適宜與小站稻輪作的春季綠肥作物篩選試驗

寧曉光，趙 秋，張新建

（天津市農業科學院，天津 300192）

小站稻是天津獨有的優質稻米品牌。目前，小站稻種植區由于連片大規模連年單一種植，植物多樣性大大降低，“重化肥、輕有機肥”、“重產出，輕投入”的生產方式致使現有的耕地質量逐年下降，限制了小站稻品牌的振興。為恢復傳統小站稻優良品質，天津市水稻種植區開展嘗試以綠色為核心的保護性種植模式，將綠肥作物引入稻田進行輪套作，在充分利用冬春季光熱資源和土地資源的同時，利用綠肥作物翻壓還田改善土壤理化性狀，為下茬水稻提供清潔的有機肥料，減少化學肥料使用，提升小站稻稻米品質。本試驗調研和試種了一批春季綠肥作物種質資源，以篩選出適宜天津地區與水稻輪作的春季綠肥作物。

1 材料和方法

1.1 供試作物

試驗選用20種綠肥作物作為供試材料，包含禾本科作物3種，豆科作物12種，十字花科作物3種，菊科1種，莧科1種。分別為：大葉油菜、小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、小葵子、籽粒莧、山野豌豆、高丹草、田菁、山黧豆、野綠豆、秣食豆、拉巴豆、紅花草、黑麥草、燕麥。

1.2 試驗設計

20種綠肥作物隨機區組排列，3次重復，小區面積100 m2。

1.3 試驗概況

試驗在天津市西青區王穩莊鎮二侯莊水稻試驗基地進行（北緯38°51′、東經117°20′、海拔3.6 m）。該地區屬于暖溫帶半濕潤大陸季風氣候，年均降水量586.1 mm，年平均氣溫11.6 ℃，全年日照總量2 810 h；無霜期203 d。

試驗土壤為潮土，基礎土壤理化指標為有機質 15.33 g·kg-1，全氮 1.04 g·kg-1，全磷 0.75 g·kg-1，全鉀 24.52 g·kg-1，堿解氮 43.42 mg·kg-1，有效磷 32.52 mg·kg-1，速效鉀 261.54 mg·kg-1，pH值8.55。

試驗于2020年2月下旬頂凌播種，播種量均為45.0 kg·hm-2，作物生長期間不施任何肥料和農藥，不灌水，5月底粉碎翻壓。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 記錄綠肥作物生育期 包括出苗、苗期、返青（拔節）、抽薹期、初花期、盛花期，枯萎期，記錄長勢情況。

1.4.2 測產、養分檢測 測量翻壓前（5月25日）選取1 m2，采集植株地上的整段標本鮮樣于105 ℃下殺青，70 ℃烘干稱重，計算生物產量；采用常規分析方法測定植株氮、磷、鉀養分。

2 結果與分析

2.1 參試綠肥作物田間長勢

北方地區春季干旱，相對于綠肥作物，雜草容易生長，對早春播種綠肥作物的出苗與生長形成威脅。因此，考察綠肥作物的出苗能力以及苗期抗雜草能力、進入旺盛生長期后，植株株高及覆蓋效果是考察綠肥作物是否適應春季輪作種植的重要指標。本試驗于春季頂凌播種后，參試的20個綠肥作物均能出苗，但不同種類作物之間出苗時間差異較大。播種后7 d以內出苗的有大葉油菜，小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、燕麥，上述綠肥作物出苗率高，出苗整齊，平均株高50 cm以上，田間覆蓋率達到75%以上；小葵子、籽粒莧、高丹草、田菁、黑麥草播種后8～12 d也能出苗，但出苗率一般，平均株高高于50 cm，覆蓋率低于75%；山野豌豆、山黧豆、野綠豆、秣食豆、拉巴豆、紅花草這幾種作物出苗率較低，平均株高低于50 cm，覆蓋率低于75%（表1）。

表1 參試綠肥作物田間長勢

試驗顯示，出苗早、出苗整齊的綠肥作物田間雜草較少，而出苗遲或未出苗的作物田間雜草較多。

2.2 參試綠肥作物生物產量與養分含量

按照生物產量高低將參試綠肥作物進行分類，可分為3類（表2）。第1類：生物產量高（≥4 000 kg·hm-2）、生長迅速的綠肥作物。主要有大葉油菜、小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、燕麥。第2類：生物產量中等（大于≥2 000 kg·hm-2）、生長速度中等的綠肥作物。主要有小葵子、籽粒莧、高丹草、田菁、黑麥草。第3類：生物產量低（小于≤1 000 kg·hm-2）、生長速度較慢的綠肥作物。主要有山野豌豆、山黧豆、野綠豆、秣食豆、拉巴豆、紅花草。

表2 參試綠肥作物生物產量及養分含量

不同綠肥作物植株含水量與養分含量各不相同。由表2可見，植株含水量一般為80%～90%，養分含量的趨勢為全鉀＞全氮＞全磷。豆科綠肥作物氮磷鉀總養分含量高于其他種類，如香豆子氮磷鉀總養分含量7.01%，以翻壓4 600 kg·hm-2、植株含水量86%計，可補充氮磷鉀總養分277.32 kg·hm-2；其次是豌豆，可補充氮磷鉀養分274.25 kg·hm-2。大葉油菜因其生物產量高，氮磷鉀總養分含量5.57%，植株含水量88%，可補充土壤氮磷鉀總養分254.88 kg·hm-2。另外，小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、豌豆、燕麥養分吸收量均高于200 kg·hm-2，籽粒莧、高丹草和田菁養分吸收量100～200 kg·hm-2，其他綠肥作物養分吸收量均低于100 kg·hm-2。

3 結論與討論

綠肥作物有很多種類，圍繞華北地區春季綠肥作物－水稻輪作種植制度來選擇綠肥作物應考慮兩茬作物倒茬銜接，包括種植時間、翻壓時間、土壤性質、作物種類、生物量、功能用途等。一般適宜當地作綠肥作物的標準是以生物產量（干物質）超過3 000 kg·hm-2作為篩選目標。本試驗顯示，天津地區適宜與水稻進行輪作的春季綠肥作物有大葉油菜、小葉油菜、肥田蘿卜、毛葉苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蠶豆、燕麥等。這幾種綠肥作物能在春季早萌發，覆蓋裸露土壤，抑制雜草，促進土壤氮、磷、鉀養分吸收且在水稻種植前達到較高生物產量，生物產量均在4 000 kg·hm-2以上。

籽粒莧、高丹草和田菁等綠肥作物在天津地區夏播會有較高的生物產量，但因本次試驗是以春播作物與水稻輪作，這幾種綠肥作物苗期生長較慢，5月底應翻壓時生物產量仍較低，達不到綠肥翻壓的要求。而其余的綠肥作物由于早春溫度低，萌發慢、出苗晚，生長緩慢，在翻壓季節達不到翻壓的生物產量指標，也不適合與水稻輪作種植。