张济世，张 琳，丁 丽，刘春增*，吕玉虎，郑春风，张成兰，聂良鹏，曹卫东，张玉亭

    (1 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州 450002；2 信阳市农业科学院，河南信阳 464000；3 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081)

    水稻是全球一半以上人口的主要口粮作物，维持水稻可持续生产对于全球粮食安全至关重要[1-2]。中国作为世界上主要的水稻生产国之一，其种植面积占全球的18.5%，产量占全球的28.0%[3-4]。化肥的投入对水稻产量的提升起着决定性作用[5]。据统计，我国水稻生产中化肥用量增长幅度已超过世界平均水平[6]，大量化肥的投入不仅降低了资源利用效率，还会导致土壤质量退化以及温室气体排放等一系列生态环境问题，进而影响水稻作物系统的可持续性[7]。有机无机肥配施是一种可持续的生产管理策略，以畜禽粪便为有机肥源的生产方式已经快速发展，但是它们的应用可能会带来环境风险，如重金属和抗生素等[8-9]。因此，绿肥作为一种清洁高效的有机肥源获得了越来越多的关注。

    紫云英 (Astragalus sinicusL.)作为普遍种植的豆科绿肥，在水稻冬闲期间种植紫云英可以通过根瘤菌固定大气中的氮，提高土壤氮库，进而减少后茬作物氮肥的投入[10]。紫云英还田可以替代部分化肥，不仅减少了化肥用量，提高了资源利用效率，还可以改善土壤结构，增加水稳性大团聚体含量和有机碳的矿化速率，进而提高土壤氮有效性，促进作物对氮营养的吸收和累积，有助于水稻产量的提升[5]。但是不同水稻种植区域紫云英替代化肥的量以及对水稻生产的影响不尽相同。安徽沿江双季稻区的试验结果表明，与单施化肥相比，紫云英还田15～30 t/hm2和化肥减量30%配施可以显著增加水稻产量，提高土壤微生物碳氮含量，改善稻田土壤微环境[11]；也有研究发现，翻压紫云英22.5 t/hm2可以替换40%化肥，并且保证江西双季稻产量无显著降低，同时提高土壤有机质和全氮含量[12]；福建单季稻区的研究发现，在翻压紫云英18.0 t/hm2与60%常规化肥用量配施情况下仍可以维持水稻产量稳定，同时提高了养分利用效率[13]。

    氮是作物生长发育的重要营养元素之一。适宜的氮投入可以满足作物不同生育阶段对氮素的需求，可以更好的协调土壤氮素供应与作物氮需求之间的矛盾，不仅提高了作物产量和氮素利用效率，还可以减少氮素损失带来的一系列环境问题[14-15]。然而，目前关于紫云英还田与化肥配施的研究更多集中在水稻产量、氮素利用效率以及土壤质量方面，对水稻不同生育时期的干物质积累和群体特征以及根层土壤氮素供应的动态变化却鲜有报道 ......