一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法
【專利摘要】本發明公開了一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，即在雙季稻期間按照一定比例間作種植水稻和水合歡，此時水合歡可在水田環境中與水稻相伴生長，其水田表面上的根瘤菌可以固氮而增加土壤氮含量。早稻收獲后，把水合歡可食用部分收獲，不可食用部分作為綠肥全部翻壓還田；晚稻收獲后繼續冬種水合歡，并在次年早稻種植前一個月左右把冬種水合歡的可食用部分收獲，不可食用部分作為綠肥全部翻壓還田。本發明提出的水稻和水合歡間輪作的種植方法在提高水稻產量的同時不僅能維持土壤肥力，還能減少化肥氮的投入，從而減緩水稻生產造成的面源污染。
【專利說明】
一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法
技術領域
[0001]本發明涉及農業種植技術領域，更具體地，涉及一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法。
【背景技術】
[0002]目前水稻對氮肥的需求極高，而過量的化肥氮投入又帶來嚴重的農業面源污染問題，因此減少化肥氮投入對于減緩農業面源污染具有重要意義。禾本科和豆科間作是減少化肥氮投入并能提高單位土地面積產量和經濟效益的有效種植模式。但這些研究多數是在旱地進行，水合歡(# epi u/3ia o_/eracea，英文名為water mimosa)為豆科細枝水合歡屬的多年生水生草本植物，植株在水田、湖泊等水域以浮水方式生長，因此在華南地區雙季稻種植時期可以在水田環境下按照一定比例間作種植水稻和水合歡。間作模式下水合歡有兩種應用，一方面可作為食用蔬菜，另一方面其水田表面上的根瘤菌可以進行固氮，在水田干濕交替過程中，根瘤菌固氮活性增強，因此可作為綠肥。早稻生產結束后把水合歡的可食用部分收獲，不可食用部分作為綠肥全部翻壓還田以培肥地力。晚稻生產結束后繼續冬種水合歡，在次年早稻種植前一個月左右可收獲水合歡可食用部分，并把不可食用部分作為綠肥翻壓還田。
[0003]水合歡目前在臺灣，以及越南、泰國等東南亞國家是重要的水生蔬菜，在華南地區也適合種植。在我國，水合歡只在湖北地區引種栽培，但因植物無法在-4 °C環境下越冬而未能大面積推廣，其他地區暫未發現大量種植。經試驗觀測發現，由于水合歡是匍匐生長，對臺風災害的忍受能力極強，因此在水合歡和水稻間作模式下，即使遇到風災導致水稻失收，仍可保證農民獲得水合歡產量和收入，減少風災損失。除食用價值外，水合歡病蟲害少，不需使用大量農藥，管理方便，有利于實現有機栽培，當前水田環境中對于豆科作物和水稻的間作生產模式在國內外尚未見報告。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中存在的上述缺陷，提供一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的:
一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，是在早稻種植時期，按照一定比例間作種植早稻和水合歡，早稻收獲后把水合歡可食用部分收獲，不可食用部分作為綠肥全部翻壓還田；在晚稻種植時期，按照與早稻相同的比例間作種植晚稻和水合歡，晚稻收獲后，把水合歡可食用部分收獲，保留水合歡的不可食用部分進行冬種，并在次年早稻種植前一個月把冬種的水合歡可食用部分收獲，不可食用部分作為綠肥全部翻壓還田。
[0006]本發明所要解決的技術問題是在水體環境下實現豆科與水稻間輪作體系，通過將具有食用經濟價值的豆科植物水合歡與水稻間輪作，利用水合歡的固氮作用增加土壤氮含量，并減少化肥氮投入，進而減少農業面源污染。該方法通過在稻田中按相關規程間作種植水稻和水合歡，利用豆科植物作為綠肥而減少化肥氮投入，同時能提高單位土地面積的生產力和經濟效益。
[0007]本發明所述的水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，包括以下步驟:
51.間作水合歡和早稻:
Sll.整地、秧苗移栽:早稻種植期間，移栽早稻秧苗的同時插種水合歡，早稻秧苗和水合歡間作種植比例為4: 3，每4行早稻秧苗作為一個水稻種植帶，每3行水合歡作為一個水合歡種植帶;所述早稻秧苗插種株行距的規格為(20?25)cmX (20?25)cm;水合歡插種株行距為(15?20)cmX(20?25)cm;種植行帶為東西走向。
[0008]S12.水分管理:早稻秧苗移栽20天內保持7cm?1cm水層，早稻分蘗末期采用干濕交替灌溉為主，干田時間為3?5天，每次干田后灌3?5 cm水層，孕穗期前后保持5cm?7cm水層，成熟期采用淺濕灌溉并保持土壤濕潤不干燥開裂。
[0009]S13.肥料管理；
514.水合歡和早稻收獲:在插種水合歡60?75天收割水合歡，待早稻成熟后收割早稻；
515.還田:早稻收割后，將水合歡不可食用部分全部翻壓還田作為綠肥；
52.間作水合歡和晚稻:
521.晚稻種植期間，整地、秧苗移栽、水分管理、肥料管理同S11、S12、S13;
522.水合歡和晚稻收獲:在插種水合歡55?75天收割水合歡，待晚稻成熟后收割晚稻；
53.冬種水合歡:
531.晚稻收獲后，保留水合歡的不可食用部分進行冬種，待其重新長出新枝條；
532.冬種肥料管理:每畝施2kg尿素促進水合歡新枝生長；
533.冬種水分管理:冬種前期，田面保持3?5cm水層10天，10天后每周灌水一次，每次灌3?5cm水層；
534.水合歡收獲還田:次年早稻種植前一個月，把冬種水合歡的可食用部分收獲，不可食用部分全部翻壓還田作為綠肥。
[0010]現有技術中有關水稻與其他作物間作或輪作的研究有很多，然而有些間作或輪作是為了防止稻田中的病蟲草害，有的則是為了獲得水稻和其他作物產量，另外，水稻與其他作物輪作或間作后形成一個小的生態圈，針對某種具體的作物，其與水稻間作或輪作的的模式需要作相應的調整。本發明中“間作+輪作”模式具有特定的技術參數和主要目的，即通過水合歡的固氮作用和綠肥生產減少水稻生產過程中氮肥的投入和農業面源污染，以及提高單位面積的土地生產力和經濟效益，同時，本發明中“間作+輪作”模式也具有作物間輪作帶來的其他好處。
[0011]本發明上述水分管理可以達到3個目的:(I)滿足水合歡對水分的最基本需求；
(2)有利于提高水合歡根瘤的活性(發明人研究發現:在長期淹水和缺氧條件下，水合歡不易生成根瘤)；(3)使水合歡根瘤更充分的和空氣接觸，從而把空氣中的氮固定在根瘤部位。
[0012]優選地，Sll和S21所述水合歡插種是截取15?20cm的成熟水合歡的莖部扦插到水田土壤中，扦插時將莖部一端以3?7度角斜插入土壤中，入土深度4?5 cm，莖部的地上部自然平貼于水面，以便其貼水面匍匐生長。
[0013]優選地，S13所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽前每畝施8?10 kg尿素、19?22 kg過磷酸鈣和8?1kg氯化鉀作為基肥，或者每畝施800?1000 kg腐熟雞糞肥作為基肥。
[0014]優選地，SI3所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽后15?18天，每畝施4?5kg尿素促進水稻分蘗和水合歡生根。
[0015]優選地，S13所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽后30?35天，每畝施5?8 kg尿素和8?1kg氯化鉀，促其水合歡生長，同時兼顧水稻幼穗分化營養所需。
[0016]優選地，S13所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽后53?56天，每畝施2?3 kg尿素作為水合歡的壯莖肥。
[0017]優選地，所述水合歡和水稻的收獲方式為:水合歡覆蓋其種植行帶面積的90%以上收割，收割時只采收30 cm以內的幼嫩部分，而后待水稻成熟時收割水稻。
[0018]優選地，S11、S21中所述整地是指在移栽前耕地并平整稻田，耕作層深度為25?35cm0
[0019]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
本發明提供了一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，是在早稻種植時期，按照一定比例間作種植早稻和水合歡，早稻收獲后把水合歡可食用部分收獲，不可食用部分作為綠肥全部翻壓還田；在晚稻種植時期，按照與早稻相同的比例間作種植晚稻和水合歡，晚稻收獲后，把水合歡可食用部分收獲，保留水合歡的不可食用部分進行冬種，并在次年早稻種植前一個月把冬種的水合歡可食用部分收獲，不可食用部分作為綠肥全部翻壓還田；由于水合歡是匍匐生長，對臺風忍受能力極強，因此在間作模式下，即使遇到風災導致水稻失收，仍可保證農民獲得水合歡的產量和收入;另外，水合歡病蟲害少，不需使用大量農藥，可做為綠色蔬菜或者有機栽培;通過間作水合歡和水稻，種植試驗結果表明:
(I)在低氮肥投入情況下，與水稻單作相比，間作處理提高了水稻的單位面積產量，水稻的實占單位面積產量比單作增加35.3%;在減少供氮條件下，間作模式下的土地當量比為
1.22，增產率達到21.8%，表明在相同種植面積下，間作栽培模式的作物產量高于單作模式，同時能有效減少氮肥施用。(2)在同等施氮水平下，經2季種植后，單作水稻模式的土壤全氮和堿解氮的含量分別比種植前下降了 4.07%和4.13%。然而在同等施氮量下，間作栽培模式經2季種植后土壤全氮和堿解氮分別比種植前增加了 1.2%和4.7%。這說明水合歡作為水生豆科植物，可從共生固氮的種植體系中向土壤輸入氮，能在一定程度上培肥地力，進而增加土壤向水稻供應的氮素營養，因此間作模式既可以減少氮的投入，也可以減少農田的面源污染。(3)水合歡是匍匐生長植物，與水稻在高度上不存在空間競爭關系，因此在間作模式下，與水合歡相鄰行帶的水稻葉片處于立體受光態勢，明顯優于單作模式下的平面受光態勢，與水合歡相鄰行帶的水稻由于處在更為開放的空間，因此與單作相比，水稻群體的通風透光性明顯得到改善，有利于促進水稻高產。水稻和水合歡的間作搭配改變了作物生長的微環境，增加了作物群體間的光照、通風狀況以及濕度條件，加上間作對水稻病蟲害形成的“密度稀釋”效應，結果會減少稻瘟病的滋生條件，進而降低了稻瘟病的發生概率。在完全不使用農藥的情況下，和水合歡間作的水稻的紋枯病和稻瘟病的發病率大大降低(與在常規單作水稻中使用化學農藥時水稻的紋枯病和稻瘟病的發病率相當)；進而有利于提高水稻的產量和品質。
【附圖說明】
[0020]圖1為水合歡和水稻間輪作方法中水稻秧苗和水合歡移栽后的效果圖。
[0021 ]圖2為水合歡和水稻間輪作方法中水合歡著根后開始生長的效果圖。
[0022]圖3為水合歡和水稻間輪作方法中水合歡生成的根瘤效果圖。
[0023]圖4為水合歡和水稻間輪作方法中水合歡收獲期的效果圖。
[0024]圖5為水合歡和水稻間輪作方法中冬種后水合歡生成的根瘤效果圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合說明書附圖和具體實施例對本發明作進一步的解釋說明，但具體實施例并不對本發明作任何限定。除非特別說明，實施例中所涉及的試劑、方法均為本領域常用的試劑和方法。本發明對化合物的來源不做任何形式的限定。
[0026]實施例1
分A、B、C三個實驗稻田處理，其中稻田A處理為水稻單作處理，稻田B處理為水合歡單作處理，稻田C處理則采用水稻和水合歡間輪作種植方式。每個處理各四次重復，且按隨機區組排列。所有處理均選取常規化肥作為肥料，施肥方式和用量一致。稻田C的詳細種植操作過程為:
S1.雙季稻種植時期按照一定比例間作種植水稻和水合歡。
[0027]Sll.整地:移栽之前耕地并平整稻田，耕作層深度為25cm?35 cm。
[0028]SI2.秧苗移栽:早稻和晚稻期間，在移栽水稻秧苗的同時插種水合歡;水稻秧苗和水合歡按照一定比例間作種植;水稻與水合歡間作種植的比例為4: 3，每4行水稻作為一個水稻種植帶，每3行水合歡作為一個水合歡種植帶；所述水稻秧苗的插種株行距規格為20cm X 20cm;水合歡插種株行距為15cm X 20cm;水合歡幼苗采用扦插方式進行移栽，插種方式是截取15?20 cm的成熟水合歡的莖部扦插到水田土壤中，扦插時將莖部一端以3?7度角斜插入土壤中，入土深度4?5 cm，莖部的地上部自然平貼于水面，以便其貼水面匍匐生長;水稻和水合歡的種植行帶為東西走向。
[0029]S13.水分管理:移栽20天內保持7?1cm水層，以兼顧水稻返青以及水合歡移栽苗的著根和恢復。與常規稻田水分管理不同，水稻分蘗末期不進行曬田，采用干濕交替灌溉為主，干田時間為3?5天，每次干田后灌3?5 cm水層;孕穗期前后維持5?7cm水層，成熟期采用淺濕灌溉并保持土壤濕潤不干燥開裂。
[0030]S14.肥料管理:早稻和晚稻移栽前每畝施8?10 kg尿素、19?22 kg過磷酸鈣和8?1kg氯化鉀作為基肥;在移栽后15?18天，每畝施4?5 kg尿素促進水稻分蘗和水合歡生根;在移栽后30?35天，每畝施5?8 kg和8?1kg氯化鉀促水合歡生長，同時兼顧水稻幼穗分化營養所需;在移栽后53?56天每畝施2?3 kg尿素作為水合歡的壯莖肥。
[0031]S15.水合歡和早稻收獲:早稻期間，水合歡在種植60?75天后可收割，實際收割時間根據田面覆蓋面積而定，植株覆蓋水合歡種植行帶面積的90%以上即可收割;收割時只采收30cm以內的幼嫩部分;待水稻成熟時收割水稻。
[0032]S16.早稻水合歡還田:早稻收割后將水合歡不可食用部分全部翻壓還田作為綠肥。
[0033]S17.水合歡和晚稻收獲:晚稻期間，水合歡種植55?75天后可收割，實際收割時間根據田面覆蓋面積而定，植株覆蓋水合歡種植行帶面積90%以上即可收割;待水稻成熟時收割水稻。
[0034]S2.冬種水合歡:
S21.在晚稻和水合歡可食用嫩莖收獲后冬種水合歡，即保留水合歡的不可食用部分，待其重新長出新枝條。
[0035]S22.肥料管理:待晚稻和水合歡收割后每畝施2 kg尿素促進水合歡新枝生長。
[0036]S23.水分管理:冬種前期田面保持3?5cm水層10天左右，以便水合歡新枝生長，同時促進水稻根部留茬腐解，為水合歡提供養分；由于氣溫下降，水合歡需水量減弱，因此10天后每周灌水一次，每次灌3?5 Cm水層，以供水合歡生長的水分需求。
[0037]S24.水合歡收獲還田。次年早稻種植前一個月左右把水合歡的可食用部分收獲，不可食用部分全部翻壓還田作為綠肥。
[0038]稻田C處理模式下，水合歡有兩種作用，一方面可作為食用蔬菜，另一方面其根瘤菌可以進行固氮，把空氣中的氮固定到植株體內，并通過還田腐解而轉移到土壤，達到培肥地力的效果。在低氮投入下，經過2季種植后，稻田A處理單作模式下的土壤全氮和堿解氮含量分別比種植前下降了 4.07%和4.13%。然而C處理模式下的土壤全氮和堿解氮含量分別比種植前增加了 1.2%和4.7%。這說明水合歡能有效培肥地力，在一定程度上可為水稻增加氮素供應量。
[0039]實施例2
實驗方法同實施例1，唯一不同的是，S14的肥料管理按照以下步驟進行:早稻和晚稻移栽前每畝施腐熟雞奠肥800?1000 kg作為基肥;在移栽后15?18天，每畝施3?4 kg尿素；在移栽后30天施5?8 kg尿素;在移栽后53?56天每畝施2?3 kg尿素促進作為水稻的保花月巴，同時作為水合歡的壯莖肥。
【主權項】
1.一種水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，包括以下步驟: 51.間作水合歡和早稻: 511.整地、秧苗移栽:早稻種植期間，移栽早稻秧苗的同時插種水合歡，早稻秧苗和水合歡間作種植比例為4: 3，每4行早稻秧苗作為一個水稻種植帶，每3行水合歡作為一個水合歡種植帶;所述早稻秧苗插種株行距的規格為(20?25)cmX (20?25)cm;水合歡插種株行距為(15 ?20)cmX(20 ?25)cm; 512.水分管理:早稻秧苗移栽20天內保持7cm?1cm水層，早稻分蘗末期采用干濕交替灌溉為主，干田時間為3?5天，每次干田后灌3?4cm水層，孕穗期前后保持5cm?7cm水層，成熟期采用淺濕灌溉并保持土壤濕潤不干燥開裂； 513.肥料管理； 514.水合歡和早稻收獲:在插種水合歡60?75天收割水合歡，待早稻成熟后收割早稻； 515.還田:早稻收割后，將水合歡不可食用部分全部翻壓還田作為綠肥； 52.間作水合歡和晚稻: 521.晚稻種植期間，整地、秧苗移栽、水分管理、肥料管理同SI1、S12、S13; 522.水合歡和晚稻收獲:在插種水合歡55?75天收割水合歡，待晚稻成熟后收割晚稻； 53.冬種水合歡: 531.晚稻收獲后，保留水合歡的不可食用部分進行冬種，待其重新長出新枝條； 532.冬種肥料管理:每畝施2kg尿素促進水合歡新枝生長； 533.冬種水分管理:冬種前期，田面保持3?5cm水層10天，10天后每周灌水一次，每次灌3?5cm水層； 534.水合歡收獲還田:次年早稻種植前一個月，把冬種水合歡的可食用部分收獲，不可食用部分全部翻壓還田作為綠肥。2.根據權利要求1所述的水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，Sll和S21所述水合歡插種是截取15?20cm的成熟水合歡的莖部扦插到水田土壤中，扦插時將莖部一端以3?7度角斜插入土壤中，入土深度4?5 cm，以便其貼水面匍匐生長。3.根據權利要求1所述的水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，S13所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽前每畝施8?10 kg尿素、19?22 kg過磷酸鈣和8?1kg氯化鉀作為基肥，或者每畝施800?1000 kg腐熟雞糞肥作為基肥。4.根據權利要求1所述的水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，S13所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽后15?18天，每畝施4?5kg尿素。5.根據權利要求1所述的水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，S13所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽后30?35天，每畝施5?8 kg尿素和8?1kg氯化鉀。6.根據權利要求1所述的水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，S13所述肥料管理中，早稻或晚稻移栽后53?56天，每畝施2?3 kg尿素。7.根據權利要求1所述的水合歡和水稻間輪作同時生產水生蔬菜和綠肥的方法，其特征在于，S11、S21中所述整地是指在移栽前耕地并平整稻田，耕作層深度為25?35 cm。
【文檔編號】A01G1/00GK105993472SQ201610342772
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】章家恩, 梁開明, 張少斌, 羅明珠, 秦鐘, 郭靖
【申請人】華南農業大學