括種子、化肥、農藥、紫云英播種田開溝、翻耕整地、水稻育秧、移栽、人工打藥、人工施肥、收割、烘干成本等。所有數據均采用Excel和DPS軟件進行統計處理。

2 結果與分析

2.1 不同施氮量下2種協同模式對早稻的影響

2.1.1 稻谷產量 從表1中可以看出，稻草和紫云英協同利用模式下施肥處理早稻稻谷產量均較CK0增產，增產幅度在32.4%～78.6%；也較CK1增產，增產幅度在8.7%～40.3%。對照處理中，CK1較CK0 2 a早稻稻谷平均增產24.6%（2016年增產21.9%，2017年增產27.3%），CK1中綠肥稻草協同利用對稻谷產量的貢獻率為19.7%（2016年為17.9%，2017年為21.5%），基礎地力對稻谷產量的貢獻率為80.3%（2016年為82.1%，2017年為80.3%）。在相同施氮水平下，SM2處理的稻谷產量均比SM1處理的高，2 a試驗增產率最高的均為50%N處理，其次為常規施氮處理，150%N處理的增產率最低。

2.1.2 稻草產量和總生物量 由表1可知，稻草和紫云英協同利用模式下施肥處理的早稻稻草產量和總生物量均比CK0和CK1的高；2個對照處理中，CK1的稻草產量和總生物量比CK0高，其中2017年2者間差異達顯著水平。比較2種協同利用模式發現，在相同施氮量條件下，2016年早稻SM2處理的稻草產量、地上部生物量均高于相應施氮量的SM1處理，2017年的地上部生物量也高于相應的SM1模式，但2017年在常規施氮水平（100%N）及高氮水平（150%N）下SM2處理的早稻稻草產量較SM1處理有所降低。

2.2 不同施氮量下2種協同模式對晚稻的影響

表1 2016～2017年不同處理早稻稻谷、稻草和生物產量的比較

2.2.1 稻谷產量 從表2中可以看出，稻草和紫云英協同利用模式下施肥處理晚稻稻谷產量均較CK0增產顯著，增產幅度36.6%～64.1%，平均增產52.3%；也均較CK1增產，增產幅度7.8%～39.2%，平均增產20.5%。2個對照處理中，CK1較CK0稻谷平均增產26.4%（2016年增產23.3%，2017年增產29.5%）。CK1中綠肥稻草協同利用對稻谷產量的貢獻率為20.8%（2016年為18.9%，2017年為22.8%），基礎地力對稻谷的貢獻率為79.2%（2016年為81.1%，2017年為77.2%）。在相同施氮水平下，SM2處理的稻谷產量較SM1處理均有所提高，3個施氮水平下，增產率均以100%N施氮水平的最高。

表2 2016～2017年不同處理晚稻稻谷、稻草和生物產量的比較

2.2.2 稻草產量和總生物量 由表2可知，稻草和紫云英協同利用模式下施肥處理的晚稻稻草產量和總生物量均比CK0和CK1的高；2個對照處理中，CK1的稻草產量和總生物量比CK0高，且兩者間差異均達到顯著水平。比較2種協同利用模式發現，在相同施氮量條件下，2016年早稻SM2處理的稻草產量、地上部生物量均高于相應施氮量的SM1處理，2017年的地上部生物量也高于相應的SM1處理，但2017年在低施氮水平（50%N）及常規氮水平（100%N）下SM2處理的稻草產量較SM1處理有所降低。

2.3 不同施氮量下2種協同模式對雙季稻產量構成因素的影響

從表3中可以看出，所有紫云英與稻草協同利用模式下的施肥處理早晚稻株高、穗長、每蔸有效穗數和每穗實粒數均高于CK0處理；除SM1+150%N處理外，所有紫云英與稻草協同利用模式下的施肥處理早、晚稻株高、早稻每穗實粒數均高于CK1處理。2個對照處理中，紫云英、稻草協同利用模式下不施肥（CK1）較CK0的早、晚稻株高、穗長、每穗實粒數均有所提高，早稻每蔸有效穗數也較CK0增加。2種紫云英與稻草協同利用模式中，相同施氮量條件下除常規氮水平（100%N）的晚稻株高、低氮水平（50%N）的晚稻穗長外，SM2模式的早、晚稻株高、穗長、每蔸有效穗數和每穗實粒數均較SM1模式有所提高。早稻所有處理以CK0的結實率和千粒重最高，晚稻結實率SM1+100%N處理最高，其次為CK0處理，晚稻千粒重SM1+50%N處理最高，其次為CK1處理；2種紫云英與稻草協同模式的結實率、千粒重差異無明顯規律。

進一步分析早、晚稻成熟期植株各生長性狀指標與稻谷產量相關性，結果如表4所示，早稻稻谷產量與每蔸有效穗數、每穗實粒數呈顯著正相關；晚稻稻谷產量與水稻株高、穗長、每蔸有效穗數和每穗實粒數的相關性均達顯著水平；按周年兩季分析，早、晚稻稻谷產量與株高和穗長的相關性達極顯著水平，與每穗實粒數相關性達顯著水平。早稻稻谷產量、晚稻稻谷產量、早、晚稻稻谷產量與結實率、千粒重均無顯著相關性。

著名學者Chanpman等提出，有效進行風險管理的第一步是對風險影響因素的準確識別。我國銀行傳統的風險評估體系一般集中于對企業自身的信用情況分析，評價企業客戶的主要標準在于其財務狀況和經營狀況，對企業所處的產業背景并沒有進行充分的風險評價。但事實上，企業所處的產業背景對于企業的運營情況有著決定性的影響，相對于企業自身的財務指標等因素，產業背景信息往往會超前反映企業的經營水平變化。所以，產業風險評價作為銀行信貸業務風險評價工作開展應該著力把控的首道風險控制關卡，在中國商業銀行信貸風險管理工作中卻未能得到充分的重視，對銀行風險管理工作的有效性有著十分不利的影響。

表3 2017年兩種模式下早、晚稻成熟期植株生長性狀

表4 2017年早、晚稻成熟期植株各生長性狀指標與稻谷產量相關系數

2.4 不同施氮量下2種協同模式對雙季稻生產經濟效益的影響

表5 2種模式下雙季稻生產周年經濟效益比較（元/hm2）

按2 a平均結果計算不同處理雙季稻生產的周年產值及經濟效益，如表5所示，所有施肥處理的周年產值和凈收益均高于CK0和CK1處理，CK1處理的周年產值和凈收益高于CK0處理。不同施氮量下，SM2處理的周年產值和凈收益均高于SM1處理，低施氮量、常規施氮量和高施氮量下，SM2模式的凈收益較SM1處理分別提高11.3%、13.2%和6.4%。

3 結 論

紫云英與稻草協同利用有利于提高雙季水稻產量。2 a試驗結果表明，在不施肥條件下，紫云英與稻草協同利用較不利用紫云英和稻草早稻平均增產24.6%，晚稻平均增產26.4%。同一施氮量水平下，晚稻高茬收割冬種紫云英與稻草協同利用模式早、晚稻稻谷產量均較晚稻低茬收割冬種紫云英與稻草協同利用模式有所提高，其中早稻平均增產8.0%，晚稻平均增產6.7%，早稻低施氮量的增產效果較常規施氮量和高施氮量的更明顯，晚稻常規施氮量的增產效果較低施氮量和高施氮量更明顯。水稻穗長、有效穗數和每穗實粒數是影響早稻產量的主要生長性狀指標，株高、穗長、有效穗數和每穗實粒數是影響晚稻產量的主要生長性狀指標，結實率、千粒重與早晚稻產量無顯著相關關系。不同施氮量條件下，晚稻高茬收割冬種紫云英與稻草協同利用模式較低茬模式提高了雙季稻生產效益。

參考文獻：

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