不同冬绿肥对水稻田土壤有机质及酸碱度的影响

2017-02-27杨文叶

浙江农业科学 2017年2期

关键词：单季耕层黑麦草

杨文叶，王忠，李丹，张丹，周航

(1.杭州市植保土肥总站，浙江杭州 310020； 2.杭州市余杭区农业生态与植物保护管理站，浙江余杭 311100)

不同冬绿肥对水稻田土壤有机质及酸碱度的影响

杨文叶1，王忠2，李丹1，张丹1，周航1

(1.杭州市植保土肥总站，浙江杭州 310020； 2.杭州市余杭区农业生态与植物保护管理站，浙江余杭 311100)

通过大田试验，研究单季晚稻翻压蚕豆、油菜、黑麦草和紫云英4种绿肥对土壤有机质及酸碱度的影响。结果表明，绿肥翻压2a后，土壤有机质均随年份逐年上升，累积速率表现为紫云英>黑麦草>油菜>蚕豆；耕层土壤pH值均较对照有不同程度的降低，酸化趋势表现为黑麦草>油菜>紫云英>蚕豆。说明单季晚稻-紫云英轮作模式对提高土壤有机质，缓解土壤酸化效果最佳。

冬绿肥；培肥模式；有机质； pH值

近年来，水稻生产中依赖化肥，忽视有机肥投入的现象十分严重，肥料利用率低、稻米品质差及农田土壤质量下降等一系列问题已引起广泛关注[1-3]。如何减少因肥料过量施用而造成的品质下降和环境污染，是目前肥料研究中共同关心的问题。

针对杭州市单季晚稻收获后空闲时间长的特点，利用冬季光热资源和空闲茬口种植绿肥作物，不仅能增加当季地面覆盖，保持水土，翻压还田后还能改善土壤结构，提高土壤有机质等养分含量，为化肥减量、地力提升提供了有效途径[4-6]。稻田种植和利用紫云英轮作是杭州市绿肥生产的典型模式，已有大量的研究和广泛的生产实践，但目前绿肥品种过于单一，有机质提升效果有待进一步提高。本研究旨在探讨不同种类绿肥翻压的培肥模式对稻田土壤有机质含量和酸碱度的影响，为水稻田冬绿肥种植技术的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在余杭区余杭街道洪桐村进行，供试土壤为水稻土青紫泥田，试验前土壤pH值为5.72，有机质含量为35.72 g·kg-1。冬绿肥选用蚕豆、油菜、黑麦草和紫云英。

1.2 处理设计

试验设5个处理：M1，单季晚稻-蚕豆轮作；M2，单季晚稻-油菜(割青还田)轮作；M3，单季晚稻-黑麦草轮作；M4，单季晚稻-紫云英轮作；以单季晚稻-冬闲为对照(CK)。试验小区面积66.7 m2，随机区组排列。小区之间用30 cm田埂隔开。各处理田间管理措施相同，单季晚稻参照当地农户常规施肥，绿肥作物不施肥。试验时间为2013年至2015年。

黑麦草和紫云英于晚稻收割前10～15 d将种子撒播于田间，黑麦草播种量为30.0 kg·hm-2，紫云英播种量为37.5 kg·hm-2；油菜和蚕豆在晚稻收割后撒播，播后盖土，油菜播种量为7.5 kg·hm-2，蚕豆播种量为75 kg·hm-2。次年晚稻移栽前30 d绿肥翻压还田，各处理还田量均为22.5 t·hm-2，其余舍弃不用，并淹水浸泡30 d。

1.3 检测项目及方法

取样时间在每年晚稻收割后，采用梅花形布点采集土样，深度为0～20 cm，经风干制样后进行检测。其中试验前土壤检测样品为各小区的混合样。

土样检测方法按照《土壤分析技术规范》[7]进行，有机质采用重铬酸钾-硫酸氧化法测定，土壤pH值采用酸度计法测定。

2 结果与分析

2.1 土壤有机质

从表1可以看出，试验2a后单季晚稻-冬闲处理(CK)土壤的有机质基本不变，单季晚稻绿肥轮作的4个处理土壤有机质均逐年上升。其中M4处理单季晚稻-紫云英轮作土壤有机质增加最为明显，年均增加量为0.59 g·kg-1，M3处理单季晚稻-黑麦草轮作次之，年均增加量为0.28 g·kg-1，单季晚稻-油菜轮作与单季晚稻-蚕豆轮作土壤有机质年均增加量差别不大，分别为0.17和0.15 g·kg-1。这说明绿肥翻压后，在腐熟分解过程中可向土壤缓慢释放有机物质，起到累积土壤有机质的作用，其累积效率以单季晚稻-紫云英轮作模式最好。

表1 不同冬绿肥轮作后土壤有机质含量与

2.2 土壤pH值

由表1可见，试验2a后单季晚稻-冬闲处理(CK)的土壤pH上升了0.15个单位，而轮作不同绿肥后，4个处理的耕层土壤pH值都表现为下降，降幅在0.02～0.35个单位。轮作绿肥的处理耕层土壤pH值下降的原因，可能是绿肥翻压腐熟过程中产生的有机酸使得土壤向酸化的方向发展；此外，土壤pH值的变化还与土壤的酸缓冲性能、土壤有机质含量有关[8]。翻压2a后，耕层土壤pH值的降幅由高到低依次为：黑麦草>油菜>紫云英>蚕豆。其中，黑麦草翻压后，对土壤的酸化影响最为严重，耕层土壤pH值年均降低量达0.175个单位；其次为油菜，耕层土壤pH值年均降低量为0.085个单位；紫云英和蚕豆翻压后对耕层土壤pH值影响很小，数值变化不大。

3 小结

土壤有机质是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中某些微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构和土壤肥力的重要因素。长期绿肥翻压是提高土壤有机质的重要措施之一。在本试验条件下，绿肥翻压处理的土壤有机质均表现出累积现象，累积量表现为紫云英>黑麦草>油菜>蚕豆，这一研究结果与高菊生等[6]的研究结果一致。土壤碳氮比是指土壤有机物中碳的总含量与氮的总含量的比值，一般碳氮比以25∶1为宜。适当的碳氮比例，有助于微生物的活动，促进有机体发酵分解。绿肥翻压后，增加了土壤有机物质含量，为微生物活动提供了丰富的碳源，增强了土壤中酶的活性[9]，通过调节碳氮比使绿肥植株更有利于被分解，营养物质更易被作物吸收。

土壤pH是土壤的一项基本理化指标。pH值对土壤养分的存在形态和有效性，对土壤的理化性质、微生物活动及植物生长发育都有很大影响[10]。本研究结果显示，翻压绿肥2a后，耕层土壤pH值均较对照有不同程度的降低，这一变化趋势与杨曾平[11]的研究结果相似，但变化幅度略有差异。绿肥翻压后，在分解过程中会产生较多的小分子有机酸，绿肥翻压在一定程度上降低了土壤的pH值[12]。因此，在农业生产实际中，翻压绿肥还应根据本地的土壤状况，配合施用石灰等碱性物质，以防土壤酸化。

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