我国农田土壤因长期、单一施用化肥造成了土壤有机碳含量降低、土壤酸化和板结、物理性质变差^[1-3]等一系列土壤问题，严重制约了我国农业的健康可持续发展。种植绿肥、生态种养等模式可通过绿肥还田、动物粪便还田起到提升土壤肥力、改善农田土壤环境的作用。

油稻轮作是我国传统的农业生产模式。据报道，与传统绿肥紫云英相比，油菜绿肥适应性强、生物量大、易腐解、营养成分更均衡（富含磷钾元素）^[4-5]、更有利于水稻的吸收，且易于管理、生产成本更低^[6]，在改土培肥方面比具有固氮作用的豆科绿肥更有优势，且油菜绿肥含有的硫甙具一定的土壤杀虫消毒功效^[7]，可降低后茬水稻病虫害的发生率、有利于后茬稻谷增产^[8-9]。鸭稻共作是我国近 20 年来推广的一种生态种养模式，该模式利用鸭子在稻田间觅食、踩踏和粪便排泄等活动，有效减少水稻病虫草害的发生，显著提高土壤肥力、提高稻谷产量^[10]，还可减少稻田排放到湖中的 N 和 P₂O₅ 总量，降低农药和除草剂的潜在污染^[11]。油稻鸭生产模式将油稻轮作与鸭稻共作模式相融合，实现了油菜绿肥 100% 还田（或秸秆 90% 还田）、畜禽粪便零排放（利用率 100%），据报道，该模式平均每 667 m² 可增产稻谷 55 kg、油菜 l9.3 kg、鸭子 6.9 只^[12]，菜油两用油菜还可收获、销售优质油菜苔^[13]，增加稻田附加值，有利于水稻产业健康可持续发展，对发展生态农业具有重大意义。

目前关于油稻轮作、鸭稻共作对稻田土壤增肥效果的研究较多。油菜绿肥还田可明显改变后茬水稻土壤理化性质：Yang 等^[14] 研究发现，连续种植水稻 28 年后，长期冬种油菜绿肥田块（水稻-水稻-油菜） 耕层（0～15 cm） 土壤有机碳、全氮含量显著高于长期冬季休耕地块（水稻-水稻-冬闲地），油菜绿肥分别比休耕地块高 8.0%、4.8%。另据报道，与水稻单作相比，油稻轮作可使土壤有机质增加 0.70 g·kg^-1、碱解氮、有效磷、速效钾分别增加 7.00、1.50、50.0 mg·kg^-1[15]，而油菜还田量 15 t·hm^-2，土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别比无绿肥田块增加了 16.1%、 55.0% 和 11.1%^[16]。据分析，长期油稻轮作的土壤风化程度更高，有利于土壤养分元素的释放，氮、磷、钾等元素累积量更高^[17]，且有利于土壤团粒结构的形成^[18]。上述结论均说明，油菜绿肥还田可明显改变后茬水稻土壤性状。

而鸭稻共作也可有效增加土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量^[19]，改善土壤物理结构，增加作物产量。如鸭稻共作能使土壤有机质增加 33.7%，碱解氮、有效磷、速效钾分别增加 50%、200.9%、57.4%^[20]。另据报道，与水稻单作相比，鸭稻共作土壤有机质可增加 6.16%，全氮增加 5.17%，速效氮、有效磷、速效钾分别增加 3.68%、5.94%、5.61%^[21]，李成芳等^[22]发现，鸭稻共作土壤 pH 为 7.19，略低于常规耕作的 7.23，土壤中 0.2～1 mm 砂粒增加 12.5%，起到了疏松土壤的作用，据 Teng 等^[23]报道，鸭稻共作处理土壤中碱解氮、有效磷和速效钾的含量均明显高于对照，且水稻籽粒产量是对照的 1.9 倍。因此，鸭稻共作模式也有助于培肥土壤。

目前油-稻-鸭模式对土壤肥力影响的报道较少，但稻-鸭-油模式下农田生态系统中养分平衡比稻-油系统有所改善，氮、磷盈余较少，钾亏缺比较轻，氮、磷、钾盈亏率分别为 25.59％、 121.99％、-8.34％^[24]。该模式对土壤肥力的贡献有待进一步深入研究。

粤油 28 为韶关学院选育的“蔬菜-绿肥”甘蓝型油菜新品种，该品种既可采收优质菜薹、增加水稻冬闲田收益，还可在盛花期作绿肥翻压还田，关于该绿肥品种在油-稻-鸭模式中对土壤理化性质的影响有待开展研究，另外，目前关于水稻单作、油稻轮作、鸭稻共作、油稻鸭模式 4 种模式对土壤质量的影响对比分析尚属空白，有待深入研究。本研究设置水稻单作、油稻轮作、鸭稻共作和油稻鸭模式 4 种处理，分析不同处理土壤理化指标的差异，总结不同模式对土壤质量的影响程度，并通过主成分分析进行综合评价排名，筛选出最佳模式，为生态种养模式的推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为美香粘，油菜品种为韶关学院新选育的油菜品种“粤油 28”（“蔬菜-绿肥”甘蓝型油菜，105-28），鸭品种为麻鸭，供试土壤采自韶关市仁化县扶溪镇紫岭村油稻鸭示范基地，其土壤 pH 5.3，有机质 12.30 g·kg^-1、碱解氮、有效磷、速效钾含量依次为 110、4.70、43 mg·kg^-1。供试油菜鲜样含水量 85.78%，有机碳、全氮、全磷、全钾含量分别为 36.5%、3.32%、0.34%、3.15%（干基），鲜鸭粪有机质含量为 245 g·kg^-1，全氮、全磷、全钾依次为 16.8、14.7、8.10 g·kg^-1。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

田间试验从 2019 年 11 月开始，至 2021 年 11 月结束，共 2 年连续耕作。共设 4 个处理，每个处理田块面积为 3335 m²，每个处理 3 个重复，具体如下：① CK：水稻单作（早稻-晚稻），② T1：油稻轮作（油菜-早稻-晚稻），③ T2：鸭稻共作 （鸭 + 早稻-鸭 + 晚稻），④ T3：油稻鸭模式（油菜-鸭 + 早稻-鸭 + 晚稻）。CK 在 3 月 30 日插秧， 7 月 24 日收获；T1 处理在水稻种植 2019 年 11 月 10 日播种油菜，播种量 7.5 kg·hm^-2，在油菜末花期（3 月 20 日）压青，翻压深度 20 cm，3 月 30 日水稻插秧，7 月 24 日收获，晚稻在 7 月 30 日插秧， 11 月 5 日收获；T2 处理在 3 月 30 日水稻抛秧后，在稻田四周建立围栏（高度 70～80 cm），并在田边搭建小型避风雨棚，以便给鸭子遮风挡雨、喂饲和休息，4 月 20 日水稻插秧 20 d 左右、雏鸭约 10 日龄时，投放鸭苗，密度为每 667 m² 15 只，让鸭群全天候生活在稻田中，直至水稻抽穗期后将鸭子收回（水稻抽穗、灌浆后稻穗下垂，鸭子开始啄食谷粒，此时结束鸭稻共作），7 月 24 日收获水稻，水稻收割后，再将鸭群放入田中，让鸭群啄食落入田中的稻谷和虫子，辅以玉米粒饲养；T3 处理是将 T1、T2 处理相结合，先种油菜，翻压后种植水稻、投放鸭苗，具体操作同上，4 个处理统一水肥管理。

1.2.2 样品采集与制备

在晚稻收获后（11 月 10 日）分别对 4 块试验田即 4 个处理以五点法取土壤样品混合成 1 个样品，每个处理取 3 个重复样品，带回实验室，于阴凉干燥处风干，然后敲碎、研磨，过 2.00、1.00、 0.25 mm 筛，装入自封袋保存、待测，每个样品重复测定 3 次。

1.2.3 测定方法

土壤含水量采用烘干称重法测定，土壤 pH 值采用电位法测定，土壤机械组成采用简易甲种比重计法^[25]测定物理性黏粒含量（<0.01 mm 土粒的百分含量）和物理性砂粒含量（>0.01 mm 土粒的百分含量，计算方法为 100%-物理性黏粒含量），容重采用环刀法测定，土壤有机质、有机碳采用重铬酸钾容量法-外加热法测定，土壤全氮采用全自动凯氏定氮法测定，土壤碳氮比为土壤有机碳与全氮之比，土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别采用碱解扩散法、碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法、醋酸铵浸提-火焰光度法测定^[26]。

1.3 数据处理

采用 Excel2003 进行数据处理、作图，使用SPSS 25.0 进行单因素方差分析（ANOVA）和相关性分析（PEARSON）及主成分分析（PCA）。

2 结果与分析

2.1 不同模式对土壤物理结构的影响

连续 2 年耕作后，不同处理土壤容重大小为 CK>T1>T2>T3，CK 最高，T3 处理最低，各处理间差异显著，即油菜绿肥还田或稻田养鸭后，土壤容重有所下降。与 CK 相比，T1、T2、T3 处理土壤容重分别降低了 0.09、0.14、0.17 g·cm^-3，降幅分别为 11.95%、 19.34%、24.63%，油稻鸭模式土壤容重最低，土壤更为疏松（图1a）。

注：柱上不同小写字母代表各处理间差异显著（P<0.05）。下同。

连续 2 年耕作后，不同处理土壤物理性黏粒含量大小为 T3<T1<T2<CK，各处理间差异不显著，与 CK 相比，T1、T2、T3 处理均未发生显著变化，T1、T2、 T3 处理分别降低了 1.50%、0.60%、2.20%，降幅分别为 4.41%、1.72%、6.61%；不同处理土壤物理性砂粒含量大小规律与土壤物理性黏粒相反，与 CK 相比， T1、T2、T3 处理均未发生显著变化（图2b）。

2.2 不同模式对土壤 pH 的影响

经 2 年耕作后，不同处理土壤 pH 值大小为 T1>CK>T2>T3，CK 与 T1、T2 处理间差异不显著，其他处理间差异显著。与 CK 相比，T1、T2 处理变化不大，T3 处理则明显下降：T1 处理增加了 0.17 个单位（增幅 3.22%），T2、T3 处理分别降低了 0.16、0.43 个单位（降幅为 3.03%、8.78%）（图2），即与单稻模式相比，油稻鸭模式土壤 pH 降幅较大，油稻轮作和鸭稻共作 pH 变化不大。

2.3 不同模式对土壤碳、氮的影响

经过 2 年连续耕作，不同处理土壤有机碳含量大小为 CK<T1<T2<T3，T1 与 T2、T2 与 T3 处理间差异不显著，其他处理间差异显著。与 CK 相比，T1、T2、T3 处理土壤有机碳含量显著提高，分别增加了 1.13、1.59、2.45 g·kg^-1，增幅依次为1 1.29%、15.19% 和 21.66%（图3a）。即油稻轮作、鸭稻共作和油稻鸭模式均有利于土壤固碳，油稻鸭模式效果更好。

经过 2 年连续耕作后，不同处理土壤全氮含量大小为 CK<T1<T2<T3，各处理间差异显著。与 CK 相比，T1、T2、T3 处理土壤全氮含量分别提高了 0.11、0.57、0.91 g·kg^-1，增幅依次为 7.01%、 36.31%、57.75%（图3b）。说明油稻鸭模式更有利于提升土壤全氮的含量，其次是鸭稻模式，而油稻轮作模式对土壤全氮影响不大。

经 2 年连续耕作后，不同处理土壤碳氮比大小为 T3、T2<CK<T1，T2、T3 处理差异不显著，其他各处理间差异显著。与 CK 相比，T1 处理土壤碳氮比变化不大，增加了 0.28（增幅 4.76%），T2、T3 处理土壤碳氮比分别降低了 0.78、1.09（降幅 16.01%、23.98%）（图3c）。说明油稻轮作模式有利于增加土壤碳氮比，油稻鸭模式、鸭稻模式则降低了土壤碳氮比。

2.4 不同模式对土壤有机质的影响

经过 2 年连续耕作，不同处理土壤有机质含量大小为 CK<T1<T2<T3，其中，T1 与 T2、T2 与 T3 处理间差异不显著，其他各处理间差异显著。与 CK 相比，T1、T2、T3 处理土壤有机质含量显著提高，分别增加了 1.94、2.73、4.22 g·kg^-1，增幅依次为 11.29%、15.19% 和 21.66%（图4）。说明油稻轮作、鸭稻共作和油稻鸭模式均有利于提高土壤有机质含量，而油稻鸭模式效果最好。

2.5 不同种养模式对土壤氮、磷、钾速效养分的影响

经过 2 年连续耕作后，不同处理土壤碱解氮含量大小为 CK<T1<T2<T3，各处理间差异显著。与 CK 相比，T1、T2、T3 处理土壤碱解氮含量分别提高了 14.81、25.92、41.32 mg·kg^-1，增幅依次为 10.49%、17.02%、24.64%，T3 处理增幅最大（图5a）。即油稻鸭模式土壤碱解氮增效最好。

经 2 年连续耕作后，不同处理土壤有效磷含量大小为 CK<T2、T1<T3，T1、T2 处理间差异不显著，其他各处理间差异显著，三者分别提高了 0.74、0.25、1.53 mg·kg^-1，增幅依次为 11.28%、 4.17%、20.81%，T3 处理增幅最大（图5b），说明油稻鸭模式能够有效提高土壤有效磷的含量。

经过 2 年连续耕作后，不同处理土壤速效钾含量大小为 CK<T1<T2<T3，各处理间差异显著，与 CK 相比，T1、T2、T3 处理显著提高，分别提高了 8.05、13.20、20.47 mg·kg^-1，增幅依次为 12.38%、 18.81%、26.43%，T3 处理增幅最大（图5c），即油稻鸭模式更有利于提高土壤速效钾含量。

2.6 不同种养模式土壤肥力评价

由表1 可知，土壤容重与 pH、碳氮比显著正相关，与土壤有机碳、全氮、有机质、碱解氮、速效钾呈极显著负相关，土壤物理性黏粒含量和土壤物理性砂粒含量与所有指标均未体现出明显的相关性；土壤 pH 与碱解氮和速效钾呈极显著负相关，与有机质、有机碳呈显著负相关，与碳氮比呈极显著正相关；土壤有机碳与土壤全氮、有机质、碱解氮、速效钾呈极显著正相关，全氮与土壤有机质、碱解氮、速效钾呈极显著正相关，与碳氮比呈极显著负相关；土壤碳氮比与土壤碱解氮、速效钾呈极显著、显著负相关；土壤有机质与碱解氮、速效钾呈极显著正相关；土壤碱解氮与有效磷、速效钾呈极显著正相关；有效磷同速效钾呈显著正相关。

注：^* 表示显著相关，P<0.05；^** 表示极显著相关，P<0.01。

从表1 可知，不同土壤肥力指标间存在一定的相关性，且大部分指标间的相关性达到了显著或极显著水平，可以采用主成分分析方法，综合评价土壤肥力。对上述 10 项指标数据进行因子分析，得到各主成分的特征值及载荷矩阵（表2），并计算出因子得分系数，得到 2 个主成分特征值分别为 9.583、1.105，均大于 1，可以解释 97.17% 的贡献率，表明前两个成分能把土壤质量信息反映出来。根据主成分特征值大于 1 和累积方差贡献率大于 80% 的原则，选择这两个主成分作为综合评价土壤肥力的主要因子。

其中：第一主成分特征值为 9.583，贡献率 87.12%，对应特征向量中载荷较大的 4 个指标为有机碳、有机质、碱解氮和速效钾，分别为 0.991、 0.991、0.999 和 0.997；第二主成分特征值为 1.105，贡献率 10.05%，对应特征向量中载荷较大的 2 个指标为 pH、碳氮比，分别为 0.536、0.634，这些指标均与土壤化学性质相关。根据因子得分系数计算出各主成分得分：主成分得分是相应因子得分系数（FAC1、FAC2）乘以相应方差的算术平方根。如 CK：主成分因子 =FAC1×9.583 的算术平方根 =-1.15×9.583 的算术平方根 =-3.54，依次分别计算出 2 个主成分得分（F1、F2），再以各主成分的贡献率为权数对主成分得分进行加权平均，即：H= （87.120×F1+10.050×F2）/97.170，求得各处理主成分综合得分并进行排名（表3），主成分分析综合得分：T3>T2>T1>CK，即油稻鸭模式综合得分最高，最具推广价值。

3 讨论

3.1 不同种养模式对土壤物理结构的影响

土壤容重可反映土壤松紧度、土壤透气透水性及保水保肥能力，也可评价该土壤是否适宜耕作^[27]。本研究结果显示，与 CK 相比，其他 3 种模式土壤容重均明显下降（T3<T2<T1<CK），说明油菜绿肥还田和鸭粪还田有利于降低土壤容重，油稻鸭模式土壤容重最低，说明种植油菜兼稻田养鸭最有利于疏松土壤，改善土壤结构，通透性与耕作性能提升。土壤容重与有机质呈极显著负相关关系，证明了上述结论。邓力超等^[28]研究发现，种植油肥一号后，后茬水稻土壤容重下降明显（降幅 22.55%），瞿玉国等^[29] 的研究也证实了翻压绿肥油菜能增加稻田土壤的总孔隙度，减少容重，改善土壤物理性状，均证实了本文的结论。禹盛苗等^[21]研究发现，鸭稻处理各层土壤容重均小于单稻模式，尤其是表层土壤，比水稻单作模式降低了 2.38%，表明鸭稻模式由于鸭子不间断的觅食活动对稻田土壤起到中耕作用，有疏松土壤的效果，改善了土壤表层结构和土壤通气条件。

土壤粒级的不同是造成土壤养分差异的主要内在原因之一，据报道，土壤机械组成与土壤有机碳（有机质）及氮、磷、钾养分之间具有显著相关性^[30]。而本研究中，与水稻单作对比，油稻轮作、鸭稻共作和油稻鸭模式土壤物理性黏粒含量均未发生显著变化，物理性黏粒含量与有机质及氮、磷、钾养分未体现出相关性，也证实了这一点，原因是试验时间较短，各模式对土壤机械组成影响不大。

3.2 不同种养模式对土壤化学性质的影响

与水稻单作相比，油稻轮作、鸭稻共作土壤 pH 变化不大，油稻鸭模式则明显降低了土壤 pH （CK、T1、T2>T3）。邓力超等^[28]、李海渤等^[8]研究表明，油稻轮作后，稻田土壤 pH 值变化不大，李成芳等^[22]研究表明，鸭稻共作土壤平均 pH 为 7.19，略低于常规耕作的 7.23，但两者差异不大，这与本文结论一致，即油稻轮作和鸭稻共作未明显改变土壤 pH。据周艳等^[31]分析，与不施肥相比，主要施肥措施均显著降低土壤 pH，主要由于大多数肥料先以 NH₄⁺ 的形式供应氮，氧化后释放 H⁺ 离子，导致土壤 pH 下降。油稻鸭模式可能由于油菜还田和鸭粪还田的双重作用，使得有机肥腐解产生的 H⁺ 离子更多，所以土壤 pH 下降显著，而油稻轮作、鸭稻轮作有机物料输入低于油稻鸭模式，所以土壤 pH 变化不大。

土壤有机碳直接影响土壤的物理、化学和生物性质，是土壤质量最重要的指标^[14]。不同绿肥（油菜、紫云英等）轮作均可增加土壤有机碳含量^[32]。与水稻单作对比，油稻轮作、鸭稻共作和油稻鸭模式显著提高了土壤有机碳含量 （T3>T2>T1>CK），这与 Yang^[14] 研究结果相似，种植油菜绿肥田块耕层土壤有机碳含量显著高于休耕地块。沈建凯等^[33]研究发现，鸭稻共作模式土壤有机碳在 0～10、15～20 cm 高于水稻单作模式，10～15 cm 二种模式含量接近，均证实了本文结论。即油稻轮作、鸭稻共作模式有利于土壤有机碳含量的累积，且油稻鸭模式效果更好。

经过 2 年连续耕作后，鸭稻共作和油稻鸭模式土壤全氮显著高于油稻轮作、水稻单作模式 （T3>T2>T1、CK），油稻轮作、水稻单作模式差别不大。这与 Yang 等^[14]研究结果相似，种植油菜绿肥田块土壤全氮含量显著高于休耕地块。陈福兴等^[34]发现，连续 10 年油菜冬作还田，土壤全氮（1.10 g·kg^-1）显著高于 CK（1.28 g·kg^-1）。因此，冬季绿肥增加了土壤有机碳，并刺激了土壤生物固氮^[35]，因此土壤氮含量增加。梁开明等^[36] 研究发现，晚稻结束后，常规鸭稻共作土壤全氮要高于常规稻作，说明鸭稻共作提升了土壤全氮含量，这与本文结论一致。另外，如前所述，油稻轮作和鸭稻共作均有利于提高水稻的产量（生物量），其土壤中的水稻残茬残根也有利于提高土壤有机碳和氮含量，且不同模式土壤全氮与有机碳含量的变化趋势一致、且二者呈极显著正相关关系，也说明土壤有机碳增加的同时，也提升了土壤全氮含量。

碳氮比是有机质腐殖化程度的表征指标，碳氮比越高，有机质的分解程度越低^[37-38]。据报道，水稻连续栽培 28 年后，油菜绿肥地块碳氮比明显高于休耕地块^[14]。王丹英等^[6]的研究也证明了这一点，油菜盛花期还田土壤碳氮比（13.99）明显高于 CK（13.54）。本研究中土壤碳氮比油稻轮作最高，其次是水稻单作模式，鸭稻共作和油稻鸭模式最低（T3、T2<CK<T1），与前人研究结果一致。这是因为油菜有机碳增加幅度大，氮增加幅度小，因此，碳氮比呈增加趋势；而鸭稻模式和油稻鸭模式因土壤全氮的增幅比有机碳高，所以碳氮比呈下降趋势。微生物生活适宜的碳氮比是 20:1～25:1，因此油菜绿肥还田更有利于提高土壤碳氮比、促进微生物生长。

与水稻单作对比，油稻轮作、鸭稻共作和油稻鸭模式提高了土壤中有机质含量，达到了显著水平 （T3>T2>T1>CK）。瞿玉国等^[29]研究发现，翻压绿肥油菜的土壤有机质含量有效提高。陈福兴等^[34] 发现，连续 10 年油菜冬作还田，油稻模式土壤有机质含量（24.72 g·kg^-1）显著高于 CK（21.53 g·kg^-1），邓力超等^[28]研究发现，与基础土样相比，种植翻压油肥 1 号后，土壤有机质含量显著增加（增幅 25.45%），李妹娟等^[39]研究发现，水稻单作养鸭处理土壤有机质含量显著高于水稻单作处理。上述结论与本文结论一致，即油菜绿肥还田和鸭稻共作均有助于增加稻田土壤有机质。油稻鸭模式有机质含量最高，说明油稻轮作和鸭稻共作双重效应更有利于土壤有机质的累积。

与水稻单作对比，油稻轮作、鸭稻共作、油稻鸭模式土壤碱解氮、速效钾均明显提高（T3>T2>T1>CK），油稻鸭模式土壤有效磷含量明显提高 （T3>T2、T1>CK），油稻鸭模式综合肥效最好。油菜绿肥还田能提高土壤速效氮、磷、钾含量已得到众多研究验证：油稻轮作后，后茬水稻土壤碱解氮、有效磷可显著提升（增幅 6.90%、64.55%）^[8]； 种植翻压油肥 1 号后，土壤速效钾增加显著，与基础土样比提高了 17.99%^[28]。这是因为油菜绿肥的养分是氮少磷钾多，且其根系分泌物能溶解土壤中固定态养分，活化土壤中矿物态磷素，因此油菜绿肥还田可缓解我国农田施肥“重氮轻磷钾”的问题^[4-5]。鸭稻共作也能提升土壤氮、磷、钾养分含量，据报道，鸭稻共作田块土壤有机质、碱解氮、交换性钾的含量均比常规耕作稻田有所增高，某些土壤养分含量在某些生育期存在显著差异^[40]；另外，鸭稻田土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量在成熟期明显高于常规稻田^[41]。土壤有机质与碱解氮、速效钾呈极显著正相关，说明油菜绿肥、鸭粪还田后，增加了土壤有机质的同时也增加了土壤中碱解氮、速效钾的含量，这也证实了上述结论。油稻鸭模式因为油菜、鸭粪的双重还田，其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均得到了显著提升，效果明显优于油稻轮作和鸭稻共作。

综上，通过油菜绿肥还田和鸭群的踩踏、排泄、觅食等活动，改善了土壤的通气条件，增加了土壤有机质和氮、磷、钾养分含量，土壤质量得到一定的改善。与水稻单作模式相比，油稻鸭模式更占优势，鸭稻共作和油稻轮作其次，也起到了一定土壤改良作用。

3.3 不同种养模式土壤肥力评价

主成分分析法是一种对多指标综合评价的分析方法，广泛应用于生物统计中^[42]。土壤肥力指标通常包括物理、化学和生物指标，土壤肥力评价需要综合分析各项指标对肥力的影响程度。主成分分析是将多个指标化为少数几个指标、实现降维的一种统计方法，能够更有效地提取出对土壤肥力有重要影响的因素，目前在农田、林地等土壤肥力评价中都有报道^[42]。通过主成分分析，可以了解土壤肥力主成分构成因子，并进行综合评价，进而筛选出最佳种植方案。李霞等^[43]利用主成分分析方法对草地土壤进行了综合评价研究，可客观反映草地土壤的质量情况。本研究中，第一主成分对应特征向量中载荷较大的 4 个指标为土壤有机碳、有机质、碱解氮、速效钾，第二主成分对应特征向量中载荷较大的 2 个指标为 pH、碳氮比，这些指标均与土壤化学性质相关。不同模式各土壤指标主成分分析排名为 T3>T2>T1>CK，其得分依次为 3.39、 0.65、-0.78、-3.26，即油稻鸭模式综合得分最高，更有利于增加肥力、改良土壤，最具推广价值。

4 结论

经 2 年连续耕作后，4 个处理的土壤 pH、碳氮比：T1>CK>T2>T3，土壤容重：CK>T1>T2>T3，土壤物理性黏粒含量：CK>T2>T1>T3，土壤有机碳、全氮、有机质、碱解氮、速效钾含量：T3>T2>T1>CK，土壤有效磷含量：T3>T2、T1>CK。

主成分分析结果显示不同处理综合得分为 T3>T2>T1>CK，即油稻鸭模式土壤质量改善效果最好，鸭稻共作其次，油稻轮作再次，均可应用于水稻生产中改善土壤环境。

致谢：感谢仁化县子明优质水稻农民专业合作社提供试验基地。

参考文献