本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种基于紫云英还田的水稻化肥减施增效方法。
背景技术：
水稻(oryzasatival.)是世界上重要的粮食作物之一，施用化肥尤其是氮肥是获得水稻高产的重要农艺措施。氮肥的施用除被水稻吸收外，一部分以氨气形式挥发进入大气和水环境中，不仅造成肥料损失，而且通过氨挥发排放到大气中，对环境也造成污染。在水稻种植过程中，如何降低稻田化肥施用量，减轻氨挥发排放强度，提高水稻产量一直是人们研究的重要课题。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提出一种基于紫云英还田的水稻化肥减施增效方法。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
一种基于紫云英还田的水稻化肥减施增效方法，其改进之处在于，包括以下步骤：
1）种植紫云英
1.1紫云英套种
在前茬水稻收获前10～15天套种紫云英，所套种紫云英的套种量为30～45kg/hm2，套种前2天进行浸种，捞出后晾干；
1.2紫云英种植田间管理
步骤1.1所述前茬水稻收获后开沟：每隔3～5m开1条直沟，形成“十”字沟或“井”字沟，达到沟沟相通、排灌自如、雨停沟干，保持田面湿润而不积水；
1.3紫云英翻耕还田与上水沤田
步骤1.1所述紫云英在始花期至盛花期翻压还田，耕作深度不小于20cm；所述紫云英翻压还田后上水，保持水层15～20天；
2）水稻种植
2.1水稻育秧及移栽
选择适宜当地种植的水稻品种，在步骤1）种植紫云英的第二年，5月上中旬进行水稻播种，水稻播种前晒种1～2天后进行水稻种子处理：浸种48h，催芽；然后进行水稻育秧；然后在6月上中旬移栽至步骤1.3紫云英翻耕还田与上水沤田后的大田中；
2.2水稻种植化肥减施
对步骤2.1水稻育秧及移栽后的大田进行施肥：氮肥减量15%～25%；
2.3水稻种植田间管理及测产
对步骤2.2水稻种植化肥减施后的大田进行田间管理；95%以上实粒黄熟后收割测产，水稻收割后的稻茬粉碎抛洒均匀还田。
优选地，所述步骤1.1紫云英套种中，所述紫云英套种前2天进行浸种，捞出后晾干，用根瘤菌5～7.5kg／hm2拌种后套种。
优选地，所述步骤2.2水稻种植化肥减施中，对步骤2.1水稻育秧及移栽后的大田进行施肥，所施肥折纯n为200-230kg·hm-2、纯磷为75kg·hm-2、纯钾为75kg·hm-2，基（蘖）肥与穗肥之比为6﹕4。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、紫云英翻压还田为后茬水稻提供大量的速效养分，显著更新土壤腐殖质，显著改善土壤理化性质，显著减少化肥投入，提高肥料利用率。
2、紫云英鲜草翻压还田替代部分氮肥，后茬稻田氮肥减量15%-25%，后茬稻田氨挥发排放强度显著降低。
3、紫云英翻压还田为后茬水稻提供大量的速效养分，显著更新土壤腐殖质，显著改善土壤理化性质，显著提高后茬水稻养分吸收利用率，后茬水稻产量有增产效应。
4、所述步骤1.1紫云英套种中，所述紫云英套种前2天进行浸种，捞出后晾干，用根瘤菌5～7.5kg／hm2拌种后套种。这样，根瘤菌为紫云英制作“氮餐”，使紫云英枝繁叶茂，欣欣向荣。
5、水稻品种选用熟期适中、株型和群体通透性好、抗病性强、适口性好的高产水稻品种，使得基于紫云英还田的水稻化肥减施增效效果更进一步。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
1、实施例1
按以下步骤进行试验：
1）种植紫云英
1.1紫云英套种
设置14个试验小区，每个试验小区面积20m2，分别用f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”、d1、d2代表14个试验小区进行的试验代号，在f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区，在2019年10月20日（前茬水稻收获前10天）分别套种紫云英，所套种紫云英的套种量为30kg/hm2，套种前2天进行浸种，捞出后晾干；d1、d2试验小区在f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区套种紫云英时不施肥；
1.2紫云英种植田间管理
步骤1.1所述前茬水稻收获后开沟：在f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区，每隔3m开1条直沟，形成“十”字沟，达到沟沟相通、排灌自如、雨停沟干，保持田面湿润而不积水；
1.3紫云英翻耕还田与上水沤田
对于f1、f1’、f1”试验小区，在紫云英旺长期翻压还田，对于f2、f2’、f2”试验小区，在紫云英始花期翻压还田，对于f3、f3’、f3”试验小区，在紫云英盛花期翻压还田，对于f4、f4’、f4”试验小区，在紫云英末花期翻压还田，f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区的耕作深度不小于20cm；所述紫云英翻压还田后上水，保持水层15天；
2）水稻种植
2.1水稻育秧及移栽
水稻品种选择南粳9108（其他实施例中，可选择除南粳9108外的适宜当地种植的水稻品种），在步骤1）种植紫云英的第二年，2020年5月上旬进行水稻播种，水稻播种前晒种1天后进行水稻种子处理：浸种48h，催芽；然后进行水稻育秧；然后在2020年6月上旬在步骤1.3紫云英翻耕还田与上水沤田后的f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区大田中分别进行移栽，同时在d1、d2试验小区大田中分别进行移栽；
2.2水稻种植施肥
对d1试验小区大田进行施肥：氮肥按常规用量；
d2试验小区大田不施肥；
对f1、f2、f3、f4试验小区大田进行施肥：氮肥减量15%；
对f1’、f2’、f3’、f4’试验小区大田进行施肥：氮肥减量20%；
对f1”、f2”、f3”、f4”试验小区大田进行施肥：氮肥减量25%；
2.3水稻种植田间管理及测产
对d1、d2、f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区的大田进行田间管理；95%以上实粒黄熟后收割测产，水稻收割后的稻茬粉碎抛洒均匀还田。
3）紫云英翻耕还田生物量鲜重测定
在f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区，在紫云英旺长期、始花期、盛花期和末花期选定长势均匀的2个1m2作为鲜重测产小区，进行生物量鲜重测定。
4）氨挥发测定选择盆栽试验
准备14个45cm×34cm×32.5cm塑料集装箱，将f1、f1’、f1”、f2、f2’、f2”、f3、f3’、f3”、f4、f4’、f4”试验小区中紫云英翻压还田后土壤分别放入12个塑料集装箱中，将d1、d2试验小区中土壤分别放入另外2个塑料集装箱中，14个塑料集装箱中土壤体积相同；14个塑料集装箱上水沤田15天；在d1试验小区大田中移栽水稻时，也在14个塑料集装箱中分别移栽水稻，每个塑料集装箱种植6穴水稻，每穴3苗。
5）氨挥发排放测定
本实施例氨挥发排放测定采用密闭室抽气法。收集装置由真空泵、密闭室、洗气瓶、节流阀等组成。密闭室为底部开放的圆柱形有机玻璃，内径14cm，高15cm，将密闭室嵌入移栽2行水稻之间的塑料箱中间表层土壤中，内部留有8-10cm高的空间。罩子顶部开有两个孔，其中一个是直径为25mm进气孔，连接进气管口到2.5m高处，以减少田面交换空气对稻田氨挥发测定的影响；另一个为采气孔，与盛有２％硼酸的吸收瓶相连，吸收瓶再与真空泵相连。通过流量计将室内换气次数设置为15~20次min-1。抽气时段为上午8:00—10:00和下午14:00—16:00，每天抽4个小时来代表全天24小时氨挥发通量，抽气结束后将氨吸收液带回实验室，采用靛酚蓝比色法测定nh4 -n浓度。以这4h的通量值作为每天氨挥发的平均通量计算全天的氨挥发量，以d2的氨挥发量作为背景值，直至施氮处理与不施氮处理的氨挥发通量无差异时停止采样。
6）产量测定
每个试验小区在水稻成熟期选定长势均匀的2个2m2作为测产小区，单打单收，稻谷晒干后测定质量和含水量，实际产量以含水量13.5%折算。
2、实施例2
按以下步骤进行试验：
1）种植紫云英
1.1紫云英套种
设置6个试验小区，每个试验小区面积20m2，分别用f5、f6、f7、f8、d3、d4代表6个试验小区进行的试验代号，在f5、f6、f7、f8试验小区，在2019年10月15日（前茬水稻收获前15天）分别套种紫云英，所套种紫云英的套种量为45kg/hm2，套种前2天进行浸种，捞出后晾干；d3、d4试验小区在f5、f6、f7、f8试验小区套种紫云英时休耕不施肥；
1.2紫云英种植田间管理
步骤1.1所述前茬水稻收获后开沟：在f5、f6、f7、f8试验小区，每隔5m开1条直沟，形成“井”字沟，达到沟沟相通、排灌自如、雨停沟干，保持田面湿润而不积水；
1.3紫云英翻耕还田与上水沤田
对于f5试验小区，在紫云英旺长期翻压还田，对于f6试验小区，在紫云英始花期翻压还田，对于f7试验小区，在紫云英盛花期翻压还田，对于f8试验小区，在紫云英末花期翻压还田，f5、f6、f7、f8试验小区的耕作深度不小于20cm；所述紫云英翻压还田后上水，保持水层20天；
2）水稻种植
2.1水稻育秧及移栽
水稻品种选择南粳9108（其他实施例中，可选择除南粳9108外的适宜当地种植的水稻品种），在步骤1）种植紫云英的第二年，2020年5月上旬进行水稻播种，水稻播种前晒种2天后进行水稻种子处理：浸种48h，催芽；然后进行水稻育秧；然后在2020年6月上旬在步骤1.3紫云英翻耕还田与上水沤田后的f5、f6、f7、f8试验小区大田中分别进行移栽，同时在d3、d4试验小区大田中分别进行移栽；
2.2水稻种植施肥
对d3试验小区大田进行施肥：氮肥按常规用量；
d4试验小区大田不施肥；
对f5、f6、f7、f8试验小区大田进行施肥：氮肥减量20%；
2.3水稻种植田间管理及测产
对d3、d4、f5、f6、f7、f8试验小区的大田进行田间管理；95%以上实粒黄熟后收割测产，水稻收割后的稻茬粉碎抛洒均匀还田。
3）紫云英翻耕还田生物量鲜重测定
在f5、f6、f7、f8试验小区，在紫云英旺长期、始花期、盛花期和末花期选定长势均匀的2个1m2作为鲜重测产小区，进行生物量鲜重测定。
4）氨挥发测定选择盆栽试验
采用6个45cm×34cm×32.5cm塑料集装箱，将f5、f6、f7、f8试验小区中紫云英翻压还田后相同体积土壤分别放入4个塑料集装箱中，将d3、d4试验小区中土壤分别放入另外2个塑料集装箱中，6个塑料集装箱中土壤体积相同；6个塑料集装箱上水沤田15天；在d3试验小区大田中移栽水稻时，也在6个塑料集装箱中分别移栽水稻，每个塑料集装箱种植6穴水稻，每穴3苗。
5）氨挥发排放测定
与实施例1的测定方法相同。
6）产量测定
与实施例1的测定方法相同。
3、实施例3
按以下步骤进行试验：
1）种植紫云英
1.1紫云英套种
设置4个试验小区，每个试验小区面积20m2，分别用f9、f10、f11、f12代表4个试验小区进行的试验代号，在f9、f10、f11、f12试验小区，在2019年10月20日（前茬水稻收获前10天）分别套种紫云英，所套种紫云英的套种量为30kg/hm2，套种前2天进行浸种，捞出后晾干，用根瘤菌5kg／hm2拌种后在f9、f10试验小区分别套种，用根瘤菌7.5kg／hm2拌种后在f11、f12试验小区分别套种；
1.2紫云英种植田间管理
步骤1.1所述前茬水稻收获后开沟，在f9、f10、f11、f12试验小区，每隔3m开1条直沟，形成“十”字沟，达到沟沟相通、排灌自如、雨停沟干，保持田面湿润而不积水；
1.3紫云英翻耕还田与上水沤田
对于f9试验小区，在紫云英旺长期翻压还田，对于f10试验小区，在紫云英始花期翻压还田，对于f11试验小区，在紫云英盛花期翻压还田，对于f12试验小区，在紫云英末花期翻压还田，f9、f10、f11、f12试验小区的耕作深度不小于20cm；所述紫云英翻压还田后上水，保持水层15天；
2）水稻种植
2.1水稻育秧及移栽
水稻品种选择南粳9108（其他实施例中，可选择除南粳9108外的适宜当地种植的水稻品种），在步骤1）种植紫云英的第二年，2020年5月上旬进行水稻播种，水稻播种前晒种1天后进行水稻种子处理：浸种48h，催芽；然后进行水稻育秧；然后在2020年6月上旬在步骤1.3紫云英翻耕还田与上水沤田后的f9、f10、f11、f12试验小区大田中分别进行移栽；
2.2水稻种植施肥
对f9、f10、f11、f12试验小区大田进行施肥：氮肥减量20%，所施肥折纯n为200-230kg·hm-2、纯磷为75kg·hm-2、纯钾为75kg·hm-2，基（蘖）肥与穗肥之比为6﹕4；
2.3水稻种植田间管理及测产
对f9、f10、f11、f12试验小区的大田进行田间管理；95%以上实粒黄熟后收割测产，水稻收割后的稻茬粉碎抛洒均匀还田。
3）紫云英翻耕还田生物量鲜重测定
在f9、f10、f11、f12试验小区，在紫云英旺长期、始花期、盛花期和末花期选定长势均匀的2个1m2作为鲜重测产小区，进行生物量鲜重测定。
4）氨挥发测定选择盆栽试验
采用4个45cm×34cm×32.5cm塑料集装箱，将f9、f10、f11、f12试验小区中紫云英翻压还田后相同体积土壤分别放入4个塑料集装箱中，上水沤田15天；在d1试验小区大田中移栽水稻时，也在4个放入f9、f10、f11、f12试验小区中紫云英翻压还田后相同体积土壤的塑料集装箱中分别移栽水稻，每个塑料集装箱种植6穴水稻，每穴3苗。
5）氨挥发排放测定
与实施例1的测定方法相同。
6）产量测定
与实施例1的测定方法相同。
4、结果
1）紫云英翻耕还田生物量鲜重测定
紫云英翻耕还田生物量鲜重，盛花期>末花期>始花期>旺长期，表明盛花期鲜重最高。实施例3中，紫云英套种前2天进行浸种，捞出后晾干，用根瘤菌5～7.5kg／hm2拌种后套种紫云英，紫云英翻耕还田生物量鲜重比不用根瘤菌5～7.5kg／hm2拌种增加7%以上。所述紫云英翻压还田生物量鲜重从始花期至盛花期为25～35t·hm-2。
2）氨挥发排放强度
氨挥发排放强度用来表示单位籽粒产量下的氨挥发损失量，是评价环境效应的重要指标之一。3个实施例测定结果，采用紫云英翻耕还田后的试验小区比没有采用紫云英翻耕还田后的d1、d2试验小区的氨挥发排放强度低20%以上，表明通过紫云英翻耕还田可显著降低氨挥发排放强度。
通过紫云英翻耕还田，在其他条件相同的情况下，氮肥减量15%下的氨挥发排放强度略高于氮肥减量20%下的氨挥发排放强度，氮肥减量20%下的氨挥发排放强度略高于氮肥减量25%下的氨挥发排放强度。
3）对水稻产量影响
实施例1中，d1相比f1、f1’、f1”无显著差异，f2、f2’、f2”增产190kg·hm-2以上；f3、f3’、f3”增产500kg·hm-2以上；f4、f4’、f4”增产210kg·hm-2以上。
通过紫云英翻耕还田，在其他条件相同的情况下，氮肥减量15%下的水稻产量略高于氮肥减量20%下的水稻产量，氮肥减量20%下的水稻产量略高于氮肥减量25%下的水稻产量。
实施例3中，紫云英套种前2天进行浸种，捞出后晾干，用根瘤菌5～7.5kg／hm2拌种后套种紫云英，水稻产量比不用根瘤菌5～7.5kg／hm2拌种增加5%以上。
实施例1与实施例2相比，紫云英套种时间、所套种紫云英的套种量、紫云英种植田间管理、紫云英翻耕还田后上水沤田保持水层时间、水稻播种前晒种时间等参数上有区别，对氨挥发排放强度、水稻产量影响较小。
综上所述，紫云英在始花期至盛花期翻压还田，可减少水稻季20%氮肥施用量，降低后茬稻田氨挥发排放强度降低20%以上，提高后茬水稻产量190kg·hm-2以上。
1.一种基于紫云英还田的水稻化肥减施增效方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）种植紫云英
1.1紫云英套种
在前茬水稻收获前10～15天套种紫云英，所套种紫云英的套种量为30～45kg/hm2，套种前2天进行浸种，捞出后晾干；
1.2紫云英种植田间管理
步骤1.1所述前茬水稻收获后开沟：每隔3～5m开1条直沟，形成“十”字沟或“井”字沟，达到沟沟相通、排灌自如、雨停沟干，保持田面湿润而不积水；
1.3紫云英翻耕还田与上水沤田
步骤1.1所述紫云英在始花期至盛花期翻压还田，耕作深度不小于20cm；所述紫云英翻压还田后上水，保持水层15～20天；
2）水稻种植
2.1水稻育秧及移栽
选择适宜当地种植的水稻品种，在步骤1）种植紫云英的第二年，5月上中旬进行水稻播种，水稻播种前晒种1～2天后进行水稻种子处理：浸种48h，催芽；然后进行水稻育秧；然后在6月上中旬移栽至步骤1.3紫云英翻耕还田与上水沤田后的大田中；
2.2水稻种植化肥减施
对步骤2.1水稻育秧及移栽后的大田进行施肥：氮肥减量15%～25%；
2.3水稻种植田间管理及测产
对步骤2.2水稻种植化肥减施后的大田进行田间管理；95%以上实粒黄熟后收割测产，水稻收割后的稻茬粉碎抛洒均匀还田。
2.根据权利要求1所述的一种基于紫云英还田的水稻化肥减施增效方法，其特征在于：所述步骤1.1紫云英套种中，所述紫云英套种前2天进行浸种，捞出后晾干，用根瘤菌5～7.5kg／hm2拌种后套种。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于紫云英还田的水稻化肥减施增效方法，其特征在于：所述步骤2.2水稻种植化肥减施中，对步骤2.1水稻育秧及移栽后的大田进行施肥，所施肥折纯n为200-230kg·hm-2、纯磷为75kg·hm-2、纯钾为75kg·hm-2，基（蘖）肥与穗肥之比为6﹕4。
技术总结