为了探讨紫云英+双季稻(ZDD)、油菜+双季稻(YDD)、冬闲+双季稻(XDD)三种复种方式下土壤性状变化、水稻生长发育和氮素养分吸收利用规律,采用田间实验和室内分析的方法,于2009-2011年就三种不同复种方式下土壤理化和生物学性状、水稻生长发育、水稻营养特性和不同复种方式下氮肥运筹对水稻生长的影响等方面进行了较为系统的研究。主要研究结果如下：
1.不同复种方式对稻田土壤特性的影响
冬种紫云英和油菜有利于土壤物理性状改善。土壤容重降低,总孔隙度、毛管孔隙度和毛管持水量上升,冬种紫云英对耕层土壤肥力的增加和保持有积极意义。与冬闲相比,冬种紫云英和油菜均有提高早稻生育前、中期土壤温度的作用。
冬种紫云英和油菜有利于土壤养分含量的增加；冬种油菜对提高土壤磷的含量作用明显；但冬种紫云英会导致还原性物质增加,pH和Eh值下降。土壤中三大微生物总量冬种紫云英>冬种油菜>冬闲,差异达极显著水平。
2.不同复种方式对水稻生长发育的影响
在施肥量相同前提下,与冬种油菜和冬闲相比,紫云英与化肥配合提高了水稻单位面积有效穗和每穗粒数,并显著提高水稻产量；促进水稻干物质积累,提高水稻干物质表观输出率和转换率,显著提高水稻根系的总干重。
冬种紫云英和油菜有利于水稻抽穗期和抽穗后15天颖花伤流量增加,较好切合籽粒灌浆需求,提高籽粒灌浆速率。叶面积指数、群体光合势、总库容量和群体势粒比均呈ZDD>YDD>XDD,且均与产量显著正相关。粒叶比XDD>YDD>ZDD,与产量呈显著负相关。
3.不同复种方式水稻营养特性研究
冬种紫云英有利于水稻对氮、磷和钾素养分的积累,冬种油菜对水稻磷的吸收效果明显。生产100kg籽粒所需的N、K20的需要量ZDD最高,XDD最小；P205需要量为YDD>ZDD>XDD。氮素干物质生产效率、稻谷生产效率ZDD低于YDD、XDD,而氮素吸收利用效率高于YDD、 XDD。两年早、晚稻氮吸收总量、磷吸收总量、钾吸收总量与产量显著正相关。
4.不同复种方式下氮肥用量对水稻生长发育的影响
在施氮量为0-180kg/hm2范围内,不同复种方式产量均随施肥量的增加而显著增加。当施氮量超过180kg/hm2时,产量显著降低。ZDD早、晚稻最高产量分别比YDD、XDD高12.5%、9.3%和6.4%、12.5%。
不同复种方式干物质积累量均随氮肥用量的增加而增加。早、晚稻干物质积累量平均值呈ZDD>YDD、XDD,冬种紫云英和油菜有利于水稻干物质积累。
随着氮肥用量的增加,不同复种方式早、晚稻生产100kg籽粒所需要的氮量也逐渐增加。氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率平均值ZDDYDD、XDD;氮素吸收利用率平均值ZDD为46.34%,YDD为42.73%,XDD为41.91%。与XDD相比,紫云英与化肥配合施用促进氮素吸收利用效率的提高。
5.不同复种方式下氮肥运筹对水稻生长发育的影响
在施氮量为180kg/hm2时,ZDD处理早稻取得最高产量时的穗肥施用比例较YDD和XDD处理高10%。基蘖肥与穗肥比例相同时,水稻产量呈ZDD>YDD、XDD,冬种紫云英有利于产量提高。
不同复种方式早、晚稻干物质积累量均随穗肥比例下降而下降。紫云英替代部分化肥有利于水稻干物质积累,早、晚稻干物质积累量平均值ZDD明显高于YDD与XDD。相关分析表明,穗肥施氮比例与于物质产量呈显著正相关。
在不同复种方式下,降低穗肥比例均不利于水稻对土壤氮和肥料氮的吸收利用。ZDD氮肥吸收利用效率最高时的基蘖肥与穗肥施氮比例早、晚稻均为7：3,YDD和XDD早稻均为8：2,晚稻均为7：3。
