箭筈豌豆的梨园景观化利用及养分特征

牛雅琼， 冉 斌， 吴兴洪， 姚单君， 张爱华， 况胜剑， 朱 青， 王文华， 张 钦*

(1.贵州大学 农学院， 贵州 贵阳 550025； 2.贵州省农业科学院 土壤肥料研究所/农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站， 贵州 贵阳 550006)

随着经济社会的发展，人民生活水平不断提高，环保意识逐渐增强，人们对城乡绿化水平及工作生活环境品质的要求越来越高[1-2]。伴随着新农村建设的不断深入，农业产业结构调整的进一步深化，农业观光旅游的发展前景受到广泛关注。各地结合当地的农业生产，大力发展生态观光农业园区，对当地经济的发展和营造自然美丽的景观起到了积极的促进作用[3]。观赏植物是城市绿化、园林景观的重要组成部分，相关研究对发展农业观光旅游业、森林旅游及观赏花卉等相关新兴产业具有重要意义。绿肥种植不仅可以改善土壤理化性质、增加农作物产量、提高农产品品质，且还是很好的饲草作物[4-9]。绿肥因其具有观花、观叶或观果等观赏性[10]在果茶园种植具有重要开发价值。张泽煌等[11]于2018年首次提出观赏绿肥的概念。目前对观赏植物的研究，很多人重视从国外引进新品种，而忽视国产品种的研究，特别是国产品种商品化的研究较少；且我国目前对观赏植物研究手段相对落后，尚未能与国际完全接轨[12]。箭筈豌豆是双子叶植物纲蔷薇目豆科野豌豆属一年生叶卷须半攀援性草本植物[13]，羽状复叶，茎叶柔软，叶量多[14]，蝶形花，花冠紫红色、红色或粉红色，可用于景观打造。对绿肥景观化利用的研究报道不多见，箭筈豌豆在贵州省绿肥景观化应用的研究尚未见报道。鉴于此，以箭筈豌豆为试验材料，通过大田试验研究其适宜的种植模式及景观和肥料效应，旨在为贵州观赏绿肥的研究和促进当地生态观光农业可持续发展提供理论基础。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2017-2018年在贵州安顺普定县某秋锦梨园(105°42′11″E，26°16′20″N)进行，树龄8 a，树距2.5 m×2 m。试验地土壤类型为黄壤，基础养分(0～20 cm土层)：pH 6.15，有机质31.67 g/kg，全氮、全磷和全钾分别为0.21 g/kg、0.12 g/kg和0.76 g/kg，碱解氮、有效磷、速效钾及缓效钾分别为147.35 mg/kg、19.90 mg/kg、62.50 mg/kg及199.33 mg/kg。

1.2材料

箭筈豌豆，由国家绿肥产业体系贵阳综合试验站提供。

1.3方法

1.3.1试验设计以箭筈豌豆播种量为处理对象，试验设3个处理：T1，2 kg/667m2；T2，3 kg/667m2(常规用量)；T3，4 kg/667m2。随机区组排列，各处理面积8 m2(2 m×4 m)，3次重复。箭筈豌豆于2017年10月20日条播，距离梨树0.25 cm，不施肥，梨园按照当地果农习惯进行管理。

1.3.2指标测定播种前采集试验地耕层(0～20 cm)土壤样品，参照文献[15]的方法分析其养状况。于箭筈豌豆盛花期(2018年4月22日)从各小区采集具有代表性的3株植株，分别测定株高、根长、每个花序的小花数、花序直径并计算单朵花面积，参照文献[15]的方法分别测定其地上及地下部分的氮、磷、钾和碳含量。选取各小区具有代表性的1 m2箭筈豌豆测定其植株密度、花朵总数、地上及地下部分鲜重。参照绿肥种质资源描述规范和数据标准进行计量：始花期为25%的茎枝开花的日期，盛花期为75%的茎枝开花的日期，终花穗期为75%的茎枝停止开花的日期，花穗期为从始花期到终花期所经历的时间。前人研究表明，植物每生产1 g干物质需固定1.63 g CO2[16-17]。可根据作物采收时干物质量计算地上部固碳量。

小花面积S=π×(a/2)×(b/2)

式中，箭筈豌豆单朵花面积以小花面积计算，a为单朵小花旗瓣长，b为单朵小花旗瓣宽；W表示地上部固碳量(g/m2)；A为采收时地上部分干质量(g)；B为采收时地下部分干质量(g)；r为干物质净积累量(g/株)，由采收时干物质量减去定植时干物质量得到；p为栽培密度(株/m2)[16]。

1.4数据处理分析

采用 Excel 2010和SPSS 17.0进行数据统计分析。

2结果与分析

2.1箭筈豌豆的植株生长及其生物量

2.1.1株高与根长由表1可知，出苗期株高为T1>T2>T3，T1的株高分别较T2和T3高6.90%和7.68%，T1与T2、T3差异显著；始花期株高为T1>T3>T2，T1分别较T2和T3高24.41%和13.62%，三者差异不显著；盛花期株高为T3>T1>T2，以T3最高，为138.00 cm，分别较T1和T2高15.00%和17.32%，三者差异不显著。盛花期根长为T2>T3>T1，T2分别较T1和T3高36.03%和11.45%，三者差异不显著。

表1 不同处理箭筈豌豆各生长期的株高与根长

2.1.2生物量从表2可知：地上部分、地下部分和全株的鲜重与干重均为T3>T2>T1，除地下部分干重外，T3与T1差异显著，但与T2差异不显著。其中，T3地上部分鲜重与干重分别为6 853.3 g/m2和1 507.7 g/m2，分别较T1显著提高77.00%和83.62%，较T2提高11.60%和7.41%，T3地下部分鲜重与干重分别为168.67 g/m2和87.2 g/m2，分别较T1和T2提高79.94%、15.63%和49.68%、2.09%；3个处理地下部分干重的差异均不显著。

表2 箭筈豌豆的生物产量

全株，鲜重与干重均以T3最高，分别为7 022.0 g/m2和 1 594.9 g/m2，分别较T1显著提高77.07%和81.37%，较T2提高11.70%和7.10%，T3、T2与T1差异显著，但T3与T2差异不显著。

2.2箭筈豌豆的景观效应

箭筈豌豆花期为18 d，花朵颜色为粉红色，蝶状花，每朵花瓣数均为4瓣，花朵的垂直分布长度为25～45 cm。从表3可知，各处理的花瓣长和宽分别为1.47～1.50 cm和1.67～1.77 cm，各处理间差异不显著。单花面积T1>T2=T3，以T1最大，为2.04 cm2/朵，T2和T3均为1.96 cm2/朵，3个处理间差异不显著。花朵数和花面积均为T3>T2>T1，以T3最大，分别为1 525朵/m2和3 001 cm2/m2；其次是T2，分别为1 476朵/m2和2 894 cm2/m2；T3较T2和T1分别提高3.31%和3.66%及50.33%和44.78%，T2较T1分别提高45.51%和39.66%，T3与T2差异不显著，T3、T2与T1差异显著。

表3 箭筈豌豆的景观效应

2.3箭筈豌豆的养分积累及固碳量

2.3.1养分积累量由图1可知，3个处理箭筈豌豆对氮、磷、钾和碳的积累量。

1) 氮。箭筈豌豆地上部分的氮积累量为T3>T2>T1，以T3最高，为473.35 kg/hm2，T2和T1分别为426.34 kg/hm2和295.82 kg/hm2，T3较T1和T2分别提高60.01%和11.03%，T2较T1提高44.12%，T3、T2与T1差异显著，T3与T2差异不显著。箭筈豌豆地下部分的氮积累量为T3>T2>T1，以T3最高，为17.93 kg/hm2，T2和T1分别为17.00 kg/hm2和11.21 kg/hm2，T3与T1差异显著，与T2差异不显著。

2) 磷。箭筈豌豆地上部分的磷积累量以T3最高，为31.96 kg/hm2，T2和T1分别为26.67 kg/hm2和16.67 kg/hm2，T3较T1和T2分别提高91.76%和19.85%，T2较T1提高60.0%，T3与T1差异显著，与T2差异不显著。箭筈豌豆地下部分的磷积累量以T3最高，为17.93 kg/hm2，T2和T1分别为17.00 kg/hm2和11.21 kg/hm2，T3与T1差异显著，T3与T2差异不显著。

3) 钾。箭筈豌豆地上部分的钾积累量以T3最高，为272.90 kg/hm2，T1和T2分别为125.22 kg/hm2和234.14 kg/hm2，T3较T1和T2分别提高117.93%和16.56%，T2较T1提高86.98%，T3、T2与T1差异显著，T3与T2差异不显著。地下部分的钾积累量为T3>T2>T1，以T3最高，为12.90 kg/hm2，T2和T1分别为11.91 kg/hm2和8.42 kg/hm2，3个处理间差异均不显著。

4) 碳。箭筈豌豆地上部分的碳积累量以T2最高，为5 781.73 kg/hm2，T1和T3分别为3 382.20 kg/hm2和4 836.58 kg/hm2，T2较T1和T3分别提高70.95%和19.54%，T3较T1提高43.00%，T3、T2与T1差异显著，T3与T2差异不显著。箭筈豌豆地下部分的碳积累量以T3最高，为3 447.93 kg/hm2，T2和T1分别为3 169.62 kg/hm2和2 138.09 kg/hm2，T3与T1差异显著，T3与T2差异不显著。

2.3.2箭筈豌豆的固碳量从图2可知，箭筈豌豆的固碳量依次为T3>T2>T1，T3最高，为2 457.61 g/m2，T2和T1分别为2 288.02 g/m2和1 338.48 g/m2，T3较T1和T2分别提高83.62%和7.41%，T3、T2显著高于T1，T3与T2差异不显著。

3结论与讨论

作物生长发育是干物质与养分不断积累的过程，干物质和养分积累是作物产量形成的基础[18-19]。研究结果表明，盛花期时，T3(播种量4 kg/667m2)箭筈豌豆的鲜草产量和干重及地下鲜重均最高，分别为6 853.33 g/m2、1 507.7 g/m2和168.67 g/m2，均与T1(播种量2 kg/667m2)差异显著，与T2差异不显著；T3的株高最高，为138.00 cm，T2(播种量3 kg/667m2)的根长最长，为18.5 cm，3个处理差异均不显著；T3的地下干重最重，为87.2 g/m2，但与其余处理间差异不显著。观光绿肥是景观生态学理论在生产实践中的应用[11]。箭筈豌豆茎叶柔软，羽状复叶，叶量多且翠绿，其花朵点缀其中，给人清新和生机勃勃的感受[20]。且箭筈豌豆栽植范围广、含有丰富的营养成分，在其生长期内可不施或少施氮肥，既满足对果园保湿保水保温性能又可增加土壤肥力[21-22]。

随着播种量的增加，箭筈豌豆的整株鲜草产量、花朵数、花朵面积、对N、P、K的积累量及固碳量均呈上升趋势，播种量为4 kg/667m2时，鲜草产量、花朵数和花朵面积分别为7 022 g/m2、1 525朵/m2和3 001 cm2/m2，与其余处理间差异显著；对N、P、K的积累量及固碳量均高于其余处理(除播种量为3 kg/667m2时的固碳量稍高外)。在果园绿肥景观化利用中，箭筈豌豆的最佳播种量为4 kg/667m2可达最佳观赏和利用效果。