种植绿肥对我国水稻产量和土壤肥力影响的整合分析

来源：中国土壤与肥料杂志2024年第6期北京时间：

作者：李炫，肖大康，胡洋，胡仁，李锦涛，侯俊，韩天富，曹玉贤，年介响，张卫峰

单位：(1.长江大学农学院/农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室(部省共建)，湖北 荆州 434025;2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室，北京 100081;3.长江大学生命科学学院，湖北 荆州 434025;4.新华农大(武汉)科技有限公司，湖北 武汉 430070;5.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193)

摘要：为探究种植绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响以及为水稻增产稳产和土壤改良提供科学依据。对已发表的相关文献数据进行了收集，建立了362组包含种植绿肥(GM)和冬闲田(FFP)处理下水稻产量和土壤肥力的数据库。采用整合分析的方法，定量绿肥在不同地区、水稻种植模式、土壤性质、氮肥用量、绿肥种类下对水稻产量及土壤肥力的提升幅度，采用随机森林模型探究影响绿肥效应的主控因素。研究结果发现，在不同地区下，GM处理对土壤有机质含量的提升在南方稻区最大(21.17%)。在不同水稻种植模式下，GM处理对水稻产量和土壤肥力的提升幅度均表现为双季稻>单季稻；土壤全氮含量≤1.5g/kg、有机质含量≤20g/kg时对产量的提升幅度较高；当GM处理的施氮量≤150kg/hm2时对产量和土壤有机质含量的提升幅度均较高，分别为12.47%和22.36%，但是随着施氮量的逐渐增加，GM处理的增产幅度下降。不同绿肥种类下，GM处理对产量和土壤有机质含量的提升幅度有所差异，在产量提升方面，豆科绿肥(12.47%)>非豆科绿肥(7.22%)>混合绿肥(6.32%)；对土壤有机质含量提升方面混合绿肥(12.69%)>非豆科绿肥(10.93%)>豆科绿肥(9.37%)。随机森林分析结果表明，在主控因素方面GM处理对水稻增产主要受土壤有机质含量、施氮量和有效磷含量(贡献率分别为18%、16%和15%)的影响，而GM提高有机质的影响因素主要有地区、速效钾和速效氮含量(贡献率分别为14%、12%和11%)。因此，GM能显著提高水稻产量和土壤肥力，尤其是在低肥力的土壤状况下GM处理对产量的提升幅度较好，GM与化肥配合使用能促进水稻增产和稻田土壤有机质含量的提升，但GM的施氮量不宜超过150kg/hm2，水稻和绿肥轮作长江流域稻区推荐豆科绿肥，而在南方稻区进行混合绿肥。

关键词：绿肥;水稻;产量;土壤肥力;整合分析;随机森林

基金资助：基金项目:湖北省重点研发计划(2023BBB082)；衢州市农业碳中和账户建设(衢农合2021-27，2022-31)。