耿赛男1，习向银1，袁秀梅1，陈益银2，宋大利1
（1．西南大学资源环境学院，重庆 400715；2．重庆烟草科学研究所，重庆 400715）
摘要：采用框栽法对不同绿肥品种的生物量和氮磷钾养分进行分析比较，初步筛选出旱坡地不同紫色土上适宜的绿肥品种。结果表明，在酸性紫色土上，黑麦草和毛叶苕子是鲜干草产量较高且养分积累量较多的绿肥品种；在碱性紫色土上，蚕豆和黑麦草是鲜干草产量较高且养分积累量较多的绿肥品种；在中性紫色土上，黑麦草和紫云英是鲜干草产量较高且养分积累量较多的绿肥品种。因此，酸性紫色土上适宜种植和翻压黑麦草和毛叶苕子，碱性紫色土上适宜种植和翻压蚕豆和黑麦草，中性紫色土上适宜种植和翻压黑麦草和紫云英。
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关键词 ：紫色土；绿肥；干鲜草产量；养分积累量
中图分类号：S142 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）06－1320-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.010
Differences of Biomass and Nutrient in Different Varieties of Green Manure
in Three Kinds of Purple Soil
GENG Sai－nan1，XI Xiang－yin1，YUAN Xiu－mei1，CHEN Yi－yin2，SONG Da－li1
（1．College of Resource and Environments， Southwest University， Chongqing 400715，China；
2．Chongqing Tobacco scientific Research Institute， Chongqing 400715，China）
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
收稿日期：2014－12－16
基金项目：国家自然科学基金项目（40801109）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（XDJK2011B007）；西南大学资源环境学院“光炯”科技
创新项目（2014）
作者简介：耿赛男（1991－），女，河南驻马店人，在读硕士研究生，研究方向为植物营养与环境，（电话）18223520397（电子信箱）
18223520397@163．com；通信作者，习向银（1976－），女，副教授，主要从事植物营养与环境研究，（电子信箱）xixiangyin@126．com。
紫色土主要分布在中国南方地区，并且一般地处山地丘陵，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，矿质养分多，有效养分低。由于紫色土的成土母质天然养分丰富，易风化，易熟化［2］，因此其生产潜力很大，且紫色土经过改良后的利用价值也较大［3］。自20世纪90年代以来，由于粮食生产效益低、农村劳务经济发展快等社会和经济原因，南方紫色土的冬闲田面积不断扩大。据调查，中国南方16省（市）的秋冬耕地种植面积仅占耕地面积的60％左右，冬闲田面积近2×107 hm2［4］。耕地的大量闲置不仅造成光、热、水、土资源的大量浪费，同时也引起土壤质量退化、养分流失等生态环境问题。
利用冬闲田种植绿肥是中国南方紫色土重要的传统管理措施，具有填闲、养地、兼用的多功能特点。自20世纪80年代后期以来，绿肥生产及相关研究基本处于停滞阶段。近年来，在环境不断恶化和资源耗竭加剧的背景下，高品质、低污染的农业生产愈发受到重视，清洁农业生产的理念被广泛认同。绿肥是纯天然、最清洁的有机肥源之一，有研究表明，绿肥是一种养分完全的优质有机肥料［4，5］，在改良土壤结构、提高土壤肥力等方面具有良好的表现［6－10］。此外，种植绿肥能延长地面覆盖时间，增加地面的植被覆盖度，防止地面溅蚀［11］，并能有效地利用丰富的光热资源，控制水、土、肥的流失［12］，既可以防止土壤表面积盐，又可以降低地下水位和盐分，同时改良土壤的物理性质，并增加土壤有机质和微生物的含量［13，14］，且具有修复土壤重金属污染［15］和防病［16］的特殊功能，从而彻底改善周围的生态环境，以达到用地养地的目的。因此，绿肥可作为紫色土培育的重要途径之一。
绿肥作物的生物量和养分特性是其用作绿肥的重要指标，也是决定种植利用绿肥对土壤和主作物影响的重要因素。但绿肥作物的生长和养分积累会受到生长环境和作物品种特性的影响，在一定的生态条件下，绿肥作物的品种选择尤为关键。研究表明，同一生态区不同绿肥作物的生物量和营养特性差异明显［8，10］。目前，关于紫色土上绿肥品种筛选的研究报道尚少，为此，本研究旨在初步筛选出不同旱坡地紫色土适宜的绿肥品种，以期为绿肥合理利用和紫色土培育提供科学依据。
1 材料与方法
1．1 试验材料与地点
10种常见的冬季绿肥品种为毛叶苕子、黑麦草、豌豆、光叶紫花苕子、黄花苜蓿、白三叶、草木樨、蚕豆、紫云英及紫花苜蓿（种子均从绿肥种子市场购买）。供试土壤为3种紫色土［17］，即酸性紫色土、中性紫色土、碱性紫色土。其中，酸性紫色土采自江津；碱性紫色土采自潼南；中性紫色土采自合川。3种紫色土均为旱坡地土壤，肥力较低（表1）。试验在西南大学资源环境学院网室内进行。
1．2 试验设计
试验共设置了15个处理，即酸性紫色土－毛叶苕子、酸性紫色土－黑麦草、酸性紫色土－豌豆、酸性紫色土－光叶紫花苕子、酸性紫色土－黄花苜蓿、酸性紫色土－白三叶、碱性紫色土－毛叶苕子、碱性紫色土－黑麦草、碱性紫色土－草木樨、碱性紫色土－蚕豆、碱性紫色土－光叶紫花苕子、中性紫色土－毛叶苕子、中性紫色土－黑麦草、中性紫色土－紫云英，中性紫色土－紫花苜蓿。每个处理重复3次，每个种植框规格为40 cm×80 cm，随机区组排列。绿肥种子经过精选后，于2012年10月27日进行播种，播种方式采用人工条播，播种量参考当前生产推荐量。播种前后不施用任何肥料，生长期间水分保持在最大田间持水量的70％左右，当绿肥长至盛花期全部收获。
1．3 测定指标及方法
试验于播种前采用多点法进行3种土样的初始采集，然后风干，进行基础土样的农化分析。具体指标如表1所示，测定方法参照《土壤农业化学常规分析方法》［18］。在绿肥盛花期收获绿肥，利用电子天平（精确到0．001 g）称量绿肥鲜重，于60 ℃烘箱内进行烘干后称干重。最后利用微型植物粉碎机制样待测。植物样品主要测定全氮、全磷和全钾含量。全氮含量测定采用凯氏定氮法；全磷含量测定采用钒钼黄显色分光光度法；全钾含量测定采用火焰光度法。
1．4 数据分析
所有数据均为3个重复的平均值，采用Excel 2003和spss 17．0软件进行数据统计分析，5％水平下LSD多重比较检验各处理平均值之间的差异显著性。
2 结果与分析
2．1 3种紫色土不同绿肥鲜草产量差异
鲜草产量是筛选绿肥品种的重要指标之一。鲜草产量越高，绿肥翻压还田的养分和有机物就越多，其对土壤改良和培肥的效果越好。由表2可知，在酸性紫色土上，鲜草产量具体表现为黑麦草＞毛叶苕子＞黄花苜蓿＞豌豆、白三叶、光叶紫花苕子；在碱性紫色土上，鲜草产量具体表现为蚕豆＞黑麦草＞毛叶苕子＞草木樨＞光叶紫花苕子；在中性紫色土上，鲜草产量具体表现为黑麦草＞紫云英、紫花苜蓿＞毛叶苕子。由此可见，黑麦草和毛叶苕子较适宜在酸性紫色土上种植，蚕豆和黑麦草适宜在碱性紫色土上种植，黑麦草和紫云英适宜在中性紫色土上种植。此外，黑麦草在3种紫色土上均能较好生长，说明黑麦草生态适应性较好。同样，3种紫色土对不同绿肥干草产量表现出类似规律。
绿肥干物质含量反映植株埋青腐烂后遗留有机质能力的大小。由图1可知，在酸性紫色土上，毛叶苕子、豌豆和黄花苜蓿的干物质含量较高；在碱性紫色土上，毛叶苕子的干物质含量最高，黑麦草次之；在中性紫色土上，紫云英的干物质含量最高，毛叶苕子和黑麦草次之。这10种绿肥干物质含量范围在10％～20％之间波动，而其含水量在80％～90％之间波动，由此推测，以上10种绿肥埋青后更容易腐烂和快速融入土壤中。
2．2 3种紫色土不同绿肥养分含量差异
绿肥是一种养分完全的优质生物肥源，直接或间接将其翻压入土而起到施肥的作用。因此，养分含量是绿肥品种筛选的重要指标之一。由3种紫色土上不同绿肥品种的养分含量（表3）可知，全氮、全钾含量明显高于全磷。因此，绿肥翻压后，补充土壤氮素和钾素多，补充磷素较少。
由表3可知，在酸性紫色土上，全氮含量方面，黄花苜蓿最高，其次为毛叶苕子和豌豆，黑麦草最低；全磷含量方面，毛叶苕子最高，其次为豌豆和黄花苜蓿，白三叶最低；全钾含量方面，毛叶苕子最高，其次为黑麦草和黄花苜蓿，豌豆最低。由此可见，在酸性紫色土上，毛叶苕子为氮磷钾养分含量均较高的绿肥品种。在碱性紫色土上，全氮含量方面，蚕豆最高，其次为毛叶苕子和草木樨，黑麦草最低；全磷含量方面，蚕豆最高，其次为草木樨和光叶紫花苕子，黑麦草最低；全钾含量方面，蚕豆最高，其次为光叶紫花苕子和黑麦草，草木樨最低，且各品种之间含量差异不显著。因此，在碱性紫色土上，蚕豆为氮磷钾含量均较高的绿肥品种。在中性紫色土上，全氮含量方面，毛叶苕子最高，其次为紫云英和黑麦草，紫花苜蓿最低；全磷含量和全钾含量方面，几种绿肥间含量差异不显著，但由平均值来看，紫云英的全磷含量和全钾含量均为最高。因此，在中性紫色土上，紫云英为氮磷钾养分含量均较高的绿肥。
2．3 3种紫色土不同绿肥养分积累量差异
植株吸收积累的养分数量反映了绿肥的营养价值。生物量大、养分含量高、吸收积累养分量高的绿肥翻压后补充土壤养分的数量多。由表4可知，在酸性紫色土上，氮磷钾养分积累量具体表现为黑麦草＞毛叶苕子＞黄花苜蓿＞豌豆＞光叶紫花苕子、白三叶。由此可见，对于酸性紫色土而言，黑麦草补充土壤养分最多，毛叶苕子次之，白三叶最低，并且毛叶苕子和黑麦草与其他品种差异显著。在碱性紫色土上，氮素养分积累量具体表现为蚕豆＞黑麦草＞毛叶苕子＞草木樨＞光叶紫花苕子，磷素养分积累量表现为蚕豆＞黑麦草、毛叶苕子、草木樨＞光叶紫花苕子，钾素养分积累量表现为蚕豆＞黑麦草＞毛叶苕子、草木樨、光叶紫花苕子。由此可见，对于碱性紫色土而言，补充土壤养分最多的为蚕豆，黑麦草次之，光叶紫花苕子最少。在中性紫色土上，氮素养分积累量具体表现为黑麦草＞紫云英＞毛叶苕子＞紫花苜蓿；磷素养分积累量具体表现为黑麦草＞紫云英＞紫花苜蓿、毛叶苕子；钾素养分积累量具体表现为黑麦草＞紫云英、毛叶苕子、紫花苜蓿。由此可见，在中性紫色土上，黑麦草补充土壤养分最多，紫云英次之，紫花苜蓿最低。
综合绿肥的生物产量（鲜草产量和干草产量）和养分积累量，发现两者的最终结论相吻合，这与两者相关关系达到极显著或显著水平相关（表5）。
3 小结与讨论
选择适宜的绿肥品种需要从主作物与绿肥的育期匹配程度、绿肥的生物产量（产青量和干物质量）以及养分积累量等多方面综合考虑。本研究结果表明，就绿肥的生物产量而言，黑麦草和毛叶苕子较适宜在酸性紫色土上种植，蚕豆和黑麦草较适宜在碱性紫色土上种植，黑麦草和紫云英较适宜在中性紫色土上种植。就绿肥的养分积累量而言，在酸性紫色土中，黑麦草补充土壤养分最多，毛叶苕子次之；在碱性紫色土中，蚕豆补充土壤养分最多，黑麦草次之；在中性紫色土中，黑麦草补充土壤养分最多，紫云英次之。由此可见，综合绿肥的生物产量和养分积累量，黑麦草和毛叶苕子较适宜在酸性紫色土上种植和翻压，蚕豆和黑麦草较适宜在碱性紫色土上种植和翻压，黑麦草和紫云英较适宜在中性紫色土上种植和翻压。
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