不同施肥方式对红壤生地紫云英产量及养分累积的影响

叶静，邹平，张贤，俞巧钢，段晓婷，林辉，马军伟，曹凯，徐静，王建红

(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)

在快速城市化的进程中，我国大量优质耕地被转化为城镇建设用地。为保障粮食安全，国家实施了耕地“占补平衡”战略，开垦了大量后备耕地，但多数新增耕地的土壤肥力水平低下，无法满足农业生产需求，只有对新增耕地生土进行快速培肥熟化才能实现耕地资源由“数量平衡”到“质量平衡”的转变。新垦生地的显著特点是土壤肥力水平普遍偏低，农业开发利用困难。新垦生地培肥的核心是提高土壤有机质含量，但若采取传统有机肥投入的方法，不仅数量有限，而且使用不当的话容易导致土壤二次污染。绿肥是培育地力的重要有机肥源，能有效提高土壤肥力，改善土壤环境质量，防止水土流失，改善生态环境[1-6]。种植利用绿肥是一种较为安全有效地提高土壤有机质的手段，然而新垦生地的绿肥高产栽培技术研究鲜见报道。为此，针对新垦红壤水田生地，开展通过化肥与有机肥配施促进紫云英绿肥高产并还田的试验，为利用紫云英绿肥快速熟化新垦红壤生地土壤提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

田间试验于2017年10月1日至2018年5月4日在浙江省衢州市衢江区全旺镇马蹊村(119°3′27″E，28°56′06″N)的红壤水田生地绿肥熟化试验基地进行。基地海拔90.5 m，属于北亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，年均气温15.5～16.0 ℃，年降雨日142～155 d，年无霜期224～246 d。

供试土壤为新垦红壤生土，未种过任何作物。试验前测得耕层(0～20 cm)土壤基础肥力：pH值6.7，有机质1.95 g·kg-1，全氮0.223 g·kg-1，全磷0.375 g·kg-1，全钾10.8 g·kg-1，碱解氮13.7 mg·kg-1，有效磷4.91 mg·kg-1，速效钾217 mg·kg-1。供试绿肥作物为紫云英，品种为宁波大桥种。

1.2 处理设计

试验共设7个处理：CK，空白，不施肥；N1PK、N2PK、N3PK、N4PK，4个单施化肥处理，其中，N1、N2、N3、N4表示4个施氮水平，分别为60、120、180、240 kg·hm-2(折纯)，各处理施用等量磷、钾(120 kg·hm-2P2O5、90 kg·hm-2K2O)；N3PK+OM、N3PK+HA，2个化肥+有机肥配施处理，其中，氮肥的施用量同N3，磷钾的施用量与4个单施化肥处理同，OM表示商品有机肥料， HA表示腐植酸肥料，用量均为15 t·hm-2。试验小区面积20 m2，各处理均重复3次，随机区组排列。试验区四周设1 m保护行，小区间设0.5 m的隔离田埂和水沟，防止肥水串流。其中，氮肥(尿素)分2次施用，40%作为基肥，60%作为追肥。磷肥(钙镁磷肥)、钾肥(氯化钾)、商品有机肥料和腐植酸肥料作为基肥一次性施入。紫云英绿肥于2017年10月12日播种，播种方式为撒播，播后浅覆土。2018年3月12日追施一次氮肥，5月7日收获紫云英绿肥并还田。

1.3 取样与测定方法

供试样品的采集：在做小区时随机取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鲜草样品装于网兜，供鲜草干物质量和氮、磷、钾养分含量测定。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，用水洗出田泥，得到绿肥根系，测定根系鲜重。将绿肥鲜草和根系送于试验室，先在105 ℃杀青，然后于60 ℃烘干，测定绿肥地上部鲜草和地下部根系干物质量。

土壤和植物样品的测定方法：土壤pH测定，依照NY/T 1121.2—2006《土壤检测 第2部分：土壤pH的测定》进行；土壤有机质含量测定，依照NY/T 1121.6—2006《土壤检测 第6部分：土壤有机质的测定》进行；土壤全氮含量测定，依照HJ 717—2014《土壤质量 全氮的测定 凯氏法》进行；土壤全磷含量测定，依照NY/T 88—1988《土壤全磷测定法》进行；土壤全钾含量测定，依照NY/T 87—1988《土壤全钾肥测定法》进行；土壤碱解氮含量测定，依照LY/T 1228—2015《森林土壤氮的测定》进行；土壤有效磷含量测定，依照NY/T 1121.7—2014《土壤检测 第7部分：土壤有效磷的测定》进行；土壤速效钾含量测定，依照NY/T 889—2004《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》进行；植株全氮、全磷、全钾含量测定，依照NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、钾的测定》进行。

1.4 数据分析方法

所有数据在Excel 2010软件上进行整理，在Statistica 10软件上进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式对紫云英鲜草及总干物质产量的影响

施肥对红壤生地紫云英鲜草和总干物质产量有显著的增产作用。如表1所示，N4PK处理的紫云英鲜草、干草和总干物质产量均最高，分别达到21.750、2.373、2.966 t·hm-2，分别是CK处理的14.3、13.6和12.2倍。单施化肥，等量磷、钾条件下，紫云英鲜草、干草和总干物质产量随施氮量的增加而增加，N4PK处理的鲜草、干草和总干物质产量分别比N1PK处理增加2.6、2.6和2.6倍。化肥+有机肥配施有利于紫云英产量的提高，与N3PK处理相比，N3PK+OM和N3PK+HA处理的紫云英鲜草、干草和总干物质产量均显著增加。在施等量化肥氮、磷、钾的条件下，配施商品有机肥料的处理对紫云英的增产效果显著优于配施腐殖酸肥料的处理。

表1 不同施肥方式对紫云英鲜草及总干物质产量的影响 单位：t·hm-2

注：同列数据后无相同字母的表示处理间差异达显著水平(P<0.05)。表2同。

2.2 不同施肥方式对紫云英养分累积量的影响

红壤生地施肥对紫云英养分累积量影响显著。由表2可知，N4PK处理的氮、磷、钾素养分单项累积量和养分总累积量均最高，分别为70.2、10.2、102.0、182.4 kg·hm-2，分别是CK处理的11.2、24.9、18.4倍和14.9倍。单施化肥，等量磷、钾条件下，N4PK处理的氮、磷、钾素养分单项累积量和养分总累积量均显著高于N1PK、N2PK和N3PK处理。等量化肥氮、磷、钾条件下，N3PK+OM和N3PK+HA处理的氮、磷、钾素养分单项累积量和养分总累积量均显著高于N3PK处理，且除磷素养分累积量外，N3PK+OM处理的氮、钾素养分累积量及养分总累积量均显著高于N3PK+HA处理。这说明，施等量氮、磷、钾化肥条件下，配施商品有机肥更有利于紫云英氮磷钾养分总累积量的提高。该施肥方式以紫云英为载体，可以促进无机肥换有机肥的实施。

表2 不同施肥方式对紫云英养分累积量的影响 单位：kg·hm-2

3 小结与讨论

新垦红壤生地土壤基础肥力水平极低，施肥可以显著提高紫云英绿肥的鲜草产量和干物质产量，实现土壤中有机物质的快速积累。单施化肥条件下，以等量磷、钾肥为基肥，配施氮240 kg·hm-2(折纯)，紫云英的鲜草产量和干物质累积量最高。等量化肥施用条件下，配施有机肥更有利于紫云英鲜草产量和总干物质产量的提高，且商品有机肥料对紫云英的增产效果优于腐植酸肥料。

红壤生地土壤有机质含量缺乏，通过施肥促进紫云英绿肥高产并还田，是一种以无机肥换有机肥、提高土壤有机质含量的重要手段。试验条件下，N4PK处理下紫云英氮磷钾素养分总累积量最高，达182.4 kg·hm-2。这说明有机肥与化肥配施可以提高紫云英将无机养分转换为有机养分的能力，其中，配施商品有机肥料的效果要优于配施腐植酸肥料。

红壤生地种植紫云英绿肥并还田，可以提高生地土壤中有机物质的投入量，通过紫云英植物体在土壤中的矿化和腐殖化作用，最终提高红壤生土的有机质含量和营养元素含量，加快红壤生土熟化进程。关于红壤生地种植紫云英并还田对土壤有机质和其他理化性状的影响等还有待进一步系统研究。