播種量對晚播紫云英生長及養分積累的效應①

周 影，魏啟舜，管永祥，陳 震，王 琳 *，郭成寶，文蔚明

播種量對晚播紫云英生長及養分積累的效應①

周 影1，魏啟舜1，管永祥2，陳 震2，王 琳1 *，郭成寶1，文蔚明1

(1江蘇丘陵地區南京農業科學研究所，南京 210046；2江蘇省農業技術推廣總站，南京 210036)

大田試驗條件下，研究了不同播種量(22.5 ~ 75.0 kg/hm2)對晚播紫云英生長狀況、產草量以及養分積累等的影響。結果表明：隨著播種量的增加，紫云英每公頃株數顯著增加；播種量在30.0 ~ 75.0 kg/hm2范圍內單株鮮重和干重隨播種量增加而降低；不同處理單株分枝數差異不顯著。鮮草和干草產量隨播種量的增加呈先增加后減少的趨勢，播種量為45.0 kg/hm2的處理產草量最高，鮮草和干草產量分別為48.34 t/hm2和5.70 t/hm2。不同播種量處理的植株地上部碳、氮、磷、鉀含量差異不顯著，其養分積累量隨播種量的增加則先增加后減少，播種量為45.0 kg/hm2時紫云英養分積累量最高，繼續增加播種量則差異不顯著。綜上，晚播紫云英的適宜播量為45.0 kg/hm2，即可獲得較高的產草量及養分積累量。

紫云英；晚播；播種量；產草量；養分積累量

長期大量單施化學肥料導致耕地質量變差、面源污染嚴重、農產品質量下降等突出問題，已成為制約我國農業生產可持續發展的重要因素。諸多研究表明，有機無機配施可提高肥料利用率，改善土壤生物性狀，增加土壤有機質活性部分的比例[1-3]。綠肥作為一種重要的有機肥源，具有提高土壤肥力、改善土壤環境質量、促進作物生長等功能[4-5]。發展綠肥是建立良好農業生態系統的一項重要環節[6]。紫云英作為主要的稻田豆科綠肥作物[7]，因其具有固氮能力強、生長發育快、能顯著改善土壤和促進植物生長發育等特點[8-11]，成為江蘇地區水稻輪作綠肥的主栽品種。然而生產實際中發現，由于種質資源的短缺，使得紫云英種子價格普遍較高，增加了農民的種植成本，影響種植積極性。播種量顯著影響作物產量[12-13]，明確紫云英的適宜播種量，對獲得高產和節約種子具有雙重意義。

前人研究主要圍繞播種量對鮮草產量及種子產量的影響，而對紫云英養分積累效應的研究報道較少；并且，紫云英的播期均在正常播種時間內(10月上旬之前)[14-16]，而對晚播紫云英(10月中旬以后)影響的研究未見文獻報道。近年來，隨著江蘇水稻主導品種布局調整以及農業氣候資源總體變化等[17]因素的影響，使得水稻收獲期推遲，輪作綠肥遲播現象普遍。本試驗以江蘇中部地區綠肥-水稻輪作方式為對象，選取了主栽綠肥品種紫云英為試驗作物，設置7個播種量(22.5 ~ 75.0 kg/hm2)，研究了不同播種量對晚播輪作紫云英生長狀況、鮮草產量、干草產量以及養分積累情況等的影響，以期為江蘇地區水稻種植制度下晚播紫云英適宜播種量的選擇提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試紫云英為高桿大葉品種，由市場上購得。

1.2 試驗設計

試驗于2018—2019年在江蘇省句容市茅山風景區墓東村潘莊實施，前茬水稻品種為南粳5055。田間試驗條件下，設置7個播種量處理：22.5、30.0、37.5、45.0、52.5、60.0、75.0 kg/hm2，每處理3次重復，小區面積22.5 m2，采用隨機區組排列。N、P2O5、K2O 肥料用量均為45 kg/hm2，追施。2018年10月23日播種，紫云英生長期間根據氣候情況和土壤水分狀況進行排灌管理。2019年4月25日，花期取樣調查紫云英生長狀況和養分含量。

1.3 測定項目及方法

紫云英生長狀況：每小區按S型曲線隨機取樣10株調查生長指標(株高、分枝數、單株鮮重和干重)；每小區隨機取20 cm × 20 cm的樣方各1個調查株數；各處理隨機取3個1 m2的樣方測量鮮草產量及干草產量。

植株全碳含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；植株樣品經H2SO4-H2O2消煮，微量凱氏定氮法測定氮含量，鉬銻抗比色法測定磷含量，火焰光度計法測定鉀含量[18]。養分積累量 = 干物質量 × 養分含量。

1.4 數據處理

運用Excel 97-2003和SPSS19.0軟件進行數據處理和統計分析，并作圖。

2 結果與分析

2.1 播種量對紫云英植株生長狀況的影響

不同播種量對紫云英單位面積植株數的影響結果顯示(圖1)，單位面積植株數與播種量呈正相關關系，隨著播種量(22.5 ~ 75.0 kg/hm2)的增加，每公頃植株數呈逐漸顯著遞增趨勢。播種量為22.5 kg/hm2和30.0 kg/hm2的每公頃植株數相差不大，且均顯著少于其他播種量處理；播種量大于37.5 kg/hm2時，單位面積植株數增加顯著；播種量為75.0 kg/hm2時每公頃植株數達到峰值，為1 251萬株，且顯著高于其他處理。

(圖柱上方不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05))

對花期各播種量處理植株的株高、單株分枝數、單株鮮重及干重等指標進行分析，結果顯示(表1)，不同播種量處理單株分枝數無明顯差異。株高隨播種量增加而增高；播種量在30.0 ~75.0 kg/hm2范圍內單株鮮重和單株干重隨播種量增加而降低，播種量22.5 kg/hm2處理單株鮮重和播種量37.5 kg/hm2及45.0 kg/hm2處理差異不顯著，但均顯著低于播種量30.0 kg/hm2處理；播種量在52.5 ~ 75.0 kg/hm2范圍內，處理間差異不顯著，但均顯著低于其他處理。播種量22.5 kg/hm2和30.0 kg/hm2處理單株干重差異不顯著，但均顯著大于其他處理，播種量大于52.5 kg/hm2，單株干重顯著降低。

不同播種量對紫云英產草量的影響如表2所示，隨著播種量的增加，每公頃鮮草和干草產量均呈先增加后減少的趨勢，其中播種量45.0 kg/hm2處理產草量最高，鮮草和干草產量分別為48.34 t/hm2和5.70 t/hm2，且均顯著高于播種量37.5 kg/hm2及以下的處理。播種量為45.0 ~ 75.0 kg/hm2處理間差異不顯著。播種量22.5 kg/hm2處理鮮、干草產量均最低。

表1 不同播種量對紫云英植株生長狀況的影響

注：表中數據為平均值±標準差，同列數據小寫字母不同表示處理間差異顯著(<0.05)，下同。

表2 不同播種量對紫云英產草量的影響

2.2 播種量對紫云英養分積累的影響

本試驗條件下，不同播種量的紫云英植株地上部碳、氮、磷、鉀含量均無顯著差異，各處理間數值變幅較小(表3)。植株地上部養分積累量隨播種量增加先增加后減少。其中，播種量45.0 kg/hm2處理植株養分積累量均最大，且均顯著高于播種量37.5 kg/hm2及以下的處理。播種量為45.0 ~ 75.0 kg/hm2處理間各養分積累量差異不顯著，播種量22.5 kg/hm2處理碳、氮、磷、鉀積累量均最少。

表3 播種量對紫云英地上部養分含量及積累量的影響

3 討論

3.1 播種量對晚播紫云英植株生長及產草量的影響

播種量影響作物基本苗數。本研究發現，播種量對晚播紫云英單位面積植株數及植株生長的影響是顯著的。播種量與單位面積植株數呈正相關關系，隨著播種量的增加，紫云英單位面積植株數顯著增加，這一結果與前人研究一致[15-16]。播種量45.0 kg/hm2時，每公頃植株數為808.7萬株，較最大播種量(75.0 kg/hm2)每公頃少441.9萬株，較最小播種量(22.5 kg/hm2)每公頃多450.2萬株。結合單株重及產草量的影響，可以看出，播種量為45.0 kg/hm2時的單位面積植株數較適宜，利于紫云英植株的個體生長以及總生物量的增加。

播種量影響作物群體密度，使植株形態產生差異。潘福霞等[15]和秦自果等[16]研究了湖北地區紫云英品種弋江種不同播種量(7.5 ~ 52.5 kg/hm2)的影響，播種期分別為10月2日和9月28日，結果顯示，紫云英單株分枝數、單株重隨播種量增加而減少。本試驗條件下，不同播種量處理的單株分枝數無明顯差異，這可能與紫云英品種以及播種期不同有關。單株鮮重和單株干重在30.0 ~ 75.0 kg/hm2播種量范圍內隨播種量增加而降低，播種量22.5 kg/hm2處理單株鮮重和干重均小于30.0 kg/hm2處理，這是由于在生產實際中發現，播種量22.5 kg/hm2處理由于紫云英單位面積植株數較少，田間雜草較多，從而影響植株生長。本試驗條件下，播種量30.0 kg/hm2處理單株鮮、干重均最大，播種量大于52.5 kg/hm2時單株重顯著降低。這是由于適宜的播種量可使作物獲得較合理的群體密度，有利于植株生長；而播種量過大導致群體密度過高時，個體間相互競爭從而導致植株形態發生相應變化[19-20]。

播種量是影響作物產量的最主要因素之一。作物在低密度條件下由于種群個體少，總體產量較低；高密度的條件下種群個體占用的空間和資源份額變小，容易因為個體發育不良而造成減產，只有在適宜群體構成的條件下才能獲得較高產量[21-22]。本研究表明，隨著播種量的增加，每公頃紫云英鮮草和干草產量均呈先增加后減少的趨勢，其中播種量為45.0 kg/hm2處理產草量最高，鮮草和干草產量分別為48.34 t/hm2和5.70 t/hm2，且均顯著高于播種量37.5 kg/hm2及以下處理，再增大播種量產草量差異不顯著。表明，本研究中晚播紫云英獲得較高生物量的適宜播種量為45.0 kg/hm2。

3.2 播種量對紫云英養分積累的影響

以翻壓還田為目的的綠肥作物，獲得較高的養分積累量是栽培的關鍵。與前人研究結果一致[15]，本試驗條件下，不同播種量處理紫云英植株碳、氮、磷、鉀含量差異不顯著，養分積累量則相差較大。紫云英植株中的絕大部分碳是從大氣中獲得的[23]，紫云英除了可以固定CO2釋放O2，還提高了對SO2、N2O和粉塵等主要空氣污染物的凈化功能[24]。本試驗中，與紫云英生物量變化趨勢一致，植株地上部養分積累量隨播種量增加先增加后減少，其中，播種量45.0 kg/hm2處理植株各養分積累量均最大，且顯著高于播種量37.5 kg/hm2及以下處理，若再增加播種量處理間差異不顯著。

潘福霞等[15]研究了紫云英翻壓作綠肥的適宜播種量為 30.0 kg/hm2；秦自果等[16]研究顯示，紫云英播種量為22.5 kg/hm2時鮮草產量和種子產量均最高。綜合本試驗結果，播種量為45.0 kg/hm2時，紫云英的產草量和植株養分積累量最高。該播種量要高于前人研究的紫云英作為綠肥翻壓的適宜播量。分析原因，除了地域、品種、栽培管理措施等的差異外，更主要的應該是播期的影響。播期作為種植技術的一個重要方面，顯著影響作物出苗速率[25]、生長指標[26]、養分積累[27]、產量和品質等各個方面[28-29]。筆者前期研究了播期對綠肥紫云英的影響，發現播期推遲顯著抑制紫云英的生長及養分積累[30]。本研究的紫云英播期較遲(10月23日)，比前兩者的播期分別推遲21 d和25 d，顯著遲于紫云英的適宜播期。遲播易遭受低溫等不良氣候而影響出苗及苗期生長，進而影響紫云英產草量及養分積累。而適當增加播種量可以增加紫云英的基本苗數，增強群體優勢，適當彌補播期推遲產生的影響。

4 結論

播種量影響紫云英植株生長及養分積累。本試驗條件下，稻田晚播輪作高桿大葉紫云英品種播種量為45.0 kg/hm2時可獲得較高的產草量和植株養分積累量，作為綠肥翻壓可獲得較好的還田效果。本研究結果對蘇中地區現行稻田種植制度下晚播輪作紫云英適宜播種量的選擇提供一定的理論參考。

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Effects of Different Sowing Rates on Growth and Nutrient Accumulation of Later-sown Chinese Milk Vetch

ZHOU Ying1, WEI Qishun1, GUAN Yongxiang2, CHEN Zhen2, WANG Lin1*, GUO Chengbao1, WEN Weiming1

(1 Nanjing Institute of Agricultural Sciences in Jiangsu Hilly Area, Nanjing 210046, China; 2 Agricultural Technology Extension Station of Jiangsu Province, Nanjing 210036, China)

A field experiment was conducted to study the effects of different sowing rates (22.5, 30.0, 37.5, 45.0, 52.5, 60.0 and 75.0 kg/hm2) on the growth, grass yield and nutrient accumulation of late-sowing Chinese milk vetch (L.). The results showed that with the increase of sowing rate, the number of emerged seedling per hectare increased significantly, however, the fresh and dry weights per plant decreased with the increase of sowing rate in the range of 30.0-75.0 kg/hm2, and there was no significant difference in the number of branches per plant among different treatments. Fresh and dry yields increased at first and then decreased with the increase of the sowing rate. The highest yield of(48.34 t/hm2for fresh yield and 5.70 t/hm2for dry yield)was obtained when the sowing rate was 45.0 kg/hm2.The contents of C, N, P and K in the shoots were insignificantly different between different treatments, while nutrient accumulation was increased in the beginning and then decreased with the increase of sowing rate. The highest nutrient accumulation was obtained when the sowing rate was 45.0 kg/hm2, and no significant difference was found when sowing rate increasing further. Therefore, it is concluded that the suitable sowing rate ofin late sowing is 45.0 kg/hm2which can get the higher grass yield and nutrient accumulation.

L.; Late sowing; Sowing rate; Yield; Nutrient accumulation

S-3

A

10.13758/j.cnki.tr.2020.03.009

周影, 魏啟舜, 管永祥, 等. 播種量對晚播紫云英生長及養分積累的效應. 土壤, 2020, 52(3): 482–486.

江蘇現代農業(水稻)產業技術體系輪作休耕創新團隊項目(JATS [2019] 336)資助。

(wanglin0421nj@163.com)

周影(1983—)，女，江蘇銅山人，碩士，助理研究員，主要從事農業廢棄物資源化利用、土肥等方面研究。E-mail:JJDD010@126.com