紅壤生地種植不同品種綠肥的產(chǎn)量和養(yǎng)分累積差異

童文彬，王建紅，張海燕，曹凱，陳勝浩，張賢，葉靜，鄒平，徐靜

(1.衢州市衢江區(qū)土壤肥料技術(shù)推廣站，浙江 衢州 324022； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 3.衢州市衢江區(qū)農(nóng)業(yè)信息與教育培訓(xùn)中心，浙江 衢州 324022)

浙江省耕地資源緊張，耕地后備資源開發(fā)強度大[1-2]。隨著城鎮(zhèn)化的進展，浙江省每年有大量耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地。為了保持耕地“占補平衡”，保障全省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力和糧食安全，浙江省每年通過土地整理、復(fù)墾、灘涂圍墾等方式產(chǎn)生大量新墾耕地。據(jù)統(tǒng)計，2017年浙江省新增耕地1.07萬hm2。衢州市衢江區(qū)地處金衢盆地，耕地開墾條件較為優(yōu)越，近年來每年新墾耕地的面積均在1 000 hm2以上，大量新墾耕地的表層耕作土以紅壤生土為主，土壤肥力低，屬于典型的生地，限制了耕地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力。

加快新墾耕地生土熟化是提高新墾耕地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的必由之路，但生土自然熟化時間長，效率低[3-4]。施有機肥、秸稈還田和種植綠肥還田是加快生地土壤熟化的重要措施[5-9]，但有機肥數(shù)量有限，且大量施用存在土壤二次污染風(fēng)險，而生地的作物產(chǎn)量低，秸稈量少，單一依靠秸稈還田不能滿足生地快速熟化的需求。綠肥對土壤培肥和促進作物增產(chǎn)的效果已有大量研究[10-16]，但在新墾紅壤生地種植綠肥并獲得生物高產(chǎn)后還田培肥生土的技術(shù)鮮有報道。作者通過選取不同種類的綠肥和采用不同的施肥、栽培管理措施，以期獲得綠肥鮮草高產(chǎn)，然后將綠肥還田培肥紅壤生土，為新墾紅壤生地綠肥快速熟化技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2017年9月至2018年5月在衢州市衢江區(qū)全旺鎮(zhèn)馬蹊村紅壤水田生地綠肥熟化試驗基地進行，地理坐標119°03′26.6″E，28°56′05.5″N，海拔90.5 m，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤，四季分明，年平均氣溫15.5～16.0 ℃，平均降雨日142～155 d，無霜期224～246 d。試驗基地處于浙江省典型的紅壤分布區(qū)，屬白堊系紅色砂巖沉積相，原為紅色砂巖為主的低丘山地，2017年8月新墾造為水田，水田表層耕作土壤全部由未經(jīng)培肥熟化的紅壤生土組成。試驗前測得耕層土壤(0～20 cm)基礎(chǔ)肥力pH值7.37，有機質(zhì)2.51 g·kg-1，全氮0.21 g·kg-1，全磷0.40 g·kg-1，全鉀9.41 g·kg-1，堿解氮21.1 mg·kg-1，有效磷2.05 mg·kg-1，速效鉀231 mg·kg-1。

參試的綠肥紫云英品種為寧波大橋種，黑麥草品種為美國引進的一年生黑麥草海灣，油菜品種為浙油50。氮肥用尿素(N含量46%)，磷肥用過磷酸鈣(P2O5含量12%)，鉀肥用氯化鉀(K2O含量63%)。

1.2 處理設(shè)計

試驗選用耕層土壤均勻一致的田塊進行，共設(shè)5個處理：T1處理，施肥，氮肥減半，播種紫云英45 kg·hm-2；T2處理，施肥，播種黑麥草45 kg·hm-2；T3處理，施肥，紫云英30 kg·hm-2+黑麥草22.5 kg·hm-2混播；T4處理，施肥，氮肥減半，播種油菜13.5 kg·hm-2；以不施肥，播種黑麥草45 kg·hm-2為對照(CK)。施肥處理施氮肥300 kg·hm-2，磷肥120 kg·hm-2，鉀肥90 kg·hm-2，腐植酸有機肥45 t·hm-2；氮肥減半處理施氮肥150 kg·hm-2，其他肥料相同。小區(qū)面積20 m2，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。氮肥分2次施用，1次基施，1次追施，各占50%，磷肥、鉀肥和腐植酸有機肥均一次基施。做基肥在綠肥種植前均勻撒施小區(qū)地表并翻耕拌勻。各品種綠肥于2017年10月12日播種，播種方式均采用撒播，并淺覆土，5月7日收獲綠肥還田。

1.3 取樣和測定方法

供試樣品的采集。試驗前隨機取0～20 cm耕層土樣1 000 g用于測定土壤基礎(chǔ)肥力。綠肥收獲時，先收割各小區(qū)地上部分綠肥鮮草并測定鮮草產(chǎn)量，同時取500 g鮮草樣品供測定鮮草干物質(zhì)含量和氮、磷、鉀養(yǎng)分元素含量。鮮草收獲后，各小區(qū)隨機選取20 cm×20 cm田塊，將田泥和根系一并挖出，裝于網(wǎng)兜內(nèi)，用水洗去泥土，測定根系鮮重。將綠肥鮮草和根系送于試驗室，先用105 ℃殺青，然后60 ℃烘干，測定綠肥地上部干草和地下部根系干物質(zhì)含量。然后，將烘干得到的樣品統(tǒng)一送專業(yè)檢測機構(gòu)測定干物質(zhì)氮、磷、鉀養(yǎng)分元素含量。

土壤和植物樣品統(tǒng)一送杭州格臨檢測股份有限公司檢測。土壤pH值依據(jù)NY/T 1121.2—2006《土壤pH的測定》；土壤有機質(zhì)依據(jù)NY/T 1121.6—2006《土壤有機質(zhì)的測定》；土壤全氮依據(jù)HJ 717—2014《凱氏法》；土壤全磷依據(jù)NY/T 88—1988《土壤全磷測定方法》；土壤全鉀依據(jù)NY/T 87—1988《土壤全鉀測定方法》；土壤堿解氮依據(jù)LY/T 1228—2015《森林土壤氮的測定》；土壤有效磷依據(jù)NY/T 1121.2—2014《土壤有效磷的測定》；土壤速效鉀依據(jù)NY/T 889—2004《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定》；植株全氮、全磷、全鉀依據(jù)NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、鉀的測定》。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel和DPS 9.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠肥的產(chǎn)量

由表1可知，鮮草產(chǎn)量以T3處理(施肥的紫云英+黑麥草混播)最高，達92 505 kg·hm-2，對照(不施肥黑麥草)最低，僅為7 455 kg·hm-2，各施肥處理鮮草產(chǎn)量表現(xiàn)為T3>T2>T1>T4，T3處理的鮮草產(chǎn)量分別是T2、T1、T4處理的1.17、2.87和4.02倍。綠肥干物質(zhì)總產(chǎn)量仍以T3處理最高，但干物質(zhì)總產(chǎn)量表現(xiàn)為T3>T2>T4>T1，T3處理的干物質(zhì)總產(chǎn)量分別是T2、T4、T1處理的1.12、3.36和4.62倍，不同處理間產(chǎn)量差異顯著。試驗發(fā)現(xiàn)，在紅壤生地種植綠肥，不施肥處理的鮮草產(chǎn)量和干物質(zhì)總產(chǎn)量均顯著低于各施肥處理。

表1 不同處理綠肥的產(chǎn)量表現(xiàn)

注：同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母表示其差異達5%顯著水平，表2同。

2.2 綠肥的氮、磷、鉀養(yǎng)分元素

由表2可知，氮素養(yǎng)分累積量以T3處理最高，分別是T2、T1、T4處理和對照的1.12、2.84、4.09和18.2倍；磷素養(yǎng)分累積量以T3處理最高，分別是T2、T1、T4處理和對照的1.12、3.50、3.66和27.9倍；鉀素養(yǎng)分累積量仍以T3處理最高，分別是T2、T1、T4處理和對照的1.14、3.27、3.08和14.5倍；T3處理的氮磷鉀素養(yǎng)分總累積量達到1 099.6 kg·hm-2，分別是T2、T1、T4處理和對照的1.12、3.11、3.41和16.1倍。紫云英+黑麥草混播比黑麥草或紫云英單播處理顯著提高了綠肥對氮磷鉀養(yǎng)分的總累積量。

表2 不同處理綠肥的氮磷鉀養(yǎng)分元素累積情況

3 小結(jié)與討論

通過種植綠肥熟化紅壤生地土壤，有機肥和化肥配施可以顯著提高綠肥鮮草和干物質(zhì)總產(chǎn)量，在現(xiàn)有施肥條件下，綠肥鮮草產(chǎn)量和干物質(zhì)總產(chǎn)量均以紫云英+黑麥草混播處理最高，其次是黑麥草單播處理。紫云英單播處理鮮草產(chǎn)量高于油菜，但干物質(zhì)總產(chǎn)量低于油菜。

在綠肥的氮、磷、鉀養(yǎng)分元素累積方面，在施肥條件下，氮素累積量以紫云英+黑麥草處理最高，油菜處理最低；磷素累積量紫云英+黑麥草處理與黑麥草單播處理無顯著差異，但是顯著高于紫云英和油菜處理，紫云英和油菜處理間則無顯著差異；鉀素累積量仍以紫云英+黑麥草處理最高，且顯著高于黑麥草、紫云英、油菜處理，而紫云英與油菜處理差異不顯著；紫云英+黑麥草處理的氮磷鉀素養(yǎng)分總累積量最高。

紅壤生地土壤基礎(chǔ)肥力差，綠肥產(chǎn)量低，研究提高紅壤生地綠肥產(chǎn)量，并通過綠肥將無機養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為有機養(yǎng)分然后還田的技術(shù)是提高紅壤生地土壤肥力的關(guān)鍵。利用綠肥熟化紅壤生地，選擇適宜的綠肥品種和合理的施肥方法是提高綠肥產(chǎn)量和氮磷鉀養(yǎng)分累積量的重要手段，在現(xiàn)有施肥條件下，紫云英、黑麥草混播在鮮草產(chǎn)量、干物質(zhì)總產(chǎn)量和氮磷鉀素養(yǎng)分總累積量方面均高于黑麥草、紫云英、油菜單播，是熟化紅壤生地土壤首選的綠肥種植模式。但其對熟化紅壤生地土壤的效果有待進一步研究。