南方农区水田冬种意大利黑麦草栽培管理技术及其利用现状

水田冬种意大利黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)是近年来形成的冬闲田生产利用模式,不仅可以充分利用有限的土地资源,增加复种指数,生产大量的优质青饲料,缓解南方农区冬季青饲料紧缺问题,而且可以改善稻田土壤的理化性质和微生物生态群落,增加天敌昆虫的多样性,抑制农田杂草数量及其种子库,从而促进后作水稻的生长发育,增加其产量。随着研究和应用的不断深入,南方地区意大利黑麦草的栽培管理技术也日臻成熟。本文从黑麦草品种的选择、播种方法、水肥管理、刈割利用,以及对土壤和后作水稻的影响等方面进行全面分析,旨在为意大利黑麦草在南方冬闲田种植技术的全面推广及黑麦草的可持续利用提供更为系统的理论指导。

冬闲期种植多花黑麦草对稻田土壤性状的影响

"多花黑麦草(Lolium multiflorum L.; Italian Ryegrass)—水稻(Oryza sativa L.; Rice)"草田轮作(IRR)系统是我国南方农区新型的轮作模式之一。利用冬闲田种植多花黑麦草不仅能够生产大量的优质青饲料,缓解冬季畜禽饲草紧缺的问题,而且可以改善土壤物理和化学性质,提高养分循环效率,并对土壤微生物群落产生积极影响。通过讨论种植多花黑麦草对土壤团聚体结构、容重、pH、腐殖酸、有机质、碳氮比、土壤氮、磷、钾含量和土壤微生物群落等的影响,系统总结了黑麦草在土壤培肥方面的作用效应,并进一步探讨了南方农区利用IRR系统发展"草牧业"的困难与挑战,旨在为IRR系统的进一步推广提供更为全面深入的理论指导。

“多花黑麦草→水稻”轮作系统根茬养分释放规律

在“多花黑麦草(Lolium multiflorum)→水稻(Oryza sativa)”轮作系统中,通过研究水稻和黑麦草根茬的养分释放动态规律,旨在探讨该轮作系统的土壤培肥机理。结果表明,1–30 d是水稻和黑麦草根茬降解最快的时期,19.12%的水稻根茬和38.89%的黑麦草根茬在这一时期降解。水稻根茬的降解率随气温的变化呈现先下降后增加的趋势,而黑麦草根茬在夏季高温时降解率显著降低。“稻→草”轮作期间,水稻和黑麦草根茬的营养元素释放率差异显著(P<0.05),黑麦草中的氮、磷、钾必需营养元素的释放率显著高于水稻根茬(P<0.05),而水稻根茬的钙、镁主要营养元素的释放率显著高于黑麦草(P<0.05)。对降解前后的土壤分析表明,水稻降解后土壤全氮含量显著高于降解前(P<0.05),而黑麦草降解后全氮含量最高,显著高于水稻降解后(P<0.05);土壤全磷含量随水稻、黑麦草的降解逐渐降低但未出现显著差异(P>0.05);土壤全钾含量在水稻根茬降解后显著增加(P<0.05),而在黑麦草根茬降解后则显著降低(P<0.05)。研究结果揭示了水稻和黑麦草轮作过程中两类根茬养分的释放规律以及对土壤的影响,可为“黑麦草→水稻”轮作的系统培肥原理提供理论支持。

不同施肥管理对“多花黑麦草-水稻”轮作系统杂草防控效应的影响

为解决我国南方冬季稻田闲置造成资源浪费、杂草丛生问题,在湖南湘西地区引入“多花黑麦草(Lolium multiflorum L.)-水稻(Oryza sativa L.)”轮作(IRR)系统,探讨冬种黑麦草施肥管理对农田杂草的影响。黑麦草季设置不同施肥量和肥料种类处理:种草无肥(NF)、种草施复合肥(F1、F2、F3)、种草施尿素(N1、N2、N3),并设置冬闲田为对照(CK)。黑麦草生长期间对农田杂草进行了跟踪调查,同时采用镜检法对不同处理的表层土壤(0-20cm)杂草种子进行鉴定与计数;后作水稻生长期间,调查了不同处理的杂草种类与密度。结果表明:冬种黑麦草期间施用复合肥1500kg·hm^-2(F2处理),黑麦草干草产量显著高于其它处理,达12.93t·hm^-2(鲜草达80.21t·hm^-2);前作黑麦草期间,种草处理组的杂草密度相比于CK最多降低了81.94%(P<0.05),土壤杂草种子库密度降低了65.49%(P<0.05),后作水稻杂草密度降低了58.14%(P>0.05);而单施尿素超过540kg·hm^-2有增加杂草种子库的趋势,并显著增加了后作水稻的杂草发生。黑麦草生长期间的土壤肥力与杂草密度有一定的相关性,冗余分析结果表明施肥措施引起土壤全K含量的差异是影响冬季杂草群落的主要因素,与杂草总密度呈正相关;而土壤P、N含量差异是影响土壤杂草种子库的主要因素,两者呈正相关。可见,冬种黑麦草可在冬季提供青饲料的同时,有效控制农田杂草,且平衡施用NPK对IRR系统中的黑麦草产量和杂草防控具有极为重要的作用。

晾干及青贮时间对高水分多花黑麦草青贮效果的影响研究

本试验旨在探究不同晾干及青贮时间对多花黑麦草青贮品质的影响,以确定高水分多花黑麦草青贮的适宜方式。分别在黑麦草刈割当天,晾干1、2、3d后,对其进行30、40、50d的袋装青贮,然后从发酵产物方面分析不同处理的青贮品质。结果表明:通过晾干处理可以降低黑麦草的含水量,提高黑麦草的青贮成功率和青贮品质。通过晾干处理3d后将多花黑麦草含水量降至80%左右再进行袋装青贮40d时青贮品质最佳,p H值为4. 06,乳酸含量达到2. 27%,丁酸含量为0,具有较好的青贮品质。但青贮时间超过40d后会使乳酸含量快速下降,丁酸含量快速上升,导致青贮品质降低。

粤北山区多花黑麦草腐解规律及养分释放动态

本试验通过尼龙网袋埋田法探究了多花黑麦草在粤北山区的腐解规律及养分释放动态。结果表明:2018年4月初到7月底,埋田的多花黑麦草腐解速率在前期较快,在腐解4周时腐解率达到58.41%,之后腐解速率逐渐减慢;氮磷的释放速率同样表现为前期较快,后期较慢,整个试验期间氮和磷的释放率可达88.55%和92.39%。若以约68000 kg·hm-2的黑麦草作为绿肥还田,相当于给土壤施用了230 kg·hm-2的氮肥和30 kg·hm-2的磷肥;多花黑麦草还田改善了土壤养分状况,具有绿肥功能,使土壤有机质含量从38.63 g·kg^-1提升至50.06 g·kg^-1,提高了29.59%;速效磷含量从23.61 mg·kg^-1提升至27.30 mg·kg^-1,提高了15.63%;碱解氮含量从198.39 mg·kg^-1提升至245.64 mg·kg^-1,提高了23.82%。

冬种意大利黑麦草对蔬菜地土壤理化性质的影响

连作障碍是蔬菜生产可持续发展的瓶颈问题。本研究尝试在蔬菜种植冬季导入一季意大利黑麦草(Lolium multiflorum L.),通过"黑麦草-蔬菜"轮作,探讨冬种黑麦草对蔬菜地土壤理化性质的影响。结果表明,冬种黑麦草能够提高土壤含水量(P<0. 05)、土壤速效磷(P<0. 05)、土壤有机质含量,降低土壤电导率(P<0. 05)、土壤速效钾含量(P<0. 05);并缓解土壤速效氮的流失。试验结束时,种草(冬种意大利黑麦草)区、菜心(菜心连作)区和对照(冬闲)区土壤含水量分别较本底值升高231. 62%、67. 78%和140. 80%;土壤电导率则分别下降86. 36%、66. 67%和71. 43%,种草区和菜心区土壤速效磷含量分别升高11. 28%和3. 88%,而对照区降低1. 22%;土壤有效氮含量分别下降19. 43%、21. 26%和44. 01%;土壤速效钾分别降低71. 5%、2. 73%和48. 37%;种草区和对照区土壤有机质含量升高8. 63%和11. 28%,而菜心区则降低4. 6%。构建"黑麦草-蔬菜"轮作系统是可行的。