新垦耕地紫云英替代氮肥对水稻产量及氮肥利用效率的影响

冬种绿肥在浙江有着悠久的历史，但随着经济社会发展及各类化学肥料的施用，种植面积一度锐减。随着对生态环境、用地养地的日益重视，国家、浙江省相继出台扶持政策，鼓励农民种植绿肥。2007年以来，全省绿肥种植面积稳定在16.7万hm²左右。紫云英是浙江省播种面积较大的冬季绿肥作物，2019年紫云英种植面积达4.5万hm²，在新垦耕地地力培肥、熟化耕地、提升地力上起着重要作用。本文研究在新垦耕地冬季空闲期种植绿肥紫云英替代化肥的效果，旨在充分利用紫云英的肥效，适量减少稻田的化肥用量，以达到不降低产量、改善生态环境的目的。

1 材料与方法

1.1 材料

试验田位于衢州市衢江区全旺镇马蹊村，2017年新垦造为水田，表层耕作土壤全部由未经培肥熟化的红壤生土组成。试验前测得耕层土壤(0～20 cm)基础肥力，pH 7.83，有机质6.91 g·kg^-1，全氮0.248 g·kg^-1，有效磷20.6 mg·kg^-1，速效钾194 mg·kg^-1。

试验的紫云英品种为当地主栽的宁波大桥种，供试水稻品种为当地主栽的籼粳杂交晚稻甬优9号。氮、磷、钾肥分别为尿素(含纯N 46%)、过磷酸钙(含P₂O₅ 12%)和氯化钾(含 K₂O 60%)。

1.2 处理设计

试验共设计6个处理：T1处理，冬闲+0 N；T2处理，冬闲+100%N；T3处理，紫云英+0 N；T4处理，紫云英+40%N；T5处理，紫云英+60%N；T6处理，紫云英+80%N。试验采用中区设计，每个中区面积70 m²。 2018年9月27日播种紫云英，播量45 kg·hm^-2，2019年4月25日紫云英盛花期实割测产、翻压还田。水稻于2019年5月26日播种，6月27日移栽，6月25日施基肥，7月5日施追肥。水稻统一种植密度为25 cm×25 cm。氮肥分2次施用，基肥追肥各50%；各处理磷钾肥用量分别为120、90 kg·hm^-2，一次基施。各处理水稻田间管理和病虫防治一致。10月14日统一收割。

1.3 调查与考察项目

水稻移栽后在各中区固定选取3个点作为重复，每个重复5 丛水稻作为观测和考种植株。对各处理计算氮肥农学利用效率和偏生产力。氮肥农学利用效率=[施氮肥区作物经济产量-无氮肥区作物经济产量]/施氮量；氮肥偏生产力=施肥后所获得的作物产量/氮肥投入量。

采用Excel 2007和Spss 13.0进行统计分析，采用Duncan’s新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 对水稻经济性状的影响

从表1可以看出，冬闲不施氮肥处理的水稻各项经济性状均较差，与T2处理冬闲+100%N相比，紫云英替代对千粒重、株高和每穗粒数都有一定影响，对有效穗数影响不大。T3处理完全不施氮肥的株高下降最多；千粒重以冬闲不施氮肥处理最低，为24 g； 与T2处理相比，紫云英替代处理能提高千粒重；每穗实粒数以紫云英替代+80%N的效果最好。

2.2 对水稻产量的影响

从图1可以看出，T1处理冬闲不施氮肥的产量最低，为6 840 kg·hm^-2，略低于T3处理紫云英+不施氮肥，但两者没有显著差异；T6处理紫云英+80%N产量最高。与常规施肥相比，冬季种植紫云英替代部分氮肥，不会导致水稻减产；在紫云英还田的情况下，氮肥施用得多，产量也增加，但是差异不明显。从产量构成分析，不同处理的每穗实粒数与产量的变化趋势相似，说明每穗实粒数对产量的影响较大。如以不显著减产为目标，冬季种植紫云英，甬优9 号常规氮肥减量40%是可行的。

2.3 对氮肥利用效率的影响

紫云英替代能提高氮肥的利用效率。表2表明，与T2处理比较，紫云英替代的氮肥偏生产力均有提高，各处理间差异显著，其中，以紫云英+40%N处理最高；以不施氮肥处理为对照，紫云英+80%的氮肥农学利用效率最高，但各处理间没有显著差异。

3 小结与讨论

经过2年种植，试验区不同处理的土壤有机质含量均有明显提升，由新垦的2.51 g·kg^-1提高到9～10 g·kg-1，目前紫云英种植还田的养地效果还不很明显。但周国朋等经过4年试验研究表明，紫云英还田较冬闲处理的土壤有机质提高8%。在经过几年的紫云英种植后，新垦耕地的肥力应该会有明显提升。

本试验冬季种植紫云英还田，常规氮肥减量40%，种植甬优9号不会显著减产，这与詹鹏等的结论施用紫云英 15～45 t·hm^-2均能够替代常规化肥用量的40%而不会导致减产是一致的。程会丹等也认为，在一定条件下，紫云英翻压 22.5～30 t·hm^-2，减少40%化肥用量是可行的。

国际农学界常用偏生产力表征农田肥料利用率，原因是它不需要空白区产量和养分吸收量的测定，简单明了，易为农民所掌握。张福锁等认为，这比较适合我国目前土壤和环境养分供应量大、化肥增产效益下降的现实，是评价肥料效应的适宜指标。肥料农学利用效率是评价肥料增产效应较为准确的指标，只是由于必须测无肥区产量， 应用起来较为不便。本试验用不施氮肥的处理产量作为对照，得出紫云英替代部分氮肥能提高氮肥利用效率，以紫云英+40%N处理的氮肥偏生产力最高，紫云英+80%N处理的农学利用效率最高。

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