适宜与小站稻轮作的春季绿肥作物筛选试验

宁晓光，赵 秋，张新建

（天津市农业科学院，天津 300192）

小站稻是天津独有的优质稻米品牌。目前，小站稻种植区由于连片大规模连年单一种植，植物多样性大大降低，“重化肥、轻有机肥”、“重产出，轻投入”的生产方式致使现有的耕地质量逐年下降，限制了小站稻品牌的振兴。为恢复传统小站稻优良品质，天津市水稻种植区开展尝试以绿色为核心的保护性种植模式，将绿肥作物引入稻田进行轮套作，在充分利用冬春季光热资源和土地资源的同时，利用绿肥作物翻压还田改善土壤理化性状，为下茬水稻提供清洁的有机肥料，减少化学肥料使用，提升小站稻稻米品质。本试验调研和试种了一批春季绿肥作物种质资源，以筛选出适宜天津地区与水稻轮作的春季绿肥作物。

1 材料和方法

1.1 供试作物

试验选用20种绿肥作物作为供试材料，包含禾本科作物3种，豆科作物12种，十字花科作物3种，菊科1种，苋科1种。分别为：大叶油菜、小叶油菜、肥田萝卜、毛叶苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蚕豆、小葵子、籽粒苋、山野豌豆、高丹草、田菁、山黧豆、野绿豆、秣食豆、拉巴豆、红花草、黑麦草、燕麦。

1.2 试验设计

20种绿肥作物随机区组排列，3次重复，小区面积100 m2。

1.3 试验概况

试验在天津市西青区王稳庄镇二侯庄水稻试验基地进行（北纬38°51′、东经117°20′、海拔3.6 m）。该地区属于暖温带半湿润大陆季风气候，年均降水量586.1 mm，年平均气温11.6 ℃，全年日照总量2 810 h；无霜期203 d。

试验土壤为潮土，基础土壤理化指标为有机质 15.33 g·kg-1，全氮 1.04 g·kg-1，全磷 0.75 g·kg-1，全钾 24.52 g·kg-1，碱解氮 43.42 mg·kg-1，有效磷 32.52 mg·kg-1，速效钾 261.54 mg·kg-1，pH值8.55。

试验于2020年2月下旬顶凌播种，播种量均为45.0 kg·hm-2，作物生长期间不施任何肥料和农药，不灌水，5月底粉碎翻压。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 记录绿肥作物生育期 包括出苗、苗期、返青（拔节）、抽薹期、初花期、盛花期，枯萎期，记录长势情况。

1.4.2 测产、养分检测 测量翻压前（5月25日）选取1 m2，采集植株地上的整段标本鲜样于105 ℃下杀青，70 ℃烘干称重，计算生物产量；采用常规分析方法测定植株氮、磷、钾养分。

2 结果与分析

2.1 参试绿肥作物田间长势

北方地区春季干旱，相对于绿肥作物，杂草容易生长，对早春播种绿肥作物的出苗与生长形成威胁。因此，考察绿肥作物的出苗能力以及苗期抗杂草能力、进入旺盛生长期后，植株株高及覆盖效果是考察绿肥作物是否适应春季轮作种植的重要指标。本试验于春季顶凌播种后，参试的20个绿肥作物均能出苗，但不同种类作物之间出苗时间差异较大。播种后7 d以内出苗的有大叶油菜，小叶油菜、肥田萝卜、毛叶苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蚕豆、燕麦，上述绿肥作物出苗率高，出苗整齐，平均株高50 cm以上，田间覆盖率达到75%以上；小葵子、籽粒苋、高丹草、田菁、黑麦草播种后8～12 d也能出苗，但出苗率一般，平均株高高于50 cm，覆盖率低于75%；山野豌豆、山黧豆、野绿豆、秣食豆、拉巴豆、红花草这几种作物出苗率较低，平均株高低于50 cm，覆盖率低于75%（表1）。

表1 参试绿肥作物田间长势

试验显示，出苗早、出苗整齐的绿肥作物田间杂草较少，而出苗迟或未出苗的作物田间杂草较多。

2.2 参试绿肥作物生物产量与养分含量

按照生物产量高低将参试绿肥作物进行分类，可分为3类（表2）。第1类：生物产量高（≥4 000 kg·hm-2）、生长迅速的绿肥作物。主要有大叶油菜、小叶油菜、肥田萝卜、毛叶苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蚕豆、燕麦。第2类：生物产量中等（大于≥2 000 kg·hm-2）、生长速度中等的绿肥作物。主要有小葵子、籽粒苋、高丹草、田菁、黑麦草。第3类：生物产量低（小于≤1 000 kg·hm-2）、生长速度较慢的绿肥作物。主要有山野豌豆、山黧豆、野绿豆、秣食豆、拉巴豆、红花草。

表2 参试绿肥作物生物产量及养分含量

不同绿肥作物植株含水量与养分含量各不相同。由表2可见，植株含水量一般为80%～90%，养分含量的趋势为全钾＞全氮＞全磷。豆科绿肥作物氮磷钾总养分含量高于其他种类，如香豆子氮磷钾总养分含量7.01%，以翻压4 600 kg·hm-2、植株含水量86%计，可补充氮磷钾总养分277.32 kg·hm-2；其次是豌豆，可补充氮磷钾养分274.25 kg·hm-2。大叶油菜因其生物产量高，氮磷钾总养分含量5.57%，植株含水量88%，可补充土壤氮磷钾总养分254.88 kg·hm-2。另外，小叶油菜、肥田萝卜、毛叶苕子、箭筈豌豆、豌豆、燕麦养分吸收量均高于200 kg·hm-2，籽粒苋、高丹草和田菁养分吸收量100～200 kg·hm-2，其他绿肥作物养分吸收量均低于100 kg·hm-2。

3 结论与讨论

绿肥作物有很多种类，围绕华北地区春季绿肥作物－水稻轮作种植制度来选择绿肥作物应考虑两茬作物倒茬衔接，包括种植时间、翻压时间、土壤性质、作物种类、生物量、功能用途等。一般适宜当地作绿肥作物的标准是以生物产量（干物质）超过3 000 kg·hm-2作为筛选目标。本试验显示，天津地区适宜与水稻进行轮作的春季绿肥作物有大叶油菜、小叶油菜、肥田萝卜、毛叶苕子、箭筈豌豆、香豆子、豌豆、蚕豆、燕麦等。这几种绿肥作物能在春季早萌发，覆盖裸露土壤，抑制杂草，促进土壤氮、磷、钾养分吸收且在水稻种植前达到较高生物产量，生物产量均在4 000 kg·hm-2以上。

籽粒苋、高丹草和田菁等绿肥作物在天津地区夏播会有较高的生物产量，但因本次试验是以春播作物与水稻轮作，这几种绿肥作物苗期生长较慢，5月底应翻压时生物产量仍较低，达不到绿肥翻压的要求。而其余的绿肥作物由于早春温度低，萌发慢、出苗晚，生长缓慢，在翻压季节达不到翻压的生物产量指标，也不适合与水稻轮作种植。