綠肥還田條件下化肥減施對土壤性狀及花生產(chǎn)量的影響

史桂芳 董浩 朱國梁 于淑慧 牟小翎 譚德水

摘要：在花生-二月蘭復種連作條件下，研究二月蘭翻壓還田基礎上減施化肥對土壤性狀及花生產(chǎn)量的影響。結果表明：與習慣施肥相比，二月蘭翻壓還田基礎上減施10%～30%的化肥，土壤有機質含量提高14.6%～18.5%，堿解氮含量增加3.3%～6.1%，速效磷含量增加2.6%～4.8%，速效鉀含量增加7.1%～8.8%，土壤容重降幅為8.2%～12.2%。與習慣施肥相比，二月蘭翻壓還田基礎上減施10%～20%的化肥可明顯提高花生葉片葉綠素含量，改善花生的農藝性狀，增加花生產(chǎn)量，增幅為3.1%～7.2%。可見二月蘭翻壓還田能顯著改善土壤理化性狀，起到減肥增效的作用。

關鍵詞：花生;二月蘭;化肥減施;土壤性狀;產(chǎn)量

中圖分類號：S565.206.2? 文獻標識號：A? 文章編號：1001-4942（2020）11-0065-05

Effects of Reducing Chemical Fertilizer Application on Soil

Properties and Peanut Yield under Conditions of

Returning Green Manure into Field

Shi Guifang1， Dong Hao1， Zhu Guoliang1， Yu Shuhui1， Mu Xiaoling1， Tan Deshui2

（1.Taian Academy of Agricultural Sciences，Taian 271000，China;

2.Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences/

Key Laboratory of Wastes Matrix Utilization， Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Jinan 250100，China）

Abstract Under the conditions of continuous cropping of peanut and Orychophragmus violaceus， the effects of reducing chemical fertilizer application were studied on soil properties and peanut yield on the basis of returning Orychophragmus violaceus into field. The results showed that compared with conventional fertilization， reducing 10%～30% chemical fertilizer on the basis of returning Orychophragmus violaceus into field could increase the soil organic matter content by 14.6%～18.5%， the alkali-hydrolysis nitrogen content by 3.3%～6.1%， the content of available phosphorus by 2.6%～4.8% and the content of available potassium by 7.1%～8.8%， and decrease the soil bulk density by 8.2%～12.2%. Compared with conventional fertilization， reducing 10%～20% of chemical fertilizer on the basis of returning Orychophragmus violaceus into field could significantly increase the chlorophyll content of leaves，improve the agronomic characteristics and increase the yield of peanut by 3.1%～7.2%. It could be seen that the soil physical and chemical properties were significantly improved by returning Orychophragmus violaceus into soil， which played roles on reducing chemical fertilizers and increasing efficiency.

Keywords Peanut;Orychophragmus violaceus;Reducing chemical fertilizer application;Soil properties;Yield

綠肥是一種養(yǎng)分完全的優(yōu)質、清潔有機肥源，具有改善土壤理化性狀、優(yōu)化土壤微生態(tài)環(huán)境、增加土壤生物活性、提升農產(chǎn)品產(chǎn)量和品質的作用[1-3]。20世紀80年代以來，隨著化肥、農藥的過度施用，土壤結構受到破壞，土壤有機質含量減少，農業(yè)面源污染等環(huán)境問題不斷顯現(xiàn)[4，5]，為了提高作物品質和實現(xiàn)土壤資源的持續(xù)利用，綠肥作為一種生態(tài)友好型肥料逐漸被人們重視。

我國傳統(tǒng)花生單季栽培模式留有大量冬春裸地，為種植冬綠肥提供了時間和空間。利用花生田冬春裸地種植冬綠肥作物，建立一種新的春花生-冬綠肥復種連作栽培模式，即能保證不與主作物爭地，又實現(xiàn)了土地的用養(yǎng)結合、培肥改土和化肥減施增效，減少了因耕地裸露而引起的表土流失、土壤侵蝕、揚塵等生態(tài)環(huán)境問題[6]和花生重茬病蟲害，提升了花生種植效益，實現(xiàn)花生綠色、優(yōu)質、安全生產(chǎn)，具有長期和顯著的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益。目前，人們對于綠肥的研究多停留在綠肥品種、種植模式及種植綠肥對土壤生態(tài)環(huán)境的影響等方面，而對于綠肥的化肥替代作用研究的不夠深入[7]。本研究探討了花生-二月蘭復種連作條件下，二月蘭翻壓還田基礎上減施化肥對土壤性狀及花生產(chǎn)量的影響，以期為花生高效種植提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗設計

試驗于2017—2019年在泰安市邱家店鎮(zhèn)（北緯36°20′，東經(jīng)117°08′）進行。花生品種為魯花12。供試土壤為棕壤土。土壤耕層基礎理化性狀見表1。

試驗設置6個處理：（1）CK：不施肥;（2）FP：習慣施肥，復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）50 kg（每666.7m2，下同）;（3）FP+OE：復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）50 kg+二月蘭翻壓還田;[JP5]（4）90% FP+OE：復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）45 kg+二月蘭翻壓還田;（5）80% FP+OE：復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）40 kg+二月蘭翻壓還田;（6）70% FP+OE：復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）35 kg+二月蘭翻壓還田。試驗小區(qū)長10.0 m，寬4.2 m，面積42.0 m2。隨機區(qū)組設計，每處理重復3次。花生收獲后播種二月蘭，播種量為1.5 kg（每666.7m2，下同），花生播種前15 d將二月蘭翻壓還田（還田量平均約為1 500 kg）。

1.2 測定項目及方法

于花生不同生育期（苗期、開花下針期、結莢期和成熟期）用便攜式葉綠素儀（SPAD-502）測定葉片葉綠素含量，每個處理隨機取20片新展開功能葉。于花生收獲時，每個小區(qū)選取10株有代表性的花生植株測定主莖高、主根長、側枝長和分枝數(shù)，考察單株飽果數(shù)、百果重，計算出仁率。最后分小區(qū)單收單曬，風干后計產(chǎn)。

花生收獲后取0～20 cm土樣測定理化性狀。采用環(huán)刀法測定土壤容重;有機質含量采用重鉻酸鉀外加熱法測定;堿解氮采用堿解擴散法測定;速效磷采用鉬銻抗比色法測定;速效鉀采用火焰光度計法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)處理;應用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析， LSD法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤理化性狀的影響

如表2所示，二月蘭翻壓還田處理土壤有機質含量較CK和FP處理均顯著提高，增幅分別為13.0%～16.8%和14.6%～18.5%。二月蘭還田處理土壤堿解氮含量較FP處理增幅為3.3%～6.1%，其中90% FP+OE處理與FP處理差異顯著。二月蘭還田處理土壤速效磷含量較FP處理增幅為2.6%～4.8%，差異不顯著。二月蘭還田處理土壤速效鉀含量較FP處理增幅為7.1%～8.8%，差異顯著。二月蘭還田處理土壤容重較FP處理降低0.12 g/cm3～0.18 g/cm3，降幅為8.2%～12.2%，差異顯著。以上結果表明，二月蘭翻壓還田能顯著改善土壤理化性狀。

2.2 不同處理對花生葉綠素含量的影響

由表3可以看出，在整個花生生育期，葉綠素含量整體呈先升高后降低的趨勢。苗期和開花下針期花生葉片葉綠素含量隨時間推移呈上升趨勢，并且二月蘭翻壓還田處理在減施化肥10%～30%的情況下葉綠素含量均高于FP處理。結莢期花生葉片葉綠素含量開始下降。成熟期葉綠素含量下降速度加快，F(xiàn)P+OE、90% FP+OE、80% FP+OE處理的葉綠素含量仍高于FP處理，70% FP+OE處理葉綠素含量略有降低。

2.3 不同處理對花生植株性狀的影響

在成熟期對各處理花生主莖高、主根長等農藝性狀進行調查，結果見表4。在減施化肥10%～20%情況下仍能提高花生主莖高、側枝長和主根長，增加分枝數(shù)。與FP處理相比，翻壓還田處理主莖高增加1.8～2.7 cm，主根長增加0.5～2.2 cm，側枝長增加2.1～3.6 cm，分枝數(shù)增加0.5～1.3個。

2.4 不同處理對花生產(chǎn)量構成因素的影響

由表5可以看出，與FP處理相比，除70% FP+OE處理外，二月蘭翻壓還田其他處理的單株飽果數(shù)、百果重較FP處理均有所提高，其中FP+OE、90% FP+OE處理與FP處理差異顯著;出仁率也有所提高，但差異不顯著。 FP+OE處理產(chǎn)量最高，比FP處理增產(chǎn)7.6%，差異顯著;90% FP+OE處理較FP+OE處理產(chǎn)量略低，比FP處理增產(chǎn)7.2%，差異顯著;80% FP+OE處理比FP處理增產(chǎn)3.1%，差異不顯著;70% FP+OE處理產(chǎn)量比FP處理略有降低，降幅為4.4%，差異不顯著。由此可見，在二月蘭翻壓還田的基礎上，減施10%～20%的化肥仍能獲得較高的產(chǎn)量。

3 討論與結論

綠肥是我國傳統(tǒng)農業(yè)的精華，在我國數(shù)千年的農業(yè)生產(chǎn)中起到了舉足輕重的作用[2]。綠肥翻壓還田能夠改善土壤理化性狀，增加土壤有機質和有效養(yǎng)分含量，利于作物根系對土壤養(yǎng)分的吸收[8-12]。本研究結果表明，二月蘭翻壓還田可降低土壤容重，提高土壤有機質含量和速效養(yǎng)分含量。

耕地土壤中氮、磷、鉀含量的高低直接反映耕地供肥能力，是耕地基礎地力高低的重要評價指標[13，14]。有研究發(fā)現(xiàn)，綠肥經(jīng)過翻壓或漚制施入土壤作為肥料供其他作物生長發(fā)育，實現(xiàn)了綠肥自身物質與能量的循環(huán)和利用[15]。土壤有機質是衡量耕地質量好壞的重要依據(jù)之一[16，17]，在提供作物生長所需的養(yǎng)分、改善土壤結構、增加土壤保水保肥及緩沖性能等方面發(fā)揮著重要作用。本研究表明二月蘭翻壓還田后，土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀都有不同程度的增加，與王瑞寶[18]、黃國斌等[19]的研究結果一致。

土壤容重是衡量土壤肥力的一個重要指標，直接反映耕地質地現(xiàn)狀。綠肥還田在一定程度上可以降低土壤容重，增加土壤孔隙度和土壤含水量，改善土壤通透性等物理性狀。連澤晨[20]通過在冬閑田上種植紫云英發(fā)現(xiàn)，與冬閑處理相比，冬種紫云英對水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤肥力均有顯著影響，可以降低土壤 0～30 cm土層容重，為水稻生長提供了有利環(huán)境。向小[21]研究發(fā)現(xiàn)在相同化肥施用量條件下，不同綠肥作物翻壓還田對土壤理化性狀有顯著影響，翻壓綠肥處理的土壤容重降低了0.05～0.09 g/cm3。本研究中二月蘭還田處理土壤容重較常規(guī)施肥處理降低0.12～0.18 g/cm3，與前人得出的結論一致。容重的降低，為作物根系生長提供了有利條件，為高產(chǎn)奠定了基礎。

葉綠素是植物進行光合作用的重要色素分子，直接參與作物光合作用中光能的吸收、傳遞和轉化，其含量多少在一定程度上反映了光合作用水平，葉綠素含量的高低直接影響葉片光合作用能力的強弱[22，23]。本研究中，苗期和開花下針期二月蘭翻壓還田基礎上減施10%～30%化肥處理的葉綠素含量均高于常規(guī)施肥處理;減施10%～20%化肥處理在成熟期的葉綠素含量仍高于常規(guī)施肥處理。說明二月蘭翻壓還田可以增加花生葉綠素含量，從而延緩花生生育后期葉片的衰老，有利于光合作用和干物質的積累，為最終高產(chǎn)提供了保障。

綠肥具有提供養(yǎng)分、合理用地養(yǎng)地、部分替代化肥等方面的作用。綠肥翻壓后，土壤理化性狀得到改善，從而為作物獲得高產(chǎn)奠定了重要基礎。沈世勝[24]研究發(fā)現(xiàn)在紫云英還田基礎上減施20%化肥，后季早中稻仍可增產(chǎn)6.4%。裴潤根[25]研究表明綠肥還田1 500 kg（666.7m2）并減少30.0%的化肥用量，可達到產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的持平;減少20.0%的化肥用量可實現(xiàn)產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的遞增，增幅分別為8.6%和7.4%;減少10.0%的化肥用量，可實現(xiàn)產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的更大遞增，增幅分別為12.5%和10.6%。本研究在二月蘭翻壓還田條件下施用80%～90%的化肥，與普通施肥相比較產(chǎn)量可提高3.1%～7.2%。以上結果說明發(fā)展綠肥是一項可以實現(xiàn)化肥減量施用的有效技術措施，符合我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，具有廣闊的應用前景。

參 考 文 獻：

[1] 曹衛(wèi)東， 黃鴻翔. 關于我國恢復和發(fā)展綠肥若干問題的思考[J]. 中國土壤與肥料， 2009（4）： 1-3.

[2] 王志運， 詹碩仁. 從土壤結構性的變化看綠肥和秸稈還田在養(yǎng)地中的意義[J]. 寧夏農學院學報， 1989（1）： 55-60.

[3] 董曉霞， 劉兆輝， 王梅， 等. 綠肥對番茄發(fā)病率和土壤微生物種群數(shù)量的影響[J]. 華北農學報， 2010， 25（S1）： 309-312.

[4] 張北贏， 陳天林， 王兵. 長期施用化肥對土壤質量的影響[J]. 中國農學通報， 2010， 26（11）： 182-187.

[5] 黃國勤， 王興祥， 錢海燕， 等. 施用化肥對農業(yè)生態(tài)環(huán)境的負面影響及對策[J]. 生態(tài)環(huán)境， 2004， 13（4）： 656-660.

[6] 趙秋， 高賢彪， 寧曉光， 等. 華北地區(qū)春玉米-冬綠肥輪作對碳、氮蓄積和土壤養(yǎng)分以及微生物的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報， 2013， 19（4）： 1005-1011.

[7] 李子雙， 廉曉娟， 王薇， 等. 我國綠肥的研究進展[J]. 草業(yè)科學， 2013， 30（7）： 1135-1140.

[8] 呂玉虎， 劉春增， 潘茲亮， 等. 紫云英不同翻壓時期對土壤養(yǎng)分和水稻產(chǎn)量的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2013（1）： 85-87.

[9] 楊璐， 曹衛(wèi)東， 白金順， 等. 翻壓二月蘭對玉米干物質積累和養(yǎng)分吸收及土壤養(yǎng)分的影響[J]. 華北農學報， 2014， 29（1）： 183-189.

[10]寧東峰， 馬衛(wèi)萍， 孫文彥， 等. 華北地區(qū)棉田翻壓冬綠肥腐解及養(yǎng)分釋放規(guī)律研究[J]. 華北農學報， 2011， 26（6）： 164-167.

[11]薛志強， 鄭普山， 曹衛(wèi)東， 等. 晉南灌溉果園適宜綠肥品種的篩選[J]. 山西農業(yè)科學， 2014， 42（8）： 854-858.

[12]鄭普山， 張強， 劉根科， 等. 山西省綠肥作物種植歷史、現(xiàn)狀及對策[J]. 山西農業(yè)科學， 2010， 38（12）： 3-8.

[13]寧東峰， 馬衛(wèi)萍， 孫文彥， 等. 華北地區(qū)棉田翻壓冬綠肥腐解及養(yǎng)分釋放規(guī)律研究[J]. 華北農學報， 2011， 26（6）： 164-167.

[14]趙秋， 高賢彪， 寧曉光， 等. 冬綠肥二月蘭間作及翻壓對北方桃園生長環(huán)境及果實品質的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2013（1）： 93-96.

[15]王昊， 賀國強. 種植翻壓綠肥對土壤理化性質及作物生長的影響[J]. 黑龍江科學， 2019， 10（12）： 15-17.

[16]單美， 王訓. 我國耕地質量研究進展[J]. 泰山學院學報， 2011， 33（6）： 110-116.

[17]沈仁芳， 陳美軍， 孔祥斌， 等. 耕地質量的概念和評價與管理對策[J]. 土壤學報， 2012， 49（6）： 1210-1217.

[18]王瑞寶， 夏開寶， 殷壽安， 等. 光苕翻壓方式對植煙土壤性狀的影響[J]. 甘肅農業(yè)科技， 2009（8）： 30-34.

[19]黃國斌， 譚克均， 夏忠敏. 綠肥還田對耕地質量的影響[J]. 貴州農業(yè)科學， 2018， 46（3）： 67-70.

[20]連澤晨. 綠肥和秸稈還田對水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤肥力的影響[D]. 武漢： 華中農業(yè)大學， 2016.

[21]向小. 翻壓綠肥和減施化肥對小麥/玉米體系作物產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤特性的影響[D]. 雅安： 四川農業(yè)大學， 2012.

[22]張艷玲， 宋述堯， 王艷， 等. 氮素營養(yǎng)對黃瓜生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J]. 吉林農業(yè)科學， 2008（1）： 43-46.

[23]秦立金， 邱艷玲， 王瑞， 等. 不同氮肥處理對辣椒生長與葉綠素含量的影響[J]. 赤峰學院學報（自然科學版）， 2015， 31（13）： 12-13.

[24]沈世勝. 紫云英翻壓還田后季早中稻化肥減量試驗[J]. 福建農業(yè)科技， 2019（2）： 35-37.

[25]裴潤根. 綠肥還田和化肥減量施用試驗[J]. 江西農業(yè)， 2016（17）： 28-29.