三種紫色土上不同綠肥品種的生物量及養分差異

摘要：采用框栽法對不同綠肥品種的生物量和氮磷鉀養分進行分析比較，初步篩選出旱坡地不同紫色土上適宜的綠肥品種。結果表明，在酸性紫色土上，黑麥草和毛葉苕子是鮮干草產量較高且養分積累量較多的綠肥品種；在堿性紫色土上，蠶豆和黑麥草是鮮干草產量較高且養分積累量較多的綠肥品種；在中性紫色土上，黑麥草和紫云英是鮮干草產量較高且養分積累量較多的綠肥品種。因此，酸性紫色土上適宜種植和翻壓黑麥草和毛葉苕子，堿性紫色土上適宜種植和翻壓蠶豆和黑麥草，中性紫色土上適宜種植和翻壓黑麥草和紫云英。

關鍵詞：紫色土；綠肥；干鮮草產量；養分積累量

中圖分類號：S142 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）06-1320-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.010

Abstract： The method of box incubation was used to study differences of biomass and N，P，K nutrients in different varieties of green manure in three kinds of purple soil. Suitable varieties of green manure on upland sloping field with different kinds of purple soil were preliminarily screened. The results showed that fresh or dry grass yield， nutrient accumulation of ryegrass， hairy vetch were higher than those of other varieties of green manure in acid purple soil. Fresh or dry grass yield， nutrient accumulation of broad bean and ryegrass were higher and more than those of other varieties of green manure in alkaline purple soil. Fresh or dry grass yield， nutrient accumulation of ryegrass and milk vetch were higher than those of other varieties of green manure in neutral purple soil. Ryegrass and hairy vetch were suitable to be planted and pressed in acid purple soil. Broad bean and ryegrass were suitable to be planted and pressed in alkaline purple soil. Ryegrass and milk vetch were suitable to be planted and pressed in neutral purple soil.

Key words：purple soil； green manure； fresh or dry grass yield； nutrient accumulation

紫色土主要分布在中國南方地區，并且一般地處山地丘陵，其旱坡地占50%以上[1]，坡陡土薄，土粒粗大，保水保肥能力差，抗旱能力弱，礦質養分多，有效養分低。由于紫色土的成土母質天然養分豐富，易風化，易熟化[2]，因此其生產潛力很大，且紫色土經過改良后的利用價值也較大[3]。自20世紀90年代以來，由于糧食生產效益低、農村勞務經濟發展快等社會和經濟原因，南方紫色土的冬閑田面積不斷擴大。據調查，中國南方16省（市）的秋冬耕地種植面積僅占耕地面積的60%左右，冬閑田面積近2×107 hm2[4]。耕地的大量閑置不僅造成光、熱、水、土資源的大量浪費，同時也引起土壤質量退化、養分流失等生態環境問題。

利用冬閑田種植綠肥是中國南方紫色土重要的傳統管理措施，具有填閑、養地、兼用的多功能特點。自20世紀80年代后期以來，綠肥生產及相關研究基本處于停滯階段。近年來，在環境不斷惡化和資源耗竭加劇的背景下，高品質、低污染的農業生產愈發受到重視，清潔農業生產的理念被廣泛認同。綠肥是純天然、最清潔的有機肥源之一，有研究表明，綠肥是一種養分完全的優質有機肥料[4，5]，在改良土壤結構、提高土壤肥力等方面具有良好的表現[6-10]。此外，種植綠肥能延長地面覆蓋時間，增加地面的植被覆蓋度，防止地面濺蝕[11]，并能有效地利用豐富的光熱資源，控制水、土、肥的流失[12]，既可以防止土壤表面積鹽，又可以降低地下水位和鹽分，同時改良土壤的物理性質，并增加土壤有機質和微生物的含量[13，14]，且具有修復土壤重金屬污染[15]和防病[16]的特殊功能，從而徹底改善周圍的生態環境，以達到用地養地的目的。因此，綠肥可作為紫色土培育的重要途徑之一。

綠肥作物的生物量和養分特性是其用作綠肥的重要指標，也是決定種植利用綠肥對土壤和主作物影響的重要因素。但綠肥作物的生長和養分積累會受到生長環境和作物品種特性的影響，在一定的生態條件下，綠肥作物的品種選擇尤為關鍵。研究表明，同一生態區不同綠肥作物的生物量和營養特性差異明顯[8，10]。目前，關于紫色土上綠肥品種篩選的研究報道尚少，為此，本研究旨在初步篩選出不同旱坡地紫色土適宜的綠肥品種，以期為綠肥合理利用和紫色土培育提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

10種常見的冬季綠肥品種為毛葉苕子、黑麥草、豌豆、光葉紫花苕子、黃花苜蓿、白三葉、草木樨、蠶豆、紫云英及紫花苜蓿（種子均從綠肥種子市場購買）。供試土壤為3種紫色土[17]，即酸性紫色土、中性紫色土、堿性紫色土。其中，酸性紫色土采自江津；堿性紫色土采自潼南；中性紫色土采自合川。3種紫色土均為旱坡地土壤，肥力較低（表1）。試驗在西南大學資源環境學院網室內進行。

1.2 試驗設計

試驗共設置了15個處理，即酸性紫色土-毛葉苕子、酸性紫色土-黑麥草、酸性紫色土-豌豆、酸性紫色土-光葉紫花苕子、酸性紫色土-黃花苜蓿、酸性紫色土-白三葉、堿性紫色土-毛葉苕子、堿性紫色土-黑麥草、堿性紫色土-草木樨、堿性紫色土-蠶豆、堿性紫色土-光葉紫花苕子、中性紫色土-毛葉苕子、中性紫色土-黑麥草、中性紫色土-紫云英，中性紫色土-紫花苜蓿。每個處理重復3次，每個種植框規格為40 cm×80 cm，隨機區組排列。綠肥種子經過精選后，于2012年10月27日進行播種，播種方式采用人工條播，播種量參考當前生產推薦量。播種前后不施用任何肥料，生長期間水分保持在最大田間持水量的70%左右，當綠肥長至盛花期全部收獲。

1.3 測定指標及方法

試驗于播種前采用多點法進行3種土樣的初始采集，然后風干，進行基礎土樣的農化分析。具體指標如表1所示，測定方法參照《土壤農業化學常規分析方法》[18]。在綠肥盛花期收獲綠肥，利用電子天平（精確到0.001 g）稱量綠肥鮮重，于60 ℃烘箱內進行烘干后稱干重。最后利用微型植物粉碎機制樣待測。植物樣品主要測定全氮、全磷和全鉀含量。全氮含量測定采用凱氏定氮法；全磷含量測定采用釩鉬黃顯色分光光度法；全鉀含量測定采用火焰光度法。

1.4 數據分析

所有數據均為3個重復的平均值，采用Excel 2003和SPSS 17.0軟件進行數據統計分析，5%水平下LSD多重比較檢驗各處理平均值之間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 3種紫色土不同綠肥鮮草產量差異

鮮草產量是篩選綠肥品種的重要指標之一。鮮草產量越高，綠肥翻壓還田的養分和有機物就越多，其對土壤改良和培肥的效果越好。由表2可知，在酸性紫色土上，鮮草產量具體表現為黑麥草>毛葉苕子>黃花苜蓿>豌豆、白三葉、光葉紫花苕子；在堿性紫色土上，鮮草產量具體表現為蠶豆>黑麥草>毛葉苕子>草木樨>光葉紫花苕子；在中性紫色土上，鮮草產量具體表現為黑麥草>紫云英、紫花苜蓿>毛葉苕子。由此可見，黑麥草和毛葉苕子較適宜在酸性紫色土上種植，蠶豆和黑麥草適宜在堿性紫色土上種植，黑麥草和紫云英適宜在中性紫色土上種植。此外，黑麥草在3種紫色土上均能較好生長，說明黑麥草生態適應性較好。同樣，3種紫色土對不同綠肥干草產量表現出類似規律。

綠肥干物質含量反映植株埋青腐爛后遺留有機質能力的大小。由圖1可知，在酸性紫色土上，毛葉苕子、豌豆和黃花苜蓿的干物質含量較高；在堿性紫色土上，毛葉苕子的干物質含量最高，黑麥草次之；在中性紫色土上，紫云英的干物質含量最高，毛葉苕子和黑麥草次之。這10種綠肥干物質含量范圍在10%～20%之間波動，而其含水量在80%～90%之間波動，由此推測，以上10種綠肥埋青后更容易腐爛和快速融入土壤中。

2.2 3種紫色土不同綠肥養分含量差異

綠肥是一種養分完全的優質生物肥源，直接或間接將其翻壓入土而起到施肥的作用。因此，養分含量是綠肥品種篩選的重要指標之一。由3種紫色土上不同綠肥品種的養分含量（表3）可知，全氮、全鉀含量明顯高于全磷。因此，綠肥翻壓后，補充土壤氮素和鉀素多，補充磷素較少。

由表3可知，在酸性紫色土上，全氮含量方面，黃花苜蓿最高，其次為毛葉苕子和豌豆，黑麥草最低；全磷含量方面，毛葉苕子最高，其次為豌豆和黃花苜蓿，白三葉最低；全鉀含量方面，毛葉苕子最高，其次為黑麥草和黃花苜蓿，豌豆最低。由此可見，在酸性紫色土上，毛葉苕子為氮磷鉀養分含量均較高的綠肥品種。在堿性紫色土上，全氮含量方面，蠶豆最高，其次為毛葉苕子和草木樨，黑麥草最低；全磷含量方面，蠶豆最高，其次為草木樨和光葉紫花苕子，黑麥草最低；全鉀含量方面，蠶豆最高，其次為光葉紫花苕子和黑麥草，草木樨最低，且各品種之間含量差異不顯著。因此，在堿性紫色土上，蠶豆為氮磷鉀含量均較高的綠肥品種。在中性紫色土上，全氮含量方面，毛葉苕子最高，其次為紫云英和黑麥草，紫花苜蓿最低；全磷含量和全鉀含量方面，幾種綠肥間含量差異不顯著，但由平均值來看，紫云英的全磷含量和全鉀含量均為最高。因此，在中性紫色土上，紫云英為氮磷鉀養分含量均較高的綠肥。

2.3 3種紫色土不同綠肥養分積累量差異

植株吸收積累的養分數量反映了綠肥的營養價值。生物量大、養分含量高、吸收積累養分量高的綠肥翻壓后補充土壤養分的數量多。由表4可知，在酸性紫色土上，氮磷鉀養分積累量具體表現為黑麥草>毛葉苕子>黃花苜蓿>豌豆>光葉紫花苕子、白三葉。由此可見，對于酸性紫色土而言，黑麥草補充土壤養分最多，毛葉苕子次之，白三葉最低，并且毛葉苕子和黑麥草與其他品種差異顯著。在堿性紫色土上，氮素養分積累量具體表現為蠶豆>黑麥草>毛葉苕子>草木樨>光葉紫花苕子，磷素養分積累量表現為蠶豆>黑麥草、毛葉苕子、草木樨>光葉紫花苕子，鉀素養分積累量表現為蠶豆>黑麥草>毛葉苕子、草木樨、光葉紫花苕子。由此可見，對于堿性紫色土而言，補充土壤養分最多的為蠶豆，黑麥草次之，光葉紫花苕子最少。在中性紫色土上，氮素養分積累量具體表現為黑麥草>紫云英>毛葉苕子>紫花苜蓿；磷素養分積累量具體表現為黑麥草>紫云英>紫花苜蓿、毛葉苕子；鉀素養分積累量具體表現為黑麥草>紫云英、毛葉苕子、紫花苜蓿。由此可見，在中性紫色土上，黑麥草補充土壤養分最多，紫云英次之，紫花苜蓿最低。

綜合綠肥的生物產量（鮮草產量和干草產量）和養分積累量，發現兩者的最終結論相吻合，這與兩者相關關系達到極顯著或顯著水平相關（表5）。

3 小結與討論

選擇適宜的綠肥品種需要從主作物與綠肥的育期匹配程度、綠肥的生物產量（產青量和干物質量）以及養分積累量等多方面綜合考慮。本研究結果表明，就綠肥的生物產量而言，黑麥草和毛葉苕子較適宜在酸性紫色土上種植，蠶豆和黑麥草較適宜在堿性紫色土上種植，黑麥草和紫云英較適宜在中性紫色土上種植。就綠肥的養分積累量而言，在酸性紫色土中，黑麥草補充土壤養分最多，毛葉苕子次之；在堿性紫色土中，蠶豆補充土壤養分最多，黑麥草次之；在中性紫色土中，黑麥草補充土壤養分最多，紫云英次之。由此可見，綜合綠肥的生物產量和養分積累量，黑麥草和毛葉苕子較適宜在酸性紫色土上種植和翻壓，蠶豆和黑麥草較適宜在堿性紫色土上種植和翻壓，黑麥草和紫云英較適宜在中性紫色土上種植和翻壓。

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