雙季稻冬閑田種植綠肥對土壤理化性質的影響

何亮珍，郭 嘉，付愛斌，蔣元利，徐一蘭

（1道縣農業委員會，湖南道縣425300；2湖南生物機電職業技術學院，長沙410128）

雙季稻冬閑田種植綠肥對土壤理化性質的影響

何亮珍1，郭 嘉1，付愛斌2*，蔣元利2，徐一蘭2

（1道縣農業委員會，湖南道縣425300；2湖南生物機電職業技術學院，長沙410128）

以雙季稻冬閑田為對照，研究種植冬季綠肥油菜、紫云英、黑麥草、白三葉和燕麥對雙季稻冬閑田土壤理化性質的影響。結果表明：雙季稻冬閑田種植油菜、紫云英、黑麥草、白三葉和燕麥后顯著提高了土壤pH值和有效磷含量，種植黑麥草和燕麥顯著提高了土壤有機質含量，降低了土壤礦化氮、全氮和全磷含量，而種植紫云英、白三葉和油菜對土壤有機質無顯著影響，但提高了土壤礦化氮、全氮和全磷的含量。冬季種植綠肥有利于雙季稻田土壤pH值的改善從而提高了磷的有效性，種植豆科和十字花科綠肥有利于土壤氮、磷養分含量的增加，而種植禾本科綠肥有利于土壤有機質含量的提高。

稻田；土壤；綠肥；理化性質

隨著經濟的發展和農業生產成本特別是勞動力成本的增加，導致許多農民放棄秋季耕種而出現大量農田冬閑［1］。我國南方具有豐富的水熱資源，在中稻或晚稻收獲后光照、溫度、水分、空間和作物茬口等各種因素都能夠滿足冬季種植綠肥［2］。在冬季閑置農田種植綠肥，在春季刈割翻壓，腐爛分解后的綠肥生物體與土壤形成有機—無機復合膠體，既改良了土壤結構［3，4］，同時，由于綠肥生物體的腐爛分解能釋放氨，從而提高了土壤酸堿度。此外，綠肥作為重要的有機肥來源，還田后對土壤有機質有著明顯的影響［5］。前人就不同種類的綠肥對土壤肥力的影響做了大量的研究［6］，但就不同綠肥對南方水稻土壤的理化性狀及營養狀況的研究報道較少。本試驗以南方水稻冬閑田為對照，研究了冬季種植黑麥草（禾本科）、燕麥（禾本科）、紫云英（豆科）、白三葉（豆科）和油菜（十字花科）等多種綠肥對冬閑稻田土壤理化性質的影響，為合理開發和充分利用冬閑田，發展可持續農業，緩解人口、糧食、資源壓力和保護生態環境具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗地點設在湖南省道縣橋頭鄉。試驗點屬季風性濕潤氣候區，年均氣溫16.2℃，年積溫5257℃，年均降水量1358.6 mm，年日照1839.2 h，全年無霜期223～253 d。試驗地為雙季水稻田，地勢平坦，肥力均勻，成土母質為第四紀紅土。試驗開始時的耕層土壤（0～20 cm）基本性質：有機質13.50 g／kg，全氮1.27 g／kg，全磷0.65 g／kg，堿解氮79.00 mg／kg，有效磷10.80 mg／kg，速效鉀122.0 mg／kg，pH值5.48。

1.2 試驗設計

試驗地2014年前為雙季稻—冬閑田種植模式。選擇冬季型綠肥油菜、一年生黑麥草、白三葉、燕麥和紫云英為材料，以冬閑田為對照。3次重復，共18個小區，隨機排列。小區長6m，寬5m，面積30m2。各綠肥均采用撒播方式，播種量分別為油菜7.5 kg／hm2、黑麥草90 kg／hm2、白三葉15 kg／hm2、燕麥150 kg／hm2、紫云英30 kg／hm2。小區四周分別設有50cm的保護行，2014年10月25日播種。

1.3 樣品采集與測定

于綠肥刈割后的2015年4月26日采集土壤樣品。用直徑為10 cm的帶刻度土鉆，按5點取樣法鉆取0～20 cm的耕層土壤。采集回來的新鮮土壤用報紙攤開在自然狀態下風干，粉碎過篩后進行土壤理化性狀的測定分析。

土壤pH值采用pH儀以水土質量比5∶1進行測定。土壤有機質、全氮、全磷、礦化氮、有效磷、速效鉀等理化指標根據文獻［7］的相關方法測定。

2 結果與分析

2.1 冬季種植綠肥對土壤pH和有機質含量的影響

由表1可知，雙季稻冬閑田冬季種植綠肥后，土壤pH值均呈上升趨勢。與對照冬閑相比，種植黑麥草、燕麥、紫云英、白三葉和油菜等處理的土壤pH值分別提高了0.28，0.31，0.21，0.25和0.39，均達到顯著差異水平。

種植燕麥、黑麥草、白三葉、紫云英和油菜等的土壤有機質含量均高于對照，其中，燕麥和黑麥草處理具有顯著差異，表明種植燕麥、黑麥草、白三葉、紫云英和油菜等綠肥均能提高土壤有機質含量，尤其以種植燕麥和黑麥草的效果明顯，提高了14.05%（表1）。

表1 種植不同種類綠肥的稻田土壤pH和土壤有機質含量

2.2 冬季種植綠肥對土壤全氮和全磷含量的影響

由表2可知，種植紫云英、白三葉和油菜處理的土壤全磷含量均顯著高于對照處理，分別提高了24.1%、24.1%和25.9%。但是種植黑麥草和燕麥處理的土壤全磷含量卻顯著低于對照，分別降低8.6%和8.8%。說明種植紫云英、白三葉和油菜等綠肥能顯著提高土壤全磷含量，而種植黑麥草和燕麥等綠肥則會降低土壤全磷含量。

表2 種植不同種類綠肥的稻田土壤全氮和全磷含量（g／kg）

冬季種植黑麥草和燕麥處理的土壤全氮含量分別比對照下降了19.4%和13.9%，而種植白三葉、紫云英和油菜處理的土壤全氮含量則分別比對照提高了18.6%、10.1%和6.9%（表2）。表明種植白三葉、紫云英和油菜等綠肥能顯著提高土壤全氮含量，而種植黑麥草和燕麥等綠肥則會降低土壤全氮含量。

2.3 冬季種植綠肥對土壤礦化氮、有效磷和速效鉀含量的影響

由表3可以看出，種植紫云英、白三葉和油菜處理的土壤礦化氮含量均顯著高于對照處理，分別提高了17.1%、12%和13.3%，而種植黑麥草和燕麥處理則土壤礦化氮含量有所下降，分別比對照降低了1.3和2.2 mg／kg，其中燕麥處理的礦化氮含量顯著低于對照。表明冬季種植紫云英、白三葉和油菜等綠肥有利于礦化氮含量的提高，而種植燕麥和黑麥草則會降低土壤礦化氮的含量。

冬季種植黑麥草、燕麥、紫云英、白三葉和油菜處理的土壤有效磷含量均顯著高于對照處理，分別高出35.9、14.5、22.1、25.0和4.9 mg／kg，分別提高了127.6%、54.4%、78.5%、89.0%和17.5%（表3）。

表3 種植不同種類綠肥的土壤礦化氮、有效磷和速效鉀含量（mg／kg）

冬季種植豆科綠肥的土壤速效鉀含量有升高趨勢，種植禾本科和十字花科綠肥的土壤速效鉀含量則有下降趨勢，但與對照相比均未達到差異顯著水平（表3）。表明冬閑田種植黑麥草、燕麥、白三葉、紫云英和油菜等綠肥對于土壤速效鉀含量變化沒有顯著的影響，但種植白三葉、紫云英等豆科綠肥有提高土壤速效鉀含量的趨勢。

3 討論與小結

我國南方的種植模式以雙季稻為主，利用雙季稻冬閑田種植冬季牧草或綠肥不僅可以為畜牧業的發展提供優質飼草，還能夠促進土壤中氮、磷、鉀等各種養分的均衡，做到用地和養地相結合［3，8，9］。土壤pH值是土壤的一項基本性質指標，它直接影響著土壤中各種元素的存在形態及有效性［10］。本試驗結果表明，在冬閑田種植黑麥草、燕麥、紫云英、白三葉和油菜等綠肥能顯著提高雙季稻田的pH值和土壤有效磷含量。pH值的變化和土壤有效磷含量呈顯著正相關，這與賀丹鋒等人的研究結果一致［11］，說明冬季種植綠肥有利于雙季稻田pH值的改善，減輕土壤酸化，從而提高了土壤磷的有效性［12］。

土壤有機質是評價土壤肥力的重要指標之一，也是影響土壤結構、土壤保水保肥和供肥性、養分有效性和土壤通氣性等理化性狀的關鍵因子［13］。種植綠肥可有效增加土壤的有機質含量、礦質養分含量，優化土壤的理化與生物學特性，從而起到培肥與改善土壤的效果［14］。本試驗表明，種植燕麥、黑麥草、白三葉、紫云英和油菜等綠肥均能提高土壤有機質含量，尤其以種植燕麥和黑麥草的效果明顯，提高了14.05%；種植黑麥草和燕麥降低了土壤全氮、全磷和礦化氮含量，種植紫云英、白三葉和油菜提高了土壤全氮、全磷、礦化氮和速效鉀的含量。高菊生等［15～18］研究認為，紫云英、油菜和黑麥草的種植能使稻田土壤有機質逐年累積，使土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷和速效鉀含量增加，表明種植禾本科綠肥有利于提高土壤的有機質含量，而種植豆科和十字花科綠肥則有利于土壤氮磷養分含量的增加。因此，在南方冬閑田應根據雙季稻田土壤的養分狀況來選擇安排適宜的禾本科、豆科和十字花科綠肥，既可以充分利土地和自然資源為畜牧業提供優質牧草，同時還促進了土壤中氮磷鉀等各種養分的均衡，這對南方水稻土質量的改善和可持續利用具有現實意義。由于土壤結構的復雜性，冬種綠肥對土壤物理性質的影響有待進一步研究探討。

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S55

A

1001-5280（2017）04-0405-03

：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.04.13

2017- 03- 04

何亮珍（1974-），女，農藝師，從事農產品質量安全檢測工作，Email：hds8a＠126.com。*通信作者，付愛斌，教授，從事農業經濟、作物生產技術研究，Eail：fuaibin671019＠163.com。

湖南省教育廳科技項目（16C0939）。