红壤生地种植不同品种绿肥的产量和养分累积差异

童文彬，王建红，张海燕，曹凯，陈胜浩，张贤，叶静，邹平，徐静

(1.衢州市衢江区土壤肥料技术推广站，浙江 衢州 324022； 2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 3.衢州市衢江区农业信息与教育培训中心，浙江 衢州 324022)

浙江省耕地资源紧张，耕地后备资源开发强度大[1-2]。随着城镇化的进展，浙江省每年有大量耕地转化为建设用地。为了保持耕地“占补平衡”，保障全省农业生产能力和粮食安全，浙江省每年通过土地整理、复垦、滩涂围垦等方式产生大量新垦耕地。据统计，2017年浙江省新增耕地1.07万hm2。衢州市衢江区地处金衢盆地，耕地开垦条件较为优越，近年来每年新垦耕地的面积均在1 000 hm2以上，大量新垦耕地的表层耕作土以红壤生土为主，土壤肥力低，属于典型的生地，限制了耕地的农业生产能力。

加快新垦耕地生土熟化是提高新垦耕地农业生产能力的必由之路，但生土自然熟化时间长，效率低[3-4]。施有机肥、秸秆还田和种植绿肥还田是加快生地土壤熟化的重要措施[5-9]，但有机肥数量有限，且大量施用存在土壤二次污染风险，而生地的作物产量低，秸秆量少，单一依靠秸秆还田不能满足生地快速熟化的需求。绿肥对土壤培肥和促进作物增产的效果已有大量研究[10-16]，但在新垦红壤生地种植绿肥并获得生物高产后还田培肥生土的技术鲜有报道。作者通过选取不同种类的绿肥和采用不同的施肥、栽培管理措施，以期获得绿肥鲜草高产，然后将绿肥还田培肥红壤生土，为新垦红壤生地绿肥快速熟化技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017年9月至2018年5月在衢州市衢江区全旺镇马蹊村红壤水田生地绿肥熟化试验基地进行，地理坐标119°03′26.6″E，28°56′05.5″N，海拔90.5 m，属北亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，年平均气温15.5～16.0 ℃，平均降雨日142～155 d，无霜期224～246 d。试验基地处于浙江省典型的红壤分布区，属白垩系红色砂岩沉积相，原为红色砂岩为主的低丘山地，2017年8月新垦造为水田，水田表层耕作土壤全部由未经培肥熟化的红壤生土组成。试验前测得耕层土壤(0～20 cm)基础肥力pH值7.37，有机质2.51 g·kg-1，全氮0.21 g·kg-1，全磷0.40 g·kg-1，全钾9.41 g·kg-1，碱解氮21.1 mg·kg-1，有效磷2.05 mg·kg-1，速效钾231 mg·kg-1。

参试的绿肥紫云英品种为宁波大桥种，黑麦草品种为美国引进的一年生黑麦草海湾，油菜品种为浙油50。氮肥用尿素(N含量46%)，磷肥用过磷酸钙(P2O5含量12%)，钾肥用氯化钾(K2O含量63%)。

1.2 处理设计

试验选用耕层土壤均匀一致的田块进行，共设5个处理：T1处理，施肥，氮肥减半，播种紫云英45 kg·hm-2；T2处理，施肥，播种黑麦草45 kg·hm-2；T3处理，施肥，紫云英30 kg·hm-2+黑麦草22.5 kg·hm-2混播；T4处理，施肥，氮肥减半，播种油菜13.5 kg·hm-2；以不施肥，播种黑麦草45 kg·hm-2为对照(CK)。施肥处理施氮肥300 kg·hm-2，磷肥120 kg·hm-2，钾肥90 kg·hm-2，腐植酸有机肥45 t·hm-2；氮肥减半处理施氮肥150 kg·hm-2，其他肥料相同。小区面积20 m2，随机区组排列，重复3次。氮肥分2次施用，1次基施，1次追施，各占50%，磷肥、钾肥和腐植酸有机肥均一次基施。做基肥在绿肥种植前均匀撒施小区地表并翻耕拌匀。各品种绿肥于2017年10月12日播种，播种方式均采用撒播，并浅覆土，5月7日收获绿肥还田。

1.3 取样和测定方法

供试样品的采集。试验前随机取0～20 cm耕层土样1 000 g用于测定土壤基础肥力。绿肥收获时，先收割各小区地上部分绿肥鲜草并测定鲜草产量，同时取500 g鲜草样品供测定鲜草干物质含量和氮、磷、钾养分元素含量。鲜草收获后，各小区随机选取20 cm×20 cm田块，将田泥和根系一并挖出，装于网兜内，用水洗去泥土，测定根系鲜重。将绿肥鲜草和根系送于试验室，先用105 ℃杀青，然后60 ℃烘干，测定绿肥地上部干草和地下部根系干物质含量。然后，将烘干得到的样品统一送专业检测机构测定干物质氮、磷、钾养分元素含量。

土壤和植物样品统一送杭州格临检测股份有限公司检测。土壤pH值依据NY/T 1121.2—2006《土壤pH的测定》；土壤有机质依据NY/T 1121.6—2006《土壤有机质的测定》；土壤全氮依据HJ 717—2014《凯氏法》；土壤全磷依据NY/T 88—1988《土壤全磷测定方法》；土壤全钾依据NY/T 87—1988《土壤全钾测定方法》；土壤碱解氮依据LY/T 1228—2015《森林土壤氮的测定》；土壤有效磷依据NY/T 1121.2—2014《土壤有效磷的测定》；土壤速效钾依据NY/T 889—2004《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》；植株全氮、全磷、全钾依据NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、钾的测定》。

试验数据采用Excel和DPS 9.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 绿肥的产量

由表1可知，鲜草产量以T3处理(施肥的紫云英+黑麦草混播)最高，达92 505 kg·hm-2，对照(不施肥黑麦草)最低，仅为7 455 kg·hm-2，各施肥处理鲜草产量表现为T3>T2>T1>T4，T3处理的鲜草产量分别是T2、T1、T4处理的1.17、2.87和4.02倍。绿肥干物质总产量仍以T3处理最高，但干物质总产量表现为T3>T2>T4>T1，T3处理的干物质总产量分别是T2、T4、T1处理的1.12、3.36和4.62倍，不同处理间产量差异显著。试验发现，在红壤生地种植绿肥，不施肥处理的鲜草产量和干物质总产量均显著低于各施肥处理。

表1 不同处理绿肥的产量表现

注：同列数据后无相同小写字母表示其差异达5%显著水平，表2同。

2.2 绿肥的氮、磷、钾养分元素

由表2可知，氮素养分累积量以T3处理最高，分别是T2、T1、T4处理和对照的1.12、2.84、4.09和18.2倍；磷素养分累积量以T3处理最高，分别是T2、T1、T4处理和对照的1.12、3.50、3.66和27.9倍；钾素养分累积量仍以T3处理最高，分别是T2、T1、T4处理和对照的1.14、3.27、3.08和14.5倍；T3处理的氮磷钾素养分总累积量达到1 099.6 kg·hm-2，分别是T2、T1、T4处理和对照的1.12、3.11、3.41和16.1倍。紫云英+黑麦草混播比黑麦草或紫云英单播处理显著提高了绿肥对氮磷钾养分的总累积量。

表2 不同处理绿肥的氮磷钾养分元素累积情况

3 小结与讨论

通过种植绿肥熟化红壤生地土壤，有机肥和化肥配施可以显著提高绿肥鲜草和干物质总产量，在现有施肥条件下，绿肥鲜草产量和干物质总产量均以紫云英+黑麦草混播处理最高，其次是黑麦草单播处理。紫云英单播处理鲜草产量高于油菜，但干物质总产量低于油菜。

在绿肥的氮、磷、钾养分元素累积方面，在施肥条件下，氮素累积量以紫云英+黑麦草处理最高，油菜处理最低；磷素累积量紫云英+黑麦草处理与黑麦草单播处理无显著差异，但是显著高于紫云英和油菜处理，紫云英和油菜处理间则无显著差异；钾素累积量仍以紫云英+黑麦草处理最高，且显著高于黑麦草、紫云英、油菜处理，而紫云英与油菜处理差异不显著；紫云英+黑麦草处理的氮磷钾素养分总累积量最高。

红壤生地土壤基础肥力差，绿肥产量低，研究提高红壤生地绿肥产量，并通过绿肥将无机养分转化为有机养分然后还田的技术是提高红壤生地土壤肥力的关键。利用绿肥熟化红壤生地，选择适宜的绿肥品种和合理的施肥方法是提高绿肥产量和氮磷钾养分累积量的重要手段，在现有施肥条件下，紫云英、黑麦草混播在鲜草产量、干物质总产量和氮磷钾素养分总累积量方面均高于黑麦草、紫云英、油菜单播，是熟化红壤生地土壤首选的绿肥种植模式。但其对熟化红壤生地土壤的效果有待进一步研究。