种植不同草木樨对土壤的影响

2016-08-15景春梅王文兴杨浩宏王林娜席琳乔马春晖

中国水土保持 2016年8期

关键词：全氮样地速效

景春梅，王文兴，杨浩宏，王林娜，席琳乔，马春晖

(1.塔里木大学动物科学学院，新疆阿拉尔 843300； 2.石河子大学动物科学技术学院，新疆石河子 832002)

种植不同草木樨对土壤的影响

景春梅1，王文兴1，杨浩宏1，王林娜1，席琳乔1，马春晖2

(1.塔里木大学动物科学学院，新疆阿拉尔 843300； 2.石河子大学动物科学技术学院，新疆石河子 832002)

草木樨；土壤；总盐含量；有机质；全氮；碱解氮；速效磷；速效钾

在新疆拜城县采集不同草木樨种植前后0～10、10～20、20～30 cm土层的土壤，测定土壤总盐、有机质、全氮、碱解氮、速效磷及速效钾含量，比较种植不同草木樨对土壤的影响，结果表明：种植MAL001(来自甘肃的白花草木樨)可以有效降低土壤各层总盐含量，种植MOF001(来自甘肃的黄花草木樨)、MOF002(来自吉林的黄花草木樨)与MOF003(来自宁夏的黄花草木樨)可有效增加土壤表层有机质含量，种植MOF001与MAL002(来自内蒙古的白花草木樨)可有效增加土壤表层全氮含量，种植MOF001与MOF003可有效增加土壤表层碱解氮的含量，种植MAL002与MOF003后可有效增加土壤速效磷的含量，种植MOF003可以有效增加土壤中除速效钾外的其他养分含量。

随着农业生产的规模化和集约化，为实现粮食或经济作物增产，农民普遍采用连作制度，忽视用养结合的土地利用方式，破坏了合理的轮作制度[1]，同时，大量使用化肥，破坏了土壤生态环境，引发土壤酸碱和养分失衡，土壤氮素污染的问题也日益凸显[2]，因而建立可持续发展的农作制度是解决这一问题的一个重要途径。草木樨俗名野苜蓿，是豆科草木樨属的草本直立型一年生或二年生植物[3]，具有耐寒、耐旱、耐盐碱的能力，因其既可以作为优质绿肥，改良土壤，减少病虫害[4-6]，又可以做家畜的优良饲草而深受农牧民的喜爱。新疆拜城县是我国重要粮食生产基地之一，属温带大陆性干旱气候，农作物一年一季有余而两季又不足，由于草木樨的生长速度较其他绿肥作物快，因此可以推广冬小麦套种草木樨，以最大限度地利用光、热、水、土等资源进行增产增收。草木樨的根系上生长着大量的根瘤，可以固定空气中的氮气，当草木樨被翻压在土壤中以后，其枝叶及根系中的氮素就遗留在土壤中，能丰富土壤的氮素营养，改善土壤肥力[7]。研究表明，翻压草木樨后，土壤有机质含量增加8.6%～15.2%，速效氮增加5.96%～15.26%，速效磷增加22.63%～39.57%[8-10]。文荣威[11]对草木樨绿肥的肥效进行研究，发现每1 t草木樨绿肥可平均增产冬小麦244.5～363.0 kg/hm2，增产率为11.5%～43.1%。本研究旨在探索6种不同来源的草木樨对土壤理化性质影响的差异，为今后该地区草木樨的引种提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料与试验地概况

1.1.1试验材料

6份不同来源的草木樨种质材料基本情况见表1。

表1　材料编号及来源

1.1.2试验地概况

试验地位于拜城县察尔其镇，地理位置为北纬41°36′06.7″、东经81°14′56.0″，属温带大陆性干旱气候，全年平均气温7.5 ℃，最高气温34.3 ℃，最低气温-28.3 ℃，无霜期193 d，四季分明，光照充足，全年日照时数2 487.7 h，年降水量142.2 mm。

1.2试验方法

分别于草木樨种植前(2014年5月2日，对照组)与收割后(2014年9月3日，试验组)采集0～10、10～20、20～30 cm土层的土壤，风干后过0.149和2 mm孔径筛，待测。

测定方法参照张甘霖等[12]《土壤调查实验室分析方法》。具体测定指标为：容重(环刀法)、总盐含量(质量法)、有机质(重铬酸钾-硫酸消化法)、全氮(重铬酸钾-硫酸消化蒸馏法)、碱解氮(碱解扩散法)、速效磷(碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法)、速效钾(乙酸铵浸提-火焰光度计法)。

1.3数据统计与分析

用Microsoft Excel和DPS 6.55统计分析软件对数据进行处理。

2　结果分析

2.1不同草木樨对土壤总盐含量的影响

由表2可知，种植不同草木樨后，土壤总盐含量较对照(CK)都有不同程度的降低。其中：0～10 cm土层MOF001降幅最大，其次是MAL001，分别降低了32.69%、30.13%，二者差异不显著；MOF003相比于对照差异不显著；MOF002、MAL002、MIN001的总盐含量都显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)低于对照，分别较对照降低了24.36%、10.26%、12.18%。从10～20 cm土层来看，均极显著低于对照，降幅最大的为MAL001，往后依次为MAL002、MOF003、MOF002、MIN001、MOF001，分别较对照降低43.92%、35.81%、33.11%、25.00%、23.65%、8.78%。20～30 cm土层降幅最大的为MAL001，极显著低于对照，且与MOF001、MOF002、MAL002及MOF003无显著差异(P>0.05)。

表2　不同草木樨对土壤总盐含量的影响

注：同列数据，标相同字母表示相互间差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示相互间差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，下同。

2.2不同草木樨对土壤有机质含量的影响

由表3可知，种植不同草木樨后，土壤有机质含量有不同程度的变化。其中：0～10 cm土层在种植MOF001、MOF002、MAL002、MOF003后，土壤有机质含量相对于对照分别提高了33.26%、21.51%、12.89%、23.49%，除MAL002外差异达极显著水平；而MAL001与MIN001虽然较对照有所降低，但差异不显著。10～20 cm土层只有MAL001较对照不显著升高，其他均较对照有所降低，其中MOF002与MAL002显著低于对照，其余与对照无显著差异。20～30 cm土层在种植不同草木樨后，土壤有机质含量与对照的差异均不显著。

表3　不同草木樨对土壤有机质含量的影响

2.3不同草木樨对土壤氮素含量的影响

由表4可知，MOF001可以极显著提高各土层的全氮含量。0～10 cm土层的全氮含量MAL002样地最高，其次为MOF001，二者差异不显著；其他样地与对照无显著差异。10～20 cm土层的全氮含量除MOF002不显著高于对照外，其他样地均显著或极显著高于对照，各样地全氮含量由高到低依次为MOF001、MOF003、MIN001、MAL001、MAL002、MOF002，分别较对照提高39.30%、27.85%、23.00%、18.80%、15.65%、9.31%。20～30 cm土层的全氮含量只有MOF001与MOF003样地较对照增加，其他样地均低于对照，但与对照的差异不显著。

表4　不同草木樨对土壤氮素的影响　mg/kg

碱解氮方面，0～10 cm土层只有MOF001较对照极显著升高，MOF003较对照显著升高，MIN001样地的碱解氮含量虽高于对照但差异不显著，MOF002与MAL002样地的碱解氮含量较对照显著降低，MAL001低于对照但差异不显著。10～20 cm土层，种植不同草木樨的样地碱解氮含量均低于对照。20～30 cm土层，MOF001、MIN001与MOF003样地的碱解氮含量相比对照有所升高，但差异不显著，MOF002、MAL002样地显著或极显著低于对照。

2.4不同草木樨对土壤速效养分含量的影响

由表5可以看出，速效磷含量0～10 cm土层只有MAL002与MOF003较对照显著升高，其他均降低；10～20 cm土层速效磷含量为MAL002样地最高，其次为MIN001、MOF003、MOF002，分别较对照升高114.59%、48.94%、34.04%、7.90%，MOF001与MAL001较对照降低，但差异不显著；20～30 cm土层MOF002、MAL002与MOF003样地的速效磷含量均极显著高于对照，其他样地与对照无显著差异。速效钾含量方面，0～10 cm土层MOF001、MAL001与MAL002样地均较对照升高，但差异不显著；10～20 cm土层MOF002的速效钾含量极显著高于对照，MIN001极显著低于对照，MOF002显著低于对照，其余与对照差异不显著；20～30 cm土层除MOF003极显著低于对照外，其他均与对照差异不显著。

表5　不同草木樨对土壤速效养分的影响

3　讨　论

3.1草木樨脱盐效果比较分析

土壤盐分含量直接影响土壤的物理性质。当土壤盐分含量较高时，其物理性质会变差，导致土壤渗透性和透气性减弱，从而影响植被的生长[13]。由于草木樨有较强的耐盐性，可以在适度的盐碱土中正常生长，因此草木樨是一种很好的脱盐植物。本试验中，种植草木樨MAL001一茬后，各层土壤中的总盐含量均显著或极显著降低，与卞建民等[13]和林年丰等[14]的研究结果相似，证明草木樨可以改良盐碱化土壤。

3.2草木樨改善土壤肥力的结果分析

土壤有机质可以为作物的生长发育提供养分，并且可以提高土壤中磷的有效性及磷肥的利用效率。草木樨属于豆科作物，其根瘤可以固定空气中的氮气，增加土壤氮素含量，是一种优良的绿肥。本试验中，种植草木樨后有机质含量在0～10 cm土层增幅较大，其中MOF001、MOF002和MOF003较对照极显著升高，这可能是因为草木樨的根系在固氮和吸收土壤中养分的同时，会释放某些含碳丰富的小分子物质[15]，这些小分子物质是土壤中有机质的组成部分，且草木樨根系的脱落物及根系的腐烂分解也会增加土壤有机质的含量。此外，由于草木樨可以降低土壤容重，使土壤孔隙度增加，这为某些微生物提供了适于生长的环境，因而导致有机质含量的增加。氮素是植物生长所必需的养分，为了使作物更好地生长，人们往往向土地中施入尿素等氮肥，但长此以往，会导致土壤板结，不利于作物生长。种植绿肥作物不仅可以增加土壤氮素含量，还能同时改善土壤其他理化性质。本试验中种植草木樨后，MOF001样地全氮含量在各土层均极显著高于对照，说明MOF001可以大幅增加土壤全氮含量，另外MAL002与MOF003也可有效增加土壤全氮含量。草木樨对土壤碱解氮含量的影响在本试验中不明显，只在0～10 cm土层MOF001与MOF003样地较对照极显著增加。磷参与植物体内众多生理生化过程，本研究只有MAL002与MOF003样地较对照各土层速效磷含量极显著增加，其余草木樨对土壤速效磷的影响表现不明显。土壤速效钾含量在种植草木樨后变化也不明显。

4　结　论

种植MAL001(来自甘肃的白花草木樨)可以有效降低土壤各层总盐含量，种植MOF001(来自甘肃的黄花草木樨)、MOF002(来自吉林的黄花草木樨)与MOF003(来自宁夏的黄花草木樨)可有效增加土壤表层有机质含量，种植MOF001与MAL002(来自内蒙古的白花草木樨)可有效增加土壤表层全氮含量，种植MOF001与MOF003可有效增加土壤表层碱解氮的含量，种植MAL002与MOF003可有效增加土壤速效磷的含量，种植MOF003可以有效增加土壤中除速效钾外的其他养分含量。

[1] 张晓玲,潘振刚,周晓锋,等.自毒作用与连作障碍[J].土壤通报,2007,38(4):781-784.

[2] 郭胜利,周印东,张文菊.长期施用化肥对粮食生产和土壤质量性状的影响[J].水土保持研究,2003,10(1):16-22.

[3] Klemov K M,Raynal D J.Population ecology ofMelilotusalbain a limestone quarry[J].Journal of Ecology,1981,69(1):33-44.

[4] 张保烈,文荣威.草木樨[M].北京:农业出版社,1989:1-7.

[5] 马丽.浅谈草木樨的综合利用[J].新疆畜牧业,2005(4):56-57.

[6] 周旺才,陈寅初,孙伟,等.草木樨生长特性及栽培技术[J].新疆农垦科技,2004(3):13-14.

[7] Van Riper L C,Larson D L.Role of invasiveMelilotusofficinalisin two native plant communities[J].Plant Ecology,2009,200(1):129-139.

[8] 李银平,徐文修,侯松山,等.春小麦复播绿肥对连作棉田土壤肥力的影响[J].中国农学通报,2009,25(6):151-154.

[9] 李银平,徐文修,陈冰,等.绿肥种植模式对连作棉田土壤肥力及棉花产量的影响[J].西北农业学报,2010,19(9):149-153.

[10] 朱军,石书兵,马林,等.不同时期套种绿肥对免耕春小麦光合生理特性及产量的影响[J].新疆农业科学,2008,45(6):990-995.

[11] 文荣威.草木樨绿肥肥效研究[J].土壤,1979(3):98-102.

[12] 张甘霖,龚子同.土壤调查实验室分析方法[M].北京:科学出版社,2011:47-118.