摘要
依托长期种植翻压紫云英定位试验，探讨减施 20% 化肥条件下紫云英翻压量对不同生育期水稻地上部生物量、养分吸收及转运以及对土壤养分状况的影响，为豫南稻区紫云英-水稻轮作模式紫云英翻压量提供理论依据。多年定位试验位于河南省信阳市，始于 2014 年。设置不施肥对照（CK）、常规施肥（F100），以及减量施用 20% 化肥条件下，紫云英翻压量为 22.5 t/hm2 （G1.5F80）、30 t/hm2 （G2F80）、37.5 t/hm2 （G2.5F80）、45 t/hm2 （G3F80）共 6 个处理。分析了不同紫云英翻压量对水稻产量、各生育期生物量、氮磷钾养分吸收量、土壤基础养分含量的影响。结果显示，与 F100 处理相比，各翻压紫云英处理水稻产量无显著差异，各翻压紫云英处理氮素回收利用率显著提升，增幅达 99.70% ～ 132.42%。与 F100 处理相比，G2F80、G2.5F80、G3F80 处理抽穗期秸秆生物量分别显著增加 31.46%、38.50%、38.04%，G2.5F80、G3F80 处理成熟期秸秆生物量分别显著增加 27.37%、 28.32%。与 F100 处理相比，化肥减施 20% 条件下种植翻压紫云英处理显著提高水稻成熟期籽粒氮吸收量、秸秆氮吸收量、秸秆磷吸收量，增幅分别为 28.35% ～ 41.68%、100.96% ～ 179.52%、82.74% ～ 141.38%。G2.5F80、 G3F80 处理较 F100 处理显著提高水稻成熟期秸秆钾吸收量，增幅分别为 31.16%、21.68%。与 F100 处理相比，G2F80、G2.5F80 处理水稻氮转运量分别显著增加 40.25、43.00 kg/hm2 ，磷转运量分别显著增加 9.41、16.19 kg/hm2 ，G2.5F80、G3F80 处理磷对籽粒转运贡献率分别显著增加 78.53、62.81 个百分点。与 F100 处理相比，各翻压紫云英处理能够满足水稻生长过程中对土壤无机氮的需求，G1.5F80、G2F80、G3F80 处理水稻拔节期和成熟期土壤速效钾含量显著降低。综上所述，在豫南紫云英-水稻轮作区，减施化肥 20% 条件下翻压紫云英能提升氮素回收利用率，满足土壤氮素供应，促进水稻对氮、磷、钾养分的吸收和积累，紫云英翻压量为 30 ～ 37.5 t/hm2 处理显著增加籽粒氮、磷养分转运量，从而实现水稻增产稳产。
Abstract
The long-term field experiment on planting and turning over Chinese milk vetch were conducted to explore effects of different application rates of Chinese milk vetch on biomass，nutrient uptake and transport of rice at different growth stages，and the soil nutrient supply capability under the condition of 20% fertilizer reduction，to determine a theoretical basis for application rates of Chinese milk vetch in the rotation system. The long-term experiment was established in Xinyang， Henan province in 2014. There were six treatments，namely，CK（no fertilizers），F100（conventional fertilization）， and four application levels（22.5，30，37.5 and 45 t/hm2 ）of Chinese milk vetch with 20% fertilizer reduction，which was marked as G1.5F80，G2F80，G2.5F80 and G3F80，respectively. The rice yield，biomass，nitrogen，phosphorus and potassium uptake and basic soil nutrients at different stages were measured. Compared with F100 treatment，there was no significant difference in rice yield among the treatments of application of Chinese milk vetch with 20% fertilizer reduction， while nitrogen recovery efficiency was significantly increased by 99.70%-132.42%. Compared with F100 treatment，straw biomass at heading stage of G2F80，G2.5F80 and G3F80 treatments was significantly increased by 31.46%，38.50% and 38.04%，respectively，and the straw biomass of G2.5F80 and G3F80 treatments was significantly increased by 27.37% and 28.32% at maturity stage，respectively. Compared with F100 treatment，the straw and grain nitrogen absorption at maturity stage of G1.5F80，G2F80，G2.5F80 and G3F80 treatments were significantly increased，the nitrogen absorption of grain increased by 28.35%-41.68%，while the nitrogen absorption of straw increased by 100.96%-179.52%，the straw phosphorus absorption of grain at maturity stage was significantly increased by 82.74%-141.38%. G2.5F80 and G3F80 treatments significantly increased the straw potassium absorption of rice at maturity stage by 31.16% and 21.68%，respectively. Compared with F100 treatment，G2F80 and G2.5F80 treatments increased nitrogen transport capacity by 40.25 and 43.00 kg/ hm2 ，increased phosphorus transport capacity by 9.41 and 16.19 kg/hm2 ，respectively，and the phosphorus contribution rate to grain of G2.5F80 and G3F80 treatments were increased by 78.53 and 62.81 percentage points，respectively. Compared with F100 treatment，the soil mineral nitrogen requirement during rice growth could be met by different treatments，G1.5F80， G2F80 and G3F80 treatments significantly reduced the content of soil available potassium at jointing stage and maturity stage， respectively. Under the Chinese milk vetch and rice rotation system in southern Henan province，reducing 20% fertilizer application could improve nitrogen recovery efficiency，meet the soil nitrogen supply，and promote the absorption and accumulation of nitrogen，phosphorus and potassium nutrients in rice. The application of Chinese milk vetch with 30-37.5 t/hm2 could significantly increase the transport of nitrogen and phosphorus nutrients in grain，thereby achieving stable rice yield.
水稻是我国第二大粮食作物和我国 65% 以上人口的主食[1]，国家统计局数据显示，2022 年我国水稻种植面积为 2.95×107 hm2，占粮食作物总种植面积的 24.89%，产量为 2.08×108 t，占粮食总产量的 30.37%[2]，因此，水稻高产稳产对保障我国粮食安全具有重要意义。紫云英为豆科黄芪属，是我国南方稻区主要的冬季绿肥，紫云英-水稻轮作是南方稻区传统的耕作模式[3]。在豫南稻区，利用冬闲田种植紫云英能够充分利用光热资源，并为后茬作物水稻提供大量养分，是传统的减肥增效措施[4]。已有研究显示，与常规施肥处理相比，冬种紫云英配施氮肥减量 20% 可显著增加水稻产量，改善水稻生长性状[5]。种植紫云英能够培育土壤碳、氮库[6]，改善土壤供氮能力，促进水稻对氮素的吸收[7]。冬种紫云英配施化肥减量 20% 不仅可以改善土壤化学与生物学特性，还能显著提高水稻地上部生物产量和籽粒产量[8]。合理的氮肥运筹有助于水稻对养分的吸收和转运[9-10]。紫云英与化肥配施可以增强土壤微生物固定无机氮的能力，从而促进无机氮转化为活性有机氮，有利于稻田氮素的固定累积[11]。因此，紫云英可作为南方稻田化肥氮的替代来源，从而实现节肥、增效的目的。
目前关于种植利用紫云英与化肥配施的研究多集中于增加水稻产量及培肥地力等方面。而关于减量施用 20% 化肥条件下配施不同量紫云英在关键生育期养分吸收和转运的研究较少。本研究依托长期定位试验，探索氮钾肥减施 20% 条件下水稻关键生育期养分吸收积累及转运的状况，分析不同生育期土壤养分含量和水稻养分吸收量，综合评价此种模式下的水稻生长情况，以期为豫南稻区紫云英-水稻轮作模式紫云英适宜翻压量提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验点概况
试验点位于河南省信阳市农业科学院试验园区（32 °07 ′N，114 °05 ′E），土壤质地为黏壤土，属亚热带向暖温带过渡区。该地区年均降水量 900～1400 mm，年平均气温 15.1～15.3℃，年日照时数 1900～2100 h。定位试验始于 2014 年，试验前耕层土壤（0～20 cm）基本理化性质为 pH 值 6.5、有机质 18.70 g/kg、全氮 1.20 g/kg、碱解氮 68.86 mg/kg、有效磷 14.50 mg/kg、速效钾 66.40 mg/kg。
1.2 试验材料
试验选用的紫云英品种为‘信紫二号’，2020 年 4 月在紫云英翻压前取盛花期地上部鲜草，并测得翻压时鲜草水分含量为 90%，紫云英干基养分含量分别为 3.70%（N）、0.46%（P）、1.34%（K）。供试水稻品种为‘隆晶优’。
1.3 试验设计
定位试验始于 2014 年，共设置了 6 个处理 : （1） 冬闲不施化肥对照（CK）；（2）冬闲水稻季常规施化肥（F100）；（3） 紫云英 22.5 t/hm2 + 80% 化肥（G1.5F80）；（4） 紫云英 30.0 t/hm2 + 80% 化肥（G2F80）；（5） 紫云英 37.5 t/hm2 +80% 化肥（G2.5F80）；（6）紫云英 45.0 t/hm2 +80% 化肥 （G3F80）。每个处理重复 3 次，并进行区组排列。 F100 处理为当地农民常规施肥量，F80 处理指的是常规施肥量氮钾的 80%，磷的施肥量保持不变。
于水稻收获后，按 22.5 kg/hm2 的播量对翻压紫云英处理的各小区进行播种。每年盛花期 （4 月 10 日左右）刈割各小区紫云英地上部，紫云英鲜草产量不满足于设置翻压量的从外部移入，多余的移出小区。所用化肥种类分别为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 12%）、氯化钾 （K2O 60%）。水稻常规施肥为 N 165.0 kg/hm2、P2O5 112.5 kg/hm2、K2O 112.5 kg/hm2。化肥中的磷钾肥全部基施，氮肥按基肥∶分蘖肥∶孕穗肥 = 3∶2∶1 分次施用。于每年 4 月下旬进行育秧，5 月下旬进行划行移栽，9 月中旬收获，小区栽插密度为 16.7 cm×20.0 cm，每穴 2 棵基本苗。每小区面积为 6.66 m2 （长 3.33 m，宽 2.0 m），小区间用泥埂隔开，并覆塑料薄膜防止串水串肥，区组间留 0.5 m 宽的沟，便于灌水排水。基肥在插秧前 1 d 施用，分蘖肥于移栽后 7 d 施用，孕穗肥于晒田复水后施用，其他田间管理同常规大田管理一致。2020 年试验处理的养分投入量如表1所示。
表1不同处理氮、磷、钾养分施用量
1.4 样品采集与分析
水稻于 2020 年 5 月 20 日移栽，分别采集水稻分蘖期（6 月 19 日）、拔节期（7 月 7 日）、孕穗期（8 月 5 日）和成熟期（9 月 4 日）的样品。各关键生育期每小区分别随机采集 2 蔸水稻，生殖生长阶段进行稻秸和籽粒分离。105℃杀青 30 min，65℃烘干至恒重后测其生物量，粉碎后用于测定氮、磷、钾养分含量。水稻收获期，各小区单打单收，并测定秸秆和籽粒产量。并于水稻成熟期调查株高、有效穗数、每穗实粒数，风干后测定千粒重。
在水稻关键生育期按照五点取样法采集 0～20 cm 土层土壤样品，采集的土壤样品分为两部分：一部分鲜土用于测定土壤无机氮，另一部分自然风干土用于测定土壤其他理化性状。
采用凯氏定氮法测定土壤全氮含量，钼锑钪比色法测定土壤有效磷含量，火焰光度法测定土壤速效钾含量。水稻植株采用浓硫酸-过氧化氢法消煮，用凯氏定氮法测定全氮含量，钼锑钪比色法测定全磷含量，火焰光度法测定全钾含量[12]。
1.5 计算公式与统计方法
以氮为例，各指标计算公式：
(1)
（式中，无肥区为 CK 处理，下同）
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
试验数据采用 Excel 2007 进行数据整理及绘图，运用 SPSS 18.0 单因素方差分析中的 LSD 法进行显著性检验（P<0.05）。
2 结果与分析
2.1 不同处理对水稻产量及农艺性状的影响
由表2可以看出，与 CK 相比，F100 和各翻压紫云英处理均能显著提高籽粒和稻秆产量，其中籽粒产量增幅达 26.29% 和 21.98%～28.63%；秸秆产量增幅达 36.75% 和 60.68%～75.47%。与 F100 处理相比，减施 20% 化肥条件下，紫云英翻压量为 37.5 t/hm2 （G2.5F80） 和 45 t/hm2 （G3F80） 时，其秸秆产量显著增加，增幅达 27.37% 和 28.32%。与 F100 处理相比，G3F80 处理株高显著降低，降幅达 6.76%。与 F100 处理相比，翻压紫云英处理有效穗数显著降低，各处理每穗实粒数无显著性差异，G2.5F80 处理千粒重显著降低，降幅为 5.84%。
表2不同处理对水稻农艺性状及产量的影响
注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。下同。
2.2 不同处理对各生育期水稻生物量的影响
由图1可以看出，与 F100 处理相比，在水稻分蘖期、拔节期和成熟期紫云英配施化肥减施处理地上部生物量无显著差异；在水稻抽穗期，G2F80、 G2.5F80、G3F80 处理地上部生物量分别显著增加 22.61%、31.21%、26.43%，其中秸秆生物量分别增加 31.46%、38.50%、38.04%，差异达显著水平； 在水稻成熟期，G2.5F80 和 G3F80 处理水稻秸秆生物量分别显著增加 27.37% 和 28.32%，各减施化肥处理籽粒生物量无显著性差异。
2.3 不同处理对各生育期水稻氮磷钾吸收量的影响
由图2可以看出，与 F100 处理相比，在水稻分蘖期，G1.5F80 处理地上部氮吸收量显著增加 38.69%；在水稻拔节期，各种植利用紫云英条件下减施化肥处理地上部氮吸收量无显著差异；在水稻抽穗期，G2F80、G2.5F80、G3F80 处理地上部氮吸收量分别增加 88.36%、105.02%、104.54%，其中秸秆氮吸收量分别增加 113.39%、129.48%、 135.15%，差异达显著水平；在水稻成熟期，各化肥减施处理地上部氮吸收量增幅达 55.61%～86.34%，其中秸秆氮吸收量增幅达 100.96%～179.52%，籽粒氮吸收量增幅达 28.35%～41.68%，差异达显著水平。G2F80 和 G2.5F80 处理在各生育时期氮吸收量在秸秆和籽粒上无显著性差异。由此可知，与常规施肥相比，种植利用紫云英条件下化肥减施 20% 显著提高水稻成熟期秸秆和籽粒氮吸收量。
图1不同生育期各处理水稻生物量变化
注：柱上不同大写字母表示地上部生物量在不同处理间差异显著（P<0.05），不同小写字母表示秸杆或籽粒生物量在不同处理间差异显著 （P<0.05）。下同。
图2不同生育期各处理水稻氮吸收量变化
由图3可以看出，与 F100 处理相比，在水稻分蘖期和拔节期，种植利用紫云英条件下减施化肥处理地上部磷吸收量无显著差异；在水稻抽穗期，G2F80、G2.5F80、G3F80 处理地上部磷吸收量分别增加 57.31%、84.36%、82.27%，其中秸秆磷吸收量分别增加 73.43%、100.22%、107.41%，差异达显著水平；在水稻成熟期，G1.5F80、G2F80、 G3F80 处理地上部磷吸收量分别增加 16.85%、 18.11%、24.64%，其中秸秆磷吸收量分别增加 82.74%、99.11%、141.38%，差异达显著水平；在抽穗期和成熟期，种植利用紫云英条件下化肥减施处理之间籽粒磷吸收量无显著性差异。由此可知，与常规施用化肥相比，种植利用紫云英条件下化肥减施 20% 显著提高水稻成熟期秸秆磷吸收量，降低籽粒磷吸收量，但差异不明显。
图3不同生育期各处理水稻磷吸收量变化
由图4可知，与 F100 处理相比，在水稻分蘖期，G2F80、G2.5F80、G3F80 处理地上部钾吸收量分别降低 26.54%、38.81%、28.74%；在水稻拔节期，G1.5F80、G2F80、G2.5F80 处理地上部钾吸收量分别降低 29.00%、36.38%、32.52%；在水稻抽穗期，G2F80、G2.5F80、G3F80 处理地上部钾吸收量分别增加 42.19%、43.21%、50.22%，其中秸秆钾吸收量分别增加 47.39%、46.42%、56.80%，差异达显著水平；在水稻成熟期，G2.5F80、G3F80 处理地上部钾吸收量分别增加 24.29%、17.55%，其中秸秆钾吸收量分别增加 31.16%、21.68%，差异达显著水平；在抽穗期和成熟期，种植利用紫云英条件下化肥减施处理籽粒钾吸收量无显著性差异。由此可知，与常规施用化肥相比，化肥减施 20% 条件下翻压紫云英鲜草 37.5 和 45 t/hm2 显著提高水稻成熟期秸秆钾吸收量，对籽粒钾的吸收量无显著影响。
图4不同生育期各处理水稻钾吸收量变化
2.4 翻压紫云英配施减量化肥对氮磷钾养分转运的影响
表3显示，与 F100 处理相比，G2F80、G2.5F80 处理水稻氮转运量分别增加 40.25、43.00 kg/hm2， G1.5F80 处理水稻氮转运率和对籽粒转运贡献率分别降低 28.98 和 24.75 个百分点，G2.5F80 处理氮转运贡献率增加 28.94 个百分点；G2F80、G2.5F80、 G3F80 处理水稻磷转运量分别增加 9.41、16.19、 14.04 kg/hm2，G2.5F80、G3F80 处理磷转运贡献率分别增加 78.53、62.81 个百分点，各减肥处理磷转运率无显著差异；G2F80、G3F80 处理钾转运量分别增加 41.80、35.02 kg/hm2，钾转运率分别增加 32.48、28.12 个百分点，钾转运贡献率分别增加 148.02、121.75 个百分点。由此可见，与常规施用化肥相比，化肥减施 20% 条件下翻压紫云英鲜草 37.5 t/hm2 能够有效满足氮、磷养分向籽粒的转运。
2.5 翻压紫云英配施减量化肥对不同生育时期土壤理化性质的影响
表4显示，与 F100 处理相比，翻压紫云英减施化肥处理水稻分蘖期和拔节期土壤无机氮含量无显著性差异，G2F80 处理水稻抽穗期土壤无机氮含量显著增加 76.89%，成熟期 G1.5F80、G2F80 和 G3F80 处理分别显著增加 48.74%、64.22% 和 83.26%；翻压紫云英减施化肥处理在各生育期土壤全氮含量均有所提升，G2F80、G3F80 处理水稻分蘖期的土壤全氮含量分别显著增加 16.56%、 22.29%，G1.5F80、G2F80、G2.5F80 和 G3F80 处理水稻拔节期的土壤全氮含量分别显著增加 20.00%、 21.88%、18.13% 和 25.63%，抽穗期分别显著增加 18.45%、13.10%、19.05% 和 28.57%，成熟期分别显著增加 9.09%、14.20%、14.77% 和 16.48%； 土壤有效磷含量在各生育期翻压紫云英减施化肥处理中无显著性差异；翻压紫云英减施化肥处理水稻分蘖期和抽穗期土壤速效钾含量无显著性差异，G1.5F80、G2F80 和 G3F80 处理水稻拔节期的土壤速效钾含量分别显著降低 12.04%、14.60% 和 12.77%，成熟期分别显著降低 21.47%、16.26% 和 15.64%。由此可知，与常规施肥相比，翻压紫云英减施化肥处理能够增加土壤无机氮和全氮含量，但土壤速效钾含量在水稻各生育期出现降低趋势。
表3不同处理水稻氮、磷、钾养分转运及其对籽粒的贡献率
表4不同生育期各处理土壤养分含量
2.6 翻压紫云英配施减量化肥对水稻养分利用效率的影响
在本研究中，养分投入量指的是化肥或紫云英翻压所携带的氮、磷、钾养分，并以此来计算水稻的养分利用率。由表5可以看出，从养分回收利用率分析，与 F100 处理相比，翻压紫云英减施化肥处理氮素回收利用率显著增加，增幅为 99.70%～132.42%，磷素回收利用率在翻压紫云英减施化肥处理中无显著性差异。G2.5F80 处理比 G1.5F80 处理的钾素回收利用率显著增加 66.92%，G2F80、G3F80 处理水稻钾素回收利用率与 F100 处理相比无显著性差异。
从养分农学效率分析，水稻的氮、磷、钾素农学效率随着紫云英翻压量的增加而降低。与 F100 处理相比，G2.5F80、G3F80 处理磷农学效率显著降低，降幅分别为 35.32%、40.06%。减量施肥条件下，当紫云英翻压量由 22.5 t/hm2 增加至 45 t/hm2 时，钾素农学效率显著降低，降幅达 37.46%。
从养分偏生产力分析，水稻氮、钾素偏生产力受紫云英翻压量影响显著（表5）。与 F100 处理相比，减量化配施紫云英翻压处理水稻的氮、磷、钾素偏生产力均显著降低，水稻氮、磷、钾素偏生产力降幅分别为 17.76%～42.41%、 14.94%～30.76%、1.72%～24.06%。紫云英翻压量为 37.5 和 45 t/hm2 水稻的氮、磷、钾素偏生产力无显著性差异。
表5不同紫云英翻压量配施减量化肥处理对水稻养分利用效率的影响
3 讨论
3.1 减量化肥配施不同翻压量紫云英对水稻产量及养分利用率的影响
紫云英作为南方稻区一种优质的绿肥资源，其在培肥地力、改善土壤理化性质、提高后茬水稻产量方面发挥重要作用[13]。已有研究证实，当化肥减量 20% 时，以紫云英翻压量为 30 t/hm2 时水稻产量最高[14-15]，在本研究条件下，化肥减施 20%，翻压量为 22.5 t/hm2 时即可保证水稻稳产 （表2）。这主要是由于紫云英与根瘤菌共生固氮，大田翻压量为 22.5 t/hm2 时能够通过生物固氮补充外源氮 67.39 kg[16]。紫云英配施化肥显著提高土壤活性有机碳和微生物生物量碳的含量和比例[17]，增强土壤微生物的活性[18]，促进水稻对土壤养分的吸收利用，有利于后茬作物水稻有效穗、穗粒数和穗实粒数等产量构成性状的形成[19]，从而保证水稻稳产。本研究中，化肥减施处理较 F100 处理氮素回收利用率显著增加，农学效率在翻压量为 22.5～30 t/hm2 时无显著差异（ 表5），这与前人的研究[15，20] 当氮肥减施 20%～40% 时氮肥农学效率显著增加的研究结果不同。这可能是由于此研究状态下，当紫云英翻压量为 37.5～45 t/hm2 时，总体养分投入过大，过量的腐解养分难以被水稻吸收利用，从而导致水稻氮肥利用效率降低。
3.2 减量化肥配施不同翻压量紫云英对水稻养分吸收和转运的影响
已有研究表明，翻压绿肥配施 20% 减量氮肥可以提高水稻籽粒中氮、磷、钾的含量，从而促进水稻对氮、磷、钾养分的吸收[21]。本试验的研究结果与其研究结果相似。本研究发现，与常规施化肥相比，化肥减施 20% 条件下翻压紫云英能够满足整个生育期对氮的吸收（图2），主要原因是化肥减施 20% 条件下紫云英翻压仍能保证土壤氮的供给（表4），从而保证水稻对氮的吸收利用。与常规施用化肥相比，化肥减施 20% 种植利用紫云英处理显著提高水稻成熟期秸秆磷的吸收量 （图3），翻压紫云英鲜草 37.5～45 t/hm2 显著提高水稻成熟期秸秆钾吸收量（图4），种植利用紫云英条件下化肥减施 20% 处理显著降低了成熟期土壤速效钾的含量（表4），主要与钾素在水稻体内的分布特点有关，相对于水稻秸秆而言，水稻籽粒钾素含量较低，紫云英翻压量为 37.5～45 t/hm2 时，对土壤的养分补给更为充分，导致水稻可利用的养分更多。
与常规施用化肥相比，化肥减施 20% 条件下翻压紫云英鲜草 30～37.5 t/hm2 时，水稻氮、磷转运量显著增加，翻压紫云英鲜草 30 和 45 t/hm2 时，水稻钾转运量显著增加（表3），且水稻成熟期紫云英翻压处理籽粒氮吸收量显著高于常规施用化肥处理（图2），氮素的充足供应促进水稻籽粒对氮的吸收。本研究中翻压紫云英鲜草 37.5 t/hm2 处理抽穗期钾吸收量低于成熟期钾吸收量，导致水稻钾转运量出现负值，可能是因为在取样时水稻未完全成熟，部分养分仍储存在秸秆中没有向籽粒转移[22]。因此，化肥减施 20% 条件下，适量翻压紫云英有利于水稻对养分的吸收和转运，从而提高养分在籽粒中的占比。
3.3 减量化肥配施不同翻压量紫云英对土壤肥力的影响
土壤速效养分含量反映了土壤的养分供应能力，是保证水稻高产的营养基础[23]。种植翻压紫云英可通过扩充土壤养分库容，从而实现节肥增效[24-25]。前人研究表明，影响水稻产量的土壤要素主要是土壤有机质、有效磷和速效钾[26]。紫云英配施化肥下土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量对水稻产量有显著影响[27]。本研究中翻压紫云英对土壤有效磷含量无显著影响，显著降低了成熟期土壤速效钾含量（表4），与已有研究[28-29]中翻压紫云英提升土壤有效磷和速效钾含量结果相反。可能的原因在于减施化肥中钾肥也相应减少，导致土壤供钾能力不足，因此，为了维持土壤钾素平衡，在水稻生产过程中不建议减施钾肥。本研究中，与常规化肥处理相比，紫云英配施减量 20% 化肥提高了成熟期土壤全氮含量，与前人研究结果一致[14-15，30]。此外，紫云英作为豆科植物其根系还可以分泌有机酸，溶解土壤中部分难溶性磷、钾，转化为作物可吸收利用的有效性磷、钾[31]。在长期种植翻压紫云英后，随着土壤肥力的持续提高，高量的紫云英翻压量是否可以替代更多化肥有待于持续深入研究。
4 结论
在豫南紫云英-水稻轮作区，减施化肥 20% 条件下翻压紫云英 22.5～30 t/hm2 可维持水稻地上部生物量和籽粒产量不降低，如增加紫云英翻压量至 37.5～45 t/hm2，可显著增加成熟期秸秆生物量。减施化肥 20% 条件下翻压紫云英能提升氮素的回收利用率，满足土壤氮素供应，促进水稻对氮、磷、钾养分的吸收和积累，紫云英翻压量为 30～37.5 t/hm2 的处理显著增加籽粒氮、磷养分转运量，从而实现水稻增产稳产。在供试条件下，紫云英翻压量为 30～37.5 t/hm2 时综合增产及培肥地力效果最好。