野生山螞蝗綠肥對酸性土壤有機質含量的動態影響

郇恒福，黃 睿,2，高 玲，劉國道*，黃冬芬*

(1. 中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所/農業農村部華南作物基因資源與種質創制重點實驗室/農業農村部木薯種質資源保護與利用重點實驗室，海南 儋州 571737； 2. 海南大學農學院，海南 儋州 571737)

引言

綠肥在我國南方熱區、亞熱帶地區特別是山區廣泛使用，其原因在于山區交通不便，運輸成本較高，造成這些地區的熱帶果園、經濟林中常施化肥，少施、不施有機肥的現象普遍存在，長期以來，土壤肥力不斷下降，造成農產品的產量與品質不斷下降，而種植綠肥可就近提供優質有機肥。但多年來綠肥方面的研究發展緩慢，新綠肥資源的供肥特性與培肥規律缺乏研究，而豆科綠肥是最常用的綠肥作物之一，但多數豆科綠肥作物的競爭力較弱，環境適應性較差，栽培成本較高。山螞蝗屬(DesmodiumDesv.)是重要的豆科綠肥與飼料作物，全屬約有350個種，我國僅有27個種，多分布于熱帶和亞熱帶地區[1]，具有品質優、抗逆性強等優點，基于此，本研究通過田間試驗研究了施用不同野生山螞蝗屬綠肥對酸性土壤有機質含量(Soil organic matter,SOM)的動態影響，為科學施用山螞蝗屬綠肥提供研究依據與參考。

1 材料與方法

1.1 材料

12份山螞蝗屬綠肥采自海南等地(表1)。綠肥鮮樣殺青后烘干，粉碎過1 mm的篩后將樣品放置于密封袋內保存，備用。

表1 供試綠肥作物Table 1 The green manure crops

1.2 土壤樣品

取海南儋州中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所試驗基地的耕層土壤(0～15 cm)，經風干后過2 mm篩，備用。土壤為磚紅壤，基本理化性狀見表2。

表2 試驗地土壤理化性狀Table 2 The physio-chemical property of the experimental soil

1.3 試驗設計

試驗基地位于海南省儋州市中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所內(19°30′ N，109°30′ W，平均海拔149 m，屬熱帶季風氣候類型，夏秋季節高溫多雨，冬春季節低溫干旱，干濕季節明顯。

本試驗采用文啟孝等[2]的尼龍套袋方法進行，以不施綠肥作對照，施用不同山螞蝗屬綠肥為處理，每個處理裝18袋，每袋裝干土100 g，綠肥4 g，裝前將干土與綠肥混合均勻，密封，將尼龍網袋埋入表土層深約15 cm處，隨機分布，分別在埋田后的第1個月、2個月、4個月、6個月、8個月以及12個月時取樣，每次取3袋研究SOM含量的動態變化。尼龍網袋的規格10 cm×13.5 cm，孔徑0.132 mm，該尼龍網袋既能透水透氣，又可阻止作物根系侵入袋內，使研究結果免受干擾。

1.4 樣品分析與測定

SOM等土壤理化性質的測定采用南京農業大學的方法測定[3]。

1.5 數據統計與分析

用MS-Excel進行數據的計算和處理，用SAS 8.2統計軟件中的方差分析程序對處理后的數據進行統計分析。

2 結果與分析

表3為施用不同綠肥后不同時間內SOM含量，結果表明，施肥1個月后，各施肥處理SOM含量為2.74%～3.96%，平均為3.01%，其中灰色山螞蝗(編號為5)的最低，為2.74%，卵葉山螞蝗(編號6)的最高，為3.96%，二者差異顯著(p<0.05)，其余各處理也均顯著(p<0.05)高于對照(CK)，增加了1.11～2.05倍，平均1.31倍，說明施肥一個月后各處理均可顯著增加SOM的含量。

施肥2個月后，各施肥處理的SOM含量仍顯著(p<0.05)高于CK，增加了0.13～1.18倍，平均0.72倍。施肥2個月后的SOM含量變化與1個月后的規律并不一致(表3)，各處理SOM含量為1.87%～3.60%，平均為2.83%，綠葉山螞蝗(編號為7)與圓葉絨毛山螞蝗(編號12)的較高，二者間無顯著差異；含量最低的為大葉山螞蝗(編號為2)，僅為1.87%，且顯著(p<0.05)低于其它施肥處理。

施肥4個月后，各處理SOM的含量為1.92%～3.26%，平均為2.63%，均顯著(p<0.05)高于CK，說明施肥4個月后仍可顯著(p<0.05)增加SOM的含量。此外，各處理SOM含量的規律與前面2個月的不同，圓葉絨毛山螞蝗(編號為12)的含量最高，顯著(p<0.05)高于CK以及除綠葉山螞蝗(編號7)外的各施肥處理；絨毛山螞蝗(編號為9)處理的效果最差，顯著(p<0.05)低于其它綠肥處理。

施肥6個月后，各施肥處理的SOM含量提高了0.45～0.77倍，平均0.61倍，均顯著(p<0.05)高于CK，其中卵葉山螞蝗(編號為6)的SOM含量最高。

施肥8個月后，12個處理的SOM含量為2.19%～3.26%，平均為2.54%，各處理的SOM含量均顯著(p<0.05)高于CK，其中異葉山螞蝗(編號為10)的最高，且顯著(p<0.05)高于其它處理，這說明在施用8個月后，施用異葉山螞蝗(編號為10)仍可顯著提高SOM含量，且效果還顯著好于其它處理。

而施肥12個月后，各施肥處理的SOM含量比CK高出0.21～0.70倍，平均0.46倍，且均顯著(p<0.05)高于CK，說明在施用1年后，各處理仍可顯著提高SOM的含量。其中南美山螞蝗(編號8)的含量最高，此外，兩份圓葉絨毛山螞蝗含量也較高，三者間無顯著差異(p>0.05)，除這兩個處理外，南美山螞蝗(編號8)的SOM含量均顯著(p<0.05)高于其它處理。

通過各處理SOM含量的平均值隨時間的動態變化結果(表3)表明，施肥后SOM含量在一個月內先是迅速上升，一個月內SOM含量平均增加了1.31倍，但一個月后SOM的含量卻不斷下降，在1個月到6個月內，SOM的含量下降速度比較快，下降了19.8%；隨后，在施用6～8個月的時間里SOM含量比較平穩，在施肥8個月后SOM含量不斷下降，但SOM的含量均顯著(p<0.05)高于對照，在施肥12個月后，SOM的含量仍高出(p<0.05)對照45.9%。

3 討論與結論

我國熱區的酸性土壤普遍存在SOM與礦質養分缺乏、酸度過高、鋁毒等問題，大量研究結果[3-10]表明施用綠肥等有機肥對土壤的培肥效果明顯。SOM是土壤質量的核心，也是土壤改良與培肥研究中重要的內容。本研究表明，絕大多數山螞蝗屬豆科綠肥在施用1年后可顯著增加SOM的含量。這與相關研究結果一致：Xavier等[5]的研究表明，施用豆科綠肥可有效增加土壤的碳儲存。Zhang等[7]的研究也發現，在施用有機物25～28年后，水稻土SOM增加了7%～45%。Dong等[8]的研究也表明，施用有機肥可使SOM增加72.5%，施用綠肥也可顯著提高SOM。Wuest和Gollany[15]發現即使施用含有同樣有機碳的不同有機物，對SOM的影響也不同，但均能增加SOM含量。而本研究的結果也表明，施用同量的不同種質的豆科綠肥對SOM含量的影響也不一樣。這些結果說明不同的有機肥或者同一類但來源不同的有機肥在施用后對SOM含量的影響均存在一定的差異。

表3 施用不同種質綠肥后不同時間內的土壤有機質含量Table 3 The soil organic matter content after different germplasm GM application at different application periods /%

注：表中數據為平均值±標準誤，同一列標不同小寫字母表示有顯著差異(p<0.05)；同一行標不同大寫字母表示有顯著差異(p<0.05)

Note:The data in the table are the mean±SE,different lowercase letters in the same column indicate significant difference at the 0.05 level；different capital letters in the same row indicate significant difference at the 0.05 level

此外，本研究的結果還表明，施用綠肥后，SOM的含量先是快速下降，但在施用4個月后，SOM含量雖然有所下降但降幅減小，其原因可能在于綠肥在這短時間內腐解速較快，導致綠肥有機碳損失，隨后腐解變慢，土壤中的有機質含量趨于穩定，這與郇恒福等[9]大戟科綠肥種質培肥土壤以及倪進治等[10]在施用稻草秸稈和豬糞對水溶性SOM影響的研究結果類似。

綜上，施用豆科山螞蝗屬綠肥可有效增加SOM含量，有著良好的培肥地力效果，但其效果隨種質與施用時間的不同而異，施用1個月后，各種質對SOM含量的增加效果最好，隨著施用時間的延長，效果不斷減弱，其中施用1個月到4個月的時間里，SOM含量下降幅度較大，但在本研究1年的施肥時間里，所有供試豆科山螞蝗屬綠肥均可顯著提高SOM的含量。