綠肥稻稈協(xié)同還田下氮肥減量的增產(chǎn)和培肥短期效應(yīng)

　　摘 要：稻田綠肥秸稈協(xié)同還田是稻田培肥地力的有效措施，本文基于 2 年田間試驗(yàn)研究了綠肥稻稈協(xié)同還田下氮肥減量對(duì)水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成要素及土壤養(yǎng)分含量的影響。試驗(yàn)于 2018—2020 年在陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)進(jìn)行，設(shè)置 5 個(gè)處理：(1) 冬閑+水稻秸稈不還田+不施肥(CK);(2) 冬閑+水稻秸稈不還田+常規(guī)施氮(NPK);(3) 冬種紫云英+水稻秸稈還田+常規(guī)施氮 (GRN1);(4) 冬種紫云英+水稻秸稈還田+減氮 20% (GRN2);(5) 冬種紫云英+水稻秸稈還田+減氮 30% (GRN3)。結(jié)果表明：水稻產(chǎn)量方面，年際間差異較大，2019 年度 GRN1 處理‘荃香優(yōu) 1521’產(chǎn)量最高為 10,047 kg hm-2，顯著高于 NPK 處理，增幅為 6.7%;其次為 GRN2 和 GRN3，但與 NPK 差異不顯著;2020 年度 GRN2 和 GRN3 處理‘黃華占’產(chǎn)量較 NPK 處理顯著增加，增幅分別為 6.6%和 5.8%。綠肥稻稈協(xié)同還田處理均可以顯著提高水稻產(chǎn)量，較 CK 和 NPK 增幅分別為 67.9%~83.0% 和 2.8%~6.7%。土壤養(yǎng)分方面，紫云英稻稈協(xié)同還田提高了耕層 0~20 cm 土壤有機(jī)碳和速效磷，GRN2 處理較 NPK 處理分別提高了 6.8%~13.2%和 9.9%~12.6%。相關(guān)分析表明，水稻株高、單株鮮重、根茬鮮重、每穗實(shí)粒數(shù)及千粒重與水稻產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與 NPK 相比，2 年 GRN2 處理可以顯著提高水稻有效穗 13.0%~29.3%，每穗實(shí)粒數(shù) 4.5%~14.3%;GRN2 處理可以顯著提高水稻株高 10.4%，單株鮮重 23.6%，根茬鮮重 30.0%。紫云英-水稻輪作條件下，綠肥稻稈協(xié)同還田同時(shí)氮肥減量 20%，提高了水稻產(chǎn)量性狀及農(nóng)藝性狀，增強(qiáng)了土壤匯碳功能，增加了土壤養(yǎng)分，從而有利于維持水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，是適宜漢中地區(qū)的水稻綠色種植模式。

　　王呂; 崔月貞; 吳玉紅; 郝興順; 張春輝; 王俊義; 劉怡欣; 李小剛; 秦宇航， 作物學(xué)報(bào) 發(fā)表時(shí)間：2021-08-06

　　關(guān)鍵詞：紫云英-水稻輪作;秸稈還田;水稻產(chǎn)量;產(chǎn)量構(gòu)成因素;土壤養(yǎng)分

　　化肥的投入使我國水稻單位面積產(chǎn)量大幅增加，但過量施用也給稻田土壤和環(huán)境帶來了負(fù)面影響。研究發(fā)現(xiàn)我國水稻單產(chǎn)從 1961 年的 2079 kg hm-2 增加到 2017 年的 6909 kg hm-2，但化肥投入量，尤其是氮肥的投入量卻增加了 28 倍[1-2]。重化肥尤其是氮肥輕有機(jī)肥、綠肥等現(xiàn)象，在我國水稻生產(chǎn)中普遍存在，嚴(yán)重影響稻田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3]。因此如何在保證水稻產(chǎn)量和氮肥高效利用的前提下，緩解稻田農(nóng)業(yè)環(huán)境壓力，提高稻田土壤肥力，成了當(dāng)前研究工作的重點(diǎn)。

　　紫云英是一種優(yōu)質(zhì)的稻田冬閑綠肥，研究發(fā)現(xiàn)紫云英翻壓還田后，可以改善水稻生長環(huán)境，增加土壤養(yǎng)分含量，保證水稻高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)[4]，還可以充分利用冬季水熱資源。同時(shí)綠肥還田配合化肥減量還可以提高水稻產(chǎn)量[5]和肥料利用率[6]，且在化肥用量不變的情況下，綠肥和稻稈還田均能提高土壤肥力、防止土壤退化、增加作物產(chǎn)量[7-8]。有研究發(fā)現(xiàn)在保證水稻穩(wěn)產(chǎn)的前提下，紫云英能夠替代 20%~40%的化肥[9-10]。秸稈還田為秸稈資源化利用提供了有效途徑。我國 2015 年水稻秸稈產(chǎn)生量占比農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量的 22.4%，秸稈綜合化利用率達(dá) 80.11%，但仍有 20%的秸稈存在不合理利用現(xiàn)象，秸稈含有豐富的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，秸稈還田可以培肥改土，提高水稻產(chǎn)量品質(zhì)[11-13]，同時(shí)秸稈還田配合氮肥減量對(duì)培肥地力和提高作物產(chǎn)量也具有積極意義[14]。綠肥和稻稈是稻田土壤重要的有機(jī)物料，綠肥和稻稈還田為稻田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)展提供了有利條件。前人研究針對(duì)紫云英和稻稈單獨(dú)還田及其配合氮肥減量方面做了大量工作 [14-17]。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)紫云英和稻稈聯(lián)合還田可以發(fā)揮其各自的互補(bǔ)效應(yīng)，即稻草高鉀素含量可以緩解冬種紫云英土壤鉀的下降，紫云英根瘤固氮可以緩解稻稈腐解引發(fā)的作物前期氮素供應(yīng)不足[18]。綠肥稻稈協(xié)同還田配合化肥減量比秸稈單獨(dú)還田早稻產(chǎn)量增加 9.2% [19]，二者聯(lián)合還田較綠肥單獨(dú)還田可以提高土壤有機(jī)質(zhì) 1.4%、全氮 1.5%、速效磷 3.0%、速效鉀 2.5% [20]。紫云英稻稈聯(lián)合還田較二者單獨(dú)還田對(duì)水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)、肥料利用率及土壤培肥效果更好[21]。因此在稻田開展綠肥、稻稈等有機(jī)物料就地還田對(duì)培肥改土，減少肥料成本和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用[22-23]。雖然有關(guān)綠肥稻稈協(xié)同還田前人做了相關(guān)工作，但對(duì)其聯(lián)合還田后的節(jié)肥效應(yīng)研究還較少，仍需開展相關(guān)研究以明確其聯(lián)合還田的節(jié)肥效應(yīng)。綠肥稻稈等有機(jī)養(yǎng)分資源還田可以替代化肥、消納廢物、增產(chǎn)增肥，又能推動(dòng)稻作清潔生產(chǎn)，對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[24]。本文旨在通過研究綠肥稻稈協(xié)同還田下氮肥減量對(duì)水稻產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀及土壤養(yǎng)分含量的影響，明確本地區(qū)有機(jī)物料原位還田后的培肥、增產(chǎn)及減氮效應(yīng)，為漢中地區(qū)氮肥合理使用和稻田綠色高效可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗(yàn)地概況

　　試驗(yàn)于 2018 年至 2020 年在陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所韓塘基地進(jìn)行，該區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫 14℃，年均降水量 800~1000 mm，無霜期 260 d，≥10℃積溫 4480℃。供試土壤類型為潴育性水稻土。試驗(yàn)前土壤基本理化性質(zhì)為：pH 5.19 (水土比為 2.5∶1)，有機(jī)質(zhì) 18.78 g kg-1，全氮 1.25 g kg-1，全磷 0.95 g kg-1，全鉀 14.16 g kg-1，速效磷 35.32 mg kg-1，速效鉀 78.91 mg kg-1。

　　1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　試驗(yàn)采用大區(qū)完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè) 5 個(gè)處理：①冬閑+水稻秸稈不還田+不施肥(CK);②冬閑+水稻秸稈不還田+常規(guī)施肥(NPK);③冬種紫云英+水稻秸稈還田+常規(guī)施肥(GRN1);④冬種紫云英+水稻秸稈還田+氮肥減量 30% (GRN2);⑤冬種紫云英+水稻秸稈還田+氮肥減量 20% (GRN3)。每個(gè)處理重復(fù) 3 次，小區(qū)面積 20 m2 (4 m×5 m)。供試肥料為洋豐摻混肥料(N∶P2O5∶K2O = 15∶15∶15)，尿素(含 N 46%)，氯化鉀(含 K2O 60%)，常規(guī)施肥為純 N 180 kg hm-2，K2O 105 kg hm-2，P2O5 90 kg hm-2，除對(duì)照外其余各處理鉀肥和磷肥均作底肥一次性基施，氮肥基追比均為 7∶3，氮肥減量 20%和 30%處理分別在基肥時(shí)減少相應(yīng) 20%和 30%，于水稻分蘗期追施剩余氮肥。水稻收獲后免耕播種紫云英，播種密度為 2.5 kg hm-2，于次年盛花期翻壓還田。2019 年度，供試水稻品種為雜交秈稻‘荃香優(yōu) 1521’ (漢中農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所自育新品種)， 2020 年度供試水稻品種為主推優(yōu)質(zhì)秈稻‘黃華占’。水稻收獲后水稻秸稈粉碎覆蓋地表，翌年水稻插秧前翻壓還田。

　　1.3 測(cè)定項(xiàng)目

　　在水稻收獲期(2019 年 9 月和 2020 年 9 月)分別采集耕層土壤 0~20 cm 樣品。土壤樣品的分析參照《土壤農(nóng)化分析》[25]。土壤有機(jī)質(zhì)用外加熱-重鉻酸鉀容量法;土壤堿解采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;土壤速效磷采用 0.5 mol L-1 NaHCO3 浸提-鉬銻抗比色法;土壤速效鉀采用 l mol L-1 NH4OAc 浸提-火焰光度法：pH 采用 pH 計(jì)測(cè)定，水土比為 2.5∶1.0。土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮用 l mol L-1 KCl 浸提-連續(xù)流動(dòng)分析儀(AA3)測(cè)定[26]。水稻成熟后各小區(qū)單獨(dú)收獲測(cè)產(chǎn)，并根據(jù)平均有效穗數(shù)取 3 蔸進(jìn)行考種，調(diào)查株高、單株鮮重、根茬鮮重、根長、有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理

　　數(shù)據(jù)應(yīng)用 Microsoft Excel 2010 程序和 SAS 8.1 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理，使用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方差分析和最小顯著性差異法(LSD)對(duì)數(shù)據(jù)均值進(jìn)行多重比較，Origin 2017 作圖。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 紫云英稻稈協(xié)同還田對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

　　氮肥和生長季顯著或極顯著影響水稻產(chǎn)量(圖 1)。2018—2019 年度‘荃香優(yōu) 1521’水稻產(chǎn)量表現(xiàn)為 GRN1>GRN2>GRN3>NPK>CK，其中 GRN1 水稻產(chǎn)量最高，為 10,047 kg hm-2，較對(duì)照增產(chǎn) 83.0%，較常規(guī)施氮增產(chǎn) 6.7%;2019—2020 年度‘黃華占’水稻產(chǎn)量表現(xiàn)為 GRN2>GRN3>GRN1>NPK>CK，其中 GRN2 水稻產(chǎn)量最高，為 9185 kg hm-2，較對(duì)照增產(chǎn) 74.2%，較常規(guī)施氮增產(chǎn) 6.6%。與 CK 相比，2 年綠肥稻稈協(xié)同還田各處理水稻產(chǎn)量均顯著提高，增幅分別為 78.5%~83.0%和 63.4%~74.2%。與 NPK 相比，2018—2019 年 GRN1 處理水稻產(chǎn)量顯著提高，增幅為 6.7%;2019—2020 年 GRN2 和 GRN3 處理水稻產(chǎn)量均顯著提高，增幅為 6.6%和 5.8%。綠肥稻稈協(xié)同還田可以顯著增加水稻產(chǎn)量，增幅為 67.9%~83.0%，2018—2019 年綠肥稻稈協(xié)同還田對(duì)比不施氮處理增產(chǎn)幅度大于 2019—2020 年，綠肥稻稈協(xié)同還田減氮 20%~30%比常規(guī)施氮增產(chǎn) 4.1%~6.6%。

　　2.2 紫云英稻稈協(xié)同還田對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

　　氮肥顯著影響水稻有效穗、千粒重和結(jié)實(shí)率，年度間水稻有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重差異顯著，水稻有效穗和每穗實(shí)粒數(shù)的氮肥和年度交互作用極顯著(表 2)。與 CK 相比，2 年綠肥稻稈協(xié)同還田均可以顯著提高水稻有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)及千粒重，2018—2019 年度增幅分別為 86.4%~91.8%、13.9%~31.3%、 3.1%~4.3%，2019—2020 年度增幅分別為 111.1%~134.1%、6.9%~10.3%、7.3%~10.8%。與 NPK 相比， 2018—2019 年，GRN1 和 GRN2 處理均顯著提高水稻每穗實(shí)粒數(shù)，GRN1 和 GRN2 每穗實(shí)粒數(shù)增幅分別為 11.2%、14.3%;2019—2020 年度 GRN2 顯著提高水稻每穗實(shí)粒數(shù)，增幅為 4.5%;2019—2020 年度 GRN2 和 GRN3 可以顯著提高水稻千粒重，增幅為 6.6%和 4.7%。無論是 CK 還是 NPK，2 個(gè)生長季綠肥稻稈協(xié)同還田各處理均可以顯著提高水稻有效穗。2 年綠肥稻稈協(xié)同還田可以提高水稻有效穗 86.4%~134.1%，每穗實(shí)粒數(shù) 6.9%~31.3%，千粒重 3.1%~10.8%。與 NPK 相比，GRN2 可以提高水稻有效穗 13.0%~29.3%，每穗實(shí)粒數(shù) 4.5%~14.3%。

　　水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素相關(guān)性分析表明(圖 2)，兩年度有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)與千粒重之間均顯著正相關(guān)，且均與水稻產(chǎn)量極顯著正相關(guān)(P<0.01)。

　　2.3 紫云英稻稈協(xié)同還田對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

　　氮肥和年度顯著影響水稻速效磷、速效鉀和土壤有機(jī)碳，土壤速效磷和速效鉀的氮肥和年度間交互作用極顯著(表 2)。與 CK 相比，紫云英稻稈協(xié)同還田可以顯著提高土壤堿解氮 46.7%~64.9%、礦質(zhì)氮 12.0%~19.2%，2018—2019 年度紫云英稻稈協(xié)同還田土壤速效磷比 CK 顯著提高 13.6%~46.4%，2019—2020 年度紫云英稻稈協(xié)同還田土壤速效磷比 CK 顯著提高 9.2%~13.8%，2018—2019 年度紫云英稻稈協(xié)同還田土壤有機(jī)碳比 CK 顯著提高 17.7%~27.3%，2019—2020 年度 GRN2 和 GRN3 土壤有機(jī)碳含量比 CK 顯著提高 4.8%~10.6%，2018—2019 年度 GRN1 和 GRN2 比 CK 顯著提高土壤速效鉀含量 6.4%和 9.9%。與 NPK 相比，GRN2 和 GRN3 顯著提高土壤堿解氮和礦質(zhì)氮含量，2018—2019 年增幅分別為 19.0%和 18.2%，2019—2020 年為 3.7%和 3.2%;2 年 GRN2 可以顯著提高土壤速效磷含量;2019—2020 年 GRN2 和 GRN3 土壤速效鉀含量提高 12.6%和 11.2%;GRN1 和 GRN2 可以顯著提高 2018—2019 年土壤有機(jī)碳含量 11.7% 和 13.2%;GRN2 可以顯著提高 2019—2020 年土壤有機(jī)碳含量 6.8%。2 年綠肥稻稈協(xié)同還田可以顯著提高土壤速效磷 9.2%~46.4%，堿解氮 46.7%~64.9%，礦質(zhì)氮 12.0%~19.2%。與 NPK 相比，GRN2 可以顯著提高土壤堿解氮 19.0%，礦質(zhì)氮 3.7%，速效磷 9.5%~32.8%，速效鉀 9.9%~12.6%，有機(jī)碳 6.8%~13.2%。

　　土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析表明(圖 3)：2019 年土壤堿解氮與速效磷和有機(jī)碳顯著正相關(guān);2020 年土壤礦質(zhì)氮與速效鉀及有機(jī)碳極顯著正相關(guān)(P<0.01);兩年度土壤速效鉀均與有機(jī)碳顯著正相關(guān);堿解氮、礦質(zhì)氮、速效鉀、速效磷及有機(jī)碳均與水稻產(chǎn)量顯著正相關(guān)。

　　2.4 紫云英稻稈協(xié)同還田對(duì)水稻農(nóng)藝性狀的影響

　　綠肥稻稈協(xié)同還田可以影響水稻農(nóng)藝性狀(表 3)。2019 年度，綠肥稻稈協(xié)同還田各處理，與 CK 相比可以顯著提高水稻株高、單株鮮重及根茬鮮重，增幅分別為 12.4%~17.5%、95.6%~163.5%和 93.4%~137.9%;與 NPK 相比，綠肥稻稈協(xié)同還田各處理可以增加水稻株高，增幅為 5.6%~10.4%;與 NPK 相比，GRN2 處理顯著提高水稻株高 10.4%、單株鮮重 27.6%、根茬鮮重 30.0%。無論是 CK 還是 NPK，GRN2 處理顯著提高水稻株高、單株鮮重和根茬鮮重。

　　水稻農(nóng)藝性狀指標(biāo)相關(guān)性分析表明(圖 4)：株高與單株鮮重和根茬鮮重根長極顯著正相關(guān)(P<0.01);單株鮮重和根茬鮮重呈極顯著正相關(guān)，與地上/地下部分顯著正相關(guān);根長與地上/地下部分和草谷比顯著正相關(guān)(P<0.05);株高、單株鮮重和根茬鮮重均與和水稻產(chǎn)量極顯著正相關(guān)。

　　3 討論

　　3.1 綠肥稻稈協(xié)同還田對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

　　綠肥稻稈協(xié)同還田可以提高水稻產(chǎn)量[27-28]，本文通過 2 年的田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與冬閑-水稻輪作不施肥處理相比，綠肥稻稈協(xié)同還田可以提高水稻產(chǎn)量 67.9%~83.0%，與冬閑-水稻輪作常規(guī)施肥相比，綠肥稻稈協(xié)同還田可以提高水稻產(chǎn)量 4.1%~6.7%，這與前人研究結(jié)果相一致。但 2 年間水稻產(chǎn)量存在差異，2019 年度綠肥稻稈協(xié)同還田常規(guī)施氮處理水稻產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施氮處理，減氮 20%~30%處理水稻產(chǎn)量有所增加但增產(chǎn)不顯著;2020 年度綠肥稻稈協(xié)同還田減氮 20%~30%處理水稻產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施氮。主要可能是因?yàn)?2019 年度供試水稻品種‘荃香優(yōu) 1521’為雜交稻，2020 年度供試水稻品種‘黃華占’為常規(guī)稻，而雜交稻較常規(guī)稻對(duì)養(yǎng)分的需求量更高[29]。且雜交稻前期生物量的積累是影響產(chǎn)量的重要因素[30]，本試驗(yàn)中氮肥減量時(shí)期為苗期，不利于雜交稻前期發(fā)育，因而減氮對(duì)雜交秈稻產(chǎn)量的影響大于對(duì)常規(guī)秈稻的。因此減氮條件下產(chǎn)量有所增加但不顯著。此外，紫云英和稻稈連續(xù) 2 年協(xié)同還田，土壤肥力逐漸提升，減氮條件下水稻增產(chǎn)顯著。沈亞強(qiáng)等[31]發(fā)現(xiàn)稻稈綠肥聯(lián)合還田可以提高產(chǎn)量構(gòu)成因素，其中有效穗數(shù)增加顯著。本研究中與冬閑-水稻輪作不施肥相比，綠肥稻稈協(xié)同還田可以顯著提高有效穗 86.4%~134.1%、每穗實(shí)粒數(shù) 6.9%~31.3%和千粒重 3.1%~10.8%，且水稻產(chǎn)量與有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)及千粒重極顯著正相關(guān)。這與趙娜等[32]、馬艷芹等[6]的研究結(jié)果相一致。紫云英還田配施氮肥能增加水稻有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)及千粒重等經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。這可能是因?yàn)樽显朴⑦€田在水稻生長前期可以提高土壤氮素供應(yīng)能力，利于水稻分蘗的發(fā)生，進(jìn)而促進(jìn)水稻有效穗的增加，水稻秸稈在水稻生殖生長期可以提供鉀素，促進(jìn)水稻的生殖生長，進(jìn)而提高水稻千粒重[28]。本研究中，與冬閑-水稻輪作不施肥處理相比，綠肥稻稈協(xié)同還田可以提高水稻株高 12.4%~17.5%，單株鮮重 95.6%~163.5%和根茬鮮重 93.4%~137.9%，且水稻產(chǎn)量與株高、單株鮮重、根茬鮮重極顯著正相關(guān)。這與郭曉彥等[33]發(fā)現(xiàn)紫云英還田配合常規(guī)施氮的 60%~80%與常規(guī)施氮相比可以顯著提高水稻株高 8.2%~10.4%的結(jié)果相一致。這說明綠肥稻稈協(xié)同還田水稻產(chǎn)量的增加受產(chǎn)量構(gòu)成要素和農(nóng)藝性狀的顯著影響。

　　3.2 綠肥稻稈協(xié)同還田對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

　　紫云英和稻稈均為稻田重要的原位有機(jī)肥源，對(duì)稻田養(yǎng)分積累有一定的影響。前人在綠肥和稻稈提高土壤肥力上做了大量研究[27,34]。綠肥和稻稈含有大量的營養(yǎng)元素，就地還田后經(jīng)腐解釋放到土壤中，增加了土壤有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀養(yǎng)分，還可以增加微生物群落和數(shù)量，從而活化土壤中的氮磷鉀養(yǎng)分，進(jìn)而提高土壤肥力[28]。本文中連續(xù) 2 年紫云英和稻稈協(xié)同還田可以提高土壤有機(jī)碳 4.8%~27.3%，土壤氮素水平也有所提高，這與劉穎穎等[21]的結(jié)果相一致。與冬閑-水稻輪作常規(guī)施氮相比，2018—2019 年度綠肥稻稈協(xié)同還田常規(guī)施氮和減氮 20%可以顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，2019—2020 年度表現(xiàn)為綠肥稻稈協(xié)同還田減氮 20%顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，且冬閑-水稻輪作不施氮對(duì)照處理土壤有機(jī)碳有所上升，年際間效應(yīng)顯著。產(chǎn)生這種差異的原因可能是兩年度供試水稻品種不同，對(duì)養(yǎng)分的需求有所不同，2019 年度雜交稻‘荃香優(yōu) 1521’對(duì)養(yǎng)分的需求較高，從土壤中帶走的養(yǎng)分增加，水稻產(chǎn)量也比 2020 年度增幅大，一定程度上也會(huì)在增加有機(jī)物料的投入，如根系、落葉、殘茬等。呂茹潔等[35]通過比較雜交稻和常規(guī)稻在不同氮水平下的氮營養(yǎng)指數(shù)和氮素虧缺值發(fā)現(xiàn)，雜交稻的適宜施氮量為 200 kg hm-2，比常規(guī)稻適宜施氮量 160~200 kg hm-2 高，說明雜交稻對(duì)氮肥的需求量更大。卜容燕等[36]發(fā)現(xiàn) C/N 高的物料還田會(huì)降低作物前期氮素吸收，C/N 低的物料還田可以增加作物氮素吸收。因此利用紫云英和稻稈的互補(bǔ)效應(yīng)可以協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供應(yīng)和作物養(yǎng)分吸收，從而增加作物吸收養(yǎng)分。本研究中綠肥稻稈協(xié)同還田下可以提高土壤速效磷 9.2%~46.4%。趙小軍等[37]研究發(fā)現(xiàn)秸稈還田可以促進(jìn)其他形態(tài)磷的轉(zhuǎn)化，使 0~15 cm 速效磷增加 27%。水稻產(chǎn)量與土壤堿解氮、礦質(zhì)氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)碳呈顯著正線性相關(guān)。綠肥稻稈協(xié)同還田通過增加土壤肥力為水稻營養(yǎng)生長期和生殖生長期提供營養(yǎng)物質(zhì)，為水稻產(chǎn)量的提高提供營養(yǎng)物質(zhì)前提。

　　4 結(jié)論

　　綠肥稻稈協(xié)同還田有利于耕層土壤堿解氮、礦質(zhì)氮、速效磷和土壤有機(jī)碳含量的積累。綠肥稻稈協(xié)同還田可以顯著提高水稻產(chǎn)量，減氮 20%~30%條件下可以保證水稻產(chǎn)量不下降且有所增加。綠肥稻稈協(xié)同還田可以通過提高水稻農(nóng)藝性狀(根長、單株鮮重、根茬鮮重)和產(chǎn)量構(gòu)成要素(有效穗、每穗實(shí)粒數(shù))，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。因此，紫云英-水稻輪作模式下綠肥稻稈協(xié)同還田可以增加水稻產(chǎn)量，改良培肥稻田土壤，改善水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素和農(nóng)藝性狀，是適宜漢中地區(qū)水稻生產(chǎn)的高效綠色栽培種植模式。