不同綠肥翻壓還土后植煙土壤主要養分動態變化

趙炯平，鄧小華，江智敏，鄭宏斌，張仲文，覃 勇，田 峰，張明發

(1 浙江中煙工業有限責任公司，杭州 310009； 2 湖南農業大學，長沙 410128； 3 湖南省煙草公司湘西自治州公司，吉首 416000)

不同綠肥翻壓還土后植煙土壤主要養分動態變化

趙炯平1，鄧小華2*，江智敏1，鄭宏斌1，張仲文1，覃 勇2，田 峰3，張明發3

(1 浙江中煙工業有限責任公司，杭州 310009； 2 湖南農業大學，長沙 410128； 3 湖南省煙草公司湘西自治州公司，吉首 416000)

為探索不同綠肥翻壓還土對土壤養分的影響，采用大田試驗研究了光葉紫花苕、箭舌豌豆、紫云英、普通黑麥草、冬牧70、滿園花等6種綠肥翻壓后土壤主要養分含量的動態變化。結果表明：(1)綠肥翻壓還土能夠提高土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，分別為2.64%～13.33%、19.25%～40.99%、2.32%～18.75%、47.94%～76.50%；(2)不同綠肥品種以普通黑麥草提高土壤有機質幅度最大，以箭舌豌豆提高土壤堿解氮和有效磷幅度最大，以紫云英提高土壤速效鉀幅度最大；(3)不同綠肥種類以禾本科綠肥提高土壤有機質的效果較好，以豆科綠肥提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的效果最好。

綠肥；植煙土壤；土壤養分

湘西自治州地處云貴高原向東部平原過渡區域的武陵山區，生態條件優越，水熱資源豐富，是中國優質煙葉的重要產區之一[1～3]。由于植煙年限延長和化肥長期施用，植煙土壤質量衰退已成為湘西煙葉產業發展的重要障礙因素之一。充分利用冬季光熱資源和空閑茬口種植綠肥翻壓還土，既能覆蓋地面保持水土，又能活化與富集土壤磷、鉀等養分[4]，還能提高土壤有機質含量，為后季作物提供速效養分[5，6]，進而提高烤煙產質量[7]。近年來，已有不少學者在利用種植綠肥提升和改良土壤肥力方面做了許多卓有成效的研究。胡穎梅[8]在陜西省、徐祥玉等[9]在湖北省、劉國順等[10]在河南省、潘福霞等[11]采用盆栽試驗研究了不同種類綠肥對土壤養分的影響，羅玲等[12]研究了綠肥不同翻壓年限對植煙土壤養分的影響。但不同種類綠肥翻壓對湘西旱地植煙土壤養分的研究鮮有報道。本研究分析了在湘西州種植的6種綠肥翻壓還土后植煙土壤主要養分的動態變化，旨在探究綠肥翻壓對植煙土壤的改良功效，為植煙土壤質量的維持和進一步提高湘西煙葉質量提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2013年在湘西自治州鳳凰縣千工坪鄉巖板井村(海拔452 m，經度E 109.30°，緯度N 28.01°)進行。供試土壤為石灰巖母質發育的旱地土壤，土壤pH 6.23，有機質10.46 g/kg，堿解氮38.20 mg/kg，有效磷9.75 mg/kg，速效鉀108.76 mg/kg。其烤煙生產主要依靠天然降水和土壤自身蓄水。種植制度為一年一熟(烤煙)。

試驗共設7個處理，分別為光葉紫花苕(T1)、箭舌豌豆(T2)、紫云英(T3)、普通黑麥草(T4)、冬牧70(T5)、滿園花(T6)等6個綠肥品種，以冬季休閑為對照(CK)。T1～T6鮮草的全氮含量分別為4.94%、3.72%、4.12%、2.65%、2.40%、2.70%，全磷含量分別為0.55%、0.54%、0.52%、2.34%、2.29%、2.41%，全鉀含量分別為2.23%、3.19%、3.55%、2.32%、2.29%、2.41%。每個處理3次重復，隨機區組排列。小區長6.5 m，寬6 m，煙壟行距1.2 m，株距0.5 m，小區面積39 m2，栽煙65株。在2012年10月份烤煙收獲后拔除煙稈和雜草，地塊翻耕后用條播方式播種綠肥。4月9日，將不同品種綠肥地上部分割斷，稱重地上部分后通過翻耕將綠肥翻壓還土，翻壓量均為22 500 kg/hm2，然后再起壟種植烤煙。

烤煙品種為云煙87，4月28日移栽，烤煙施氮量為105 kg/hm2(沒有扣除綠肥中的養分含量)，氮磷鉀比例為1∶1.22∶2.95。其他管理按照《湘西州烤煙標準化生產技術方案》執行。

1.2 土壤養分測定方法

分別于移栽后10、30、45、60、75、90 d，分小區隨機采集煙壟上兩株煙正中位置的0～20 cm土樣5個，混勻后用于測定土壤養分。有機質含量用重鉻酸鉀容量法、堿解氮含量用凱氏定氮儀堿解蒸餾法、有效磷含量用0.5 mol/L的碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法、速效鉀含量用1 mol/L醋酸銨浸提火焰光度計法測定[13]。

1.3 統計方法

采用Microsoft Excel 2003和SPSS17.0進行數據處理和統計分析。相對增量(%)=(翻壓綠肥-對照)/對照×100，以相對增量大小表示不同綠肥品種對土壤養分的影響大小。

2 結果與分析

2.1 土壤有機質含量動態變化

由圖1(a)可知，不同綠肥翻壓后土壤有機質含量的變化趨勢一致，均呈緩慢下降趨勢，但翻壓綠肥的土壤有機質含量始終大于對照。不同綠肥翻壓導致土壤有機質的增幅不同，光葉紫花苕增幅為4.92%～16.07%，平均增幅10.18%；箭舌豌豆增幅為0.88%～4.10%，平均增幅2.64%；紫云英增幅為3.28%～14.15%，平均增幅11.09%；普通黑麥草增幅為8.20%～16.98%，平均增幅13.33%；冬牧70增幅為6.84%～16.04%，平均增幅11.09%；滿園花增幅為0.82%～12.06%，平均增幅6.77%?？傮w上以普通黑麥草增幅最多。但不同時期略有差異，在翻壓后10 d，冬牧70和普通黑麥草翻壓后的土壤有機質含量變化明顯，增幅達到了9.8%和8.2%。普通黑麥草、紫云英和滿園花還土的土壤有機質變化較平緩，紫花苕子還土在后期的30 d內，土壤有機質含量下降明顯。土壤有機質在翻壓初期較高，可能是由于化肥的施入，初期造成了有機質的激發效應，促進了有機質的分解；隨后則是纖維素在微生物的作用下轉化為有機質，因而趨于平緩。

由圖1(b)可知，不同種類綠肥翻壓后土壤有機質相對增量變化均呈上升趨勢。豆科綠肥(光葉紫花苕、箭舌豌豆、紫云英)翻壓還土后土壤有機質增幅為4.10%～9.82%，平均增幅為7.31%；禾本科綠肥(普通黑麥草、冬牧70)翻壓還土后土壤有機質增幅為9.02%～16.51%，平均增幅為12.21%；十字花科綠肥(滿園花)平均增幅只有6.77%。總體上看，以禾本科綠肥還土的土壤有機質增幅較高。

圖1 翻壓不同綠肥后土壤有機質含量變化動態Fig.1 The dynamic of soil organic matter content under turnover different green manure

2.2 土壤堿解氮含量動態變化

由圖2(a)可知，6種綠肥翻埋后土壤堿解氮含量均明顯高于對照，說明綠肥還土能提高土壤堿解氮含量。綠肥翻埋還土的土壤堿解氮含量呈遞增的趨勢，但在翻埋60 d后增加緩慢，這主要與綠肥在大田分解釋放氮的規律有關。不同綠肥翻壓后土壤堿解氮的增幅不同，光葉紫花苕增幅為4.35%～24.27%，平均增幅19.21%；箭舌豌豆增幅為17.16%～38.60%，平均增幅30.65%；紫云英增幅為18.76%～48.12%，平均增幅40.99%；普通黑麥草增幅為14.42%～38.85%，平均增幅32.75%；冬牧70增幅為10.30%～31.14%，平均增幅25.47%；滿園花增幅為16.48%～38.35%，平均增幅31.88%?？傮w上看以紫云英增幅最多。

由圖2(b)可知，不同種類綠肥翻壓后土壤堿解氮相對增量變化在移栽后10～45 d均呈上升趨勢，但45 d以后呈緩慢下降趨勢。豆科綠肥翻壓還土后土壤堿解氮增幅為13.42%～36.26%，平均增幅為31.28%；禾本科綠肥翻壓還土后土壤堿解氮增幅為12.36%～33.74%，平均增幅為29.11%；十字花科綠肥平均增幅31.88%?？傮w上看，以豆科綠肥還土的土壤堿解氮增幅較高。

圖2 翻壓不同綠肥后土壤堿解氮含量變化動態Fig.2 The dynamic of soil available N content under turnover different green manure

2.3 土壤有效磷含量動態變化

由圖3(a)可知，不同綠肥翻壓后土壤有效磷含量的變化趨勢一致，均先上升后下降再上升。綠肥翻壓60 d前，土壤有效磷含量均高于對照；但在綠肥翻壓60 d后，禾本科綠肥和紫花苕子的土壤有效磷含量與對照差異不大。不同綠肥翻壓后土壤有效磷的增幅不同，光葉紫花苕增幅為0%～5.94%，平均增幅2.32%；箭舌豌豆增幅為14.43%～22.77%，平均增幅18.75%；紫云英增幅為7.77%～19.80%，平均增幅13.55%；普通黑麥草增幅為1.94%～8.91%，平均增幅4.80%；冬牧70增幅為0.97%～5.15%，平均增幅2.99%；滿園花增幅為6.80%～9.80%，平均增幅8.57%?？傮w上看以箭舌豌豆增幅最多。

由圖3(b)可知，不同種類綠肥翻壓后土壤有效磷相對增量總體上呈下降趨勢，但豆科綠肥在翻壓45 d前呈上升趨勢，45 d以后呈下降趨勢。豆科綠肥翻壓還土后土壤有效磷增幅為9.06%～16.17%，平均增幅為11.54%；禾本科綠肥翻壓還土后土壤有效磷增幅為1.46%～5.94%，平均增幅為3.89%；十字花科綠肥平均增幅只有8.57%?？傮w上看，以豆科綠肥還土的土壤有效磷增幅較高。

圖3 翻壓不同綠肥后土壤有效磷含量變化動態Fig.3 The dynamic of soil available P content under turnover different green manure

2.4 土壤速效鉀含量動態變化

由圖4(a)可知，對照土壤的速效鉀含量基本保持穩定，而翻壓綠肥的土壤速效鉀含量均明顯大幅度高于對照組。從變化趨勢來看，除光葉紫花苕翻壓后10～30 d土壤速效鉀上升外，其余所有處理土壤速效鉀含量都先下降后上升，各處理土壤速效鉀含量大致都在翻亞后45 d出現最低值，呈現V型變化。

不同綠肥翻壓后土壤速效鉀的增幅不同，光葉紫花苕增幅為31.63%～66.81%，平均增幅53.74%；箭舌豌豆增幅為64.24%～81.21%，平均增幅76.50%；紫云英增幅為53.35%～92.99%，平均增幅71.52%；普通黑麥草增幅為47.14%～70.17%，平均增幅61.06%；冬牧70增幅為27.67%～62.87%，平均增幅52.88%；滿園花增幅為32.57%～68.90%，平均增幅47.94%。總體上看以箭舌豌豆增幅最多。

由圖4(b)可知，不同種類綠肥翻壓后土壤速效鉀在翻壓后30 d前增幅下降，在30 ～ 60 d增幅增加，以后又下降。豆科綠肥翻壓還土后土壤速效鉀增幅為58.24%～76.60%，平均增幅為67.26%；禾本科綠肥翻壓還土后土壤速效鉀增幅為45.20%～64.60%，平均增幅為56.67%；十字花科綠肥平均增幅只有47.94%?？傮w上看，以豆科綠肥還土的土壤速效鉀增幅較高。

圖4 翻壓不同綠肥后土壤速效鉀含量變化動態Fig.4 The dynamic of soil available K content under turnover different green manure

3 討論

綠肥翻壓還土在一定程度上可以在當季提高植煙土壤中的有機質含量，不同綠肥品種以普通黑麥草提高土壤有機質的幅度最大；不同綠肥種類以禾本科綠肥提高土壤有機質的效果較好。綠肥翻壓后經分解和礦化，增加了土壤中的有機質含量，使植煙土壤有機質得以提高和更新，從而改善了土壤結構，為煙株生長發育創造了一個良好的環境，有利于煙葉的高產、穩產和高品質。

綠肥翻壓還土可提高植煙土壤堿解氮含量，不同綠肥品種以紫云英提高土壤堿解氮含量幅度最大；不同綠肥種類以豆科綠肥提高土壤堿解氮的效果最好。這可能與豆科綠肥的根瘤菌能夠固氮，其本身體內含氮量較高，從而積累和豐富了土壤中的氮素有關。烤煙對氮極其敏感，施氮量少，產量低，品質差；但施氮量過多，品質下降且可用性差。在煙草生育后期，翻壓綠肥的土壤堿解氮含量始終維持在較高水平，有可能是綠肥翻壓的時間過遲或翻壓量過大導致的。實際生產過程中，綠肥翻壓還土后化肥氮施用量應適當調減，以防止后期氮素供應過多，導致上部煙葉煙堿含量過高[16]。

綠肥翻壓還土能提高植煙土壤有效磷含量，不同綠肥品種以箭舌豌豆提高土壤有速磷含量幅度最大；不同綠肥種類以豆科綠肥提高土壤有效磷的效果最好。綠肥翻壓還土可以直接提供磷素，還能解除土壤對磷素的固定作用，通過還原、酸溶和絡合溶解以及促進解磷微生物增殖等活化土壤中難以利用的磷素。特別是豆科綠肥根系發達，根分泌的酸和酶較多，根際解磷微生物旺盛，吸磷能力強，分解難溶性磷的能力也強。在湘西煙區土壤有效磷含量不高的現實狀況下，種植綠肥并翻壓還土不失為緩解土壤磷肥供應不足的良策。

綠肥翻壓還土能提高植煙土壤速效鉀含量，不同綠肥品種以箭舌豌豆提高土壤有效磷含量幅度最大；不同綠肥種類以豆科綠肥提高土壤速效鉀的效果最好。綠肥尤其是豆科綠肥都具有強大的根系，對土壤潛在的鉀素具有較強的活化和吸收能力。因為發達的根系和主根入土深，能吸收深層土壤中的鉀素，待綠肥翻壓還土后在耕作層內富集；此外，綠肥具有較大的活性根表面積，對K+的親和力較強，土壤中各種形態鉀之間的平衡可以不斷被打破，不斷地使土壤中的礦物鉀轉變為有效鉀，從而提高土壤中的速效鉀含量。

本試驗只是統一了不同綠肥地上部分生物量，綠肥地下部分提供的養分量一般在10%以下[4]，對綠肥還田后的土壤養分的影響較少。因此，本試驗結果對探究不同綠肥翻壓對植煙土壤的改良功效還是具有一定意義的?？緹熒L過程中的土壤養分變化受烤煙施肥、綠肥養分釋放、烤煙對養分的吸收等的影響，這種影響的程度到底多大，還需進一步的研究探討。

[1] 鄧小華，周米良，田茂成，等.湘西州植煙氣候與國內外主要煙區比較及相似性分析[J].中國煙草學報，2012，18(3)：28-33.

[2] 鄧小華，楊麗麗，周米良，等.湘西喀斯特區植煙土壤速效鉀含量分布及影響因素[J].山地學報，2013，31(5)：519-526.

[3] 鄧小華，楊麗麗，陸中山，等.湘西煙葉質量風格特色感官評價[J].中國煙草學報，2013，19(5)：22-27.

[4] 菅攀鋒，鄧小華，田 峰，等.種植模式對湘西煙地綠肥生物量和養分積累量的影響[J].作物研究，2014，28(6)：618-611.

[5] 王 巖，劉國順.綠肥中養分釋放規律及對煙葉品質的影響[J].土壤學報，2006，43(2)：273-278.

[6] 程 森，吳家森，王 平，等.綠肥、雞糞和鈣肥使用對新墾紅壤土壤肥力和煙草生長的影響[J].中國煙草學報，2008，10(14)：39-44.

[7] 張明發，田 峰，田茂成，等.綠肥不同還田量對烤煙產質量的影響[J].作物研究，2013，27(5)：442-444.

[8] 胡穎梅.不同綠肥品種改良煙田土壤研究[J].陜西農業科學，2011(5)：50-53.

[9] 徐祥玉，王海明，袁家富，等.不同綠肥對土壤肥力質量及其煙葉產質量的影響[J].中國農學通報，2009，25(13)：58-61.

[10] 劉國順，羅貞寶，王 巖，等.綠肥翻壓對煙田土壤理化性狀及土壤微生物量的影響[J].水土保持學報，2006，20(1)：95-98.

[11]潘福霞，魯劍巍，劉 威，等.不同種類綠肥翻壓對土壤肥力的影響[J].植物營養與肥料學報，2011，17(6)：1359-1364.

[12]羅 玲，余君山，秦鐵偉，等.綠肥不同翻壓年限對植煙土壤理化性狀及烤煙品質的影響[J].安徽農業科學，2010，38(24)：13217-13219.

[13]魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科技出版社，2000.

[14]朱春茂，李志芳，吳文良，等.甜玉米/白三葉草秸稈還田的碳氮礦化研究[J].中國生態農業學報，2009，17(3)：423-428.

[15]劉衛群，郭群召，張福鎖，等.植煙土壤供氮狀況及煙葉含氮化合物與施氮量的關系[J].貴州農業科學，2004，32(4)：20-22.

[16]李 正，敬海霞，解昌盛，等.翻壓綠肥對植煙土壤理化性狀及烤煙常規化學成分的影響[J].華北農學報，2012，27 (增刊)：275-280.

Dynamic Changes of Main Nutrients in Tobacco-planting Soil Under Different Green Manure Application

ZHAO Jiong-ping1，DENG Xiao-hua2*，JIANG Zhi-min1，ZHENG Hong-bin1， ZHANG Zhong-wen1，QING Yong2，TIAN Feng3，ZHANG Ming-hua3

(1 China Tobacco Zhejiang Industrial Co.，Ltd，Hangzhou，Zhejiang 310009，China; 2 Hunan Agricultural University，Changsha， Hunan 410128，China; 3 Xiangxi Autonomous Prefecture Company of Hunan Tobacco Cooperation，Jishou，Hunan 416000，China)

In order to investigate the effect of different green manure application on soil main nutrient，a field experiment was conducted with vicia villosa，common vetch，milk vetch，ryegrass，Dongmu-70，radish.The results showed that (1)green manure application could improve the contents of soil organic matter，available N，available P，available K by 2.64%-13.33%，19.25%-40.99%，2.32%-18.75%，47.94%-76.50% respectively.(2) The influence of ryegrass was biggest on the soil organic matter among different green manure varieties，and common vetch on available N and available P，and milk vetch on available K.(3)The influence of graminaceous green-manure was biggest on the soil organic matter among different green manure types，while leguminous green manure on soil available N，available P，available K.

green manure; tobacco-planting soil; soil nutrient

2014-05-30

趙炯平(1971-)，男，工程師，主要從事煙草原料研究與基地建設，Email：t zhaojp@zjtobacco.com。

*通信作者：鄧小華，博士，教授，主要從事煙草科學與工程技術研究，Email：yzdxh@163.com。

浙江中煙工業有限責任公司項目(ZJZY2013B003)；湖南省煙草專賣局重點項目(13-14ZDAa03)。

S550.6

A

1001-5280(2015)02-0161-05

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.02.12