果园套种油菜绿肥适宜播期播量分析

2022-12-21付永强张永霞龙再俊冉辉艾麦尔艾力吐合提

新疆农业科学 2022年8期

付永强，张永霞，龙再俊，冉辉，艾麦尔艾力·吐合提

（阿克苏地区农业技术推广中心，新疆阿克苏 843000）

0 引言

【研究意义】新疆阿克苏地区现有30×104hm2果园，除去12 a 以上大龄果园和密植果园，适合林下套种油菜的果园面积大约10×104hm2。种植绿肥，可有效抑制杂草生长，降低水分和有效养分的消耗，保障作物良好生长，有效改善农业生态环境[1]。【前人研究进展】适期早播，有利于延长油菜营养生长期，为油菜高产奠定物质基础[2]；播种量对产量的影响因品种和种植方式而存在差异，但密度过小或过大对产量均有影响[3-5]，邰通桥[6]连续5年在果园一年两季套种绿肥结果显示，果园土壤全N 含量提高0.05% ～0.069%，全P 含量提高0.01% ～0.02%，速效钾提高4.56 ～6.27 mg/kg，果园套种绿肥能显著提高土壤肥力，提高有机质及N、P、K含量，促进土壤的熟化。【本研究切入点】目前对油菜绿肥还田效果研究较多，对播期播量研究较少。需研究新疆阿克苏地区果园绿肥油菜绿肥适宜播期播量，在保证绿肥油菜和果树正常生长的前提下，优化配置播期播量，达到最佳还田效果。【拟解决的关键问题】以果园套种绿肥为材料，研究播期播量对绿肥生长状况，养分吸收，还田效果的影响，为促进化肥减量增效，提高阿克苏地区果园套种油菜绿肥生产水平提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为当地果园套种油菜主栽品种新油17号，甘蓝型，属早中熟春性双低品种，幼苗半直立型，生长势强。基叶浓绿色154.6 cm，种子呈褐色圆球形，千粒重3.6 ～3.9g。该品种耐肥抗倒伏，较抗菌核病、白锈病和霜霉病，适应性强。所施用氮肥为尿素（N≥46%），磷肥为磷酸二铵（P2O5≥64%），不施钾肥。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验在阿克苏市阿依库勒镇2大队2小队核桃园开展，果树树龄7 a，2019年冬灌过。试验前，检测基础土样。设播期、播量2个因素，其中：播期2水平，分别为2月23日顶凌播种（D1）、3月23日常规播种（D2）；播量4水平，果园套种净面积播量分别为15 kg/hm2（R1）、22.5kg/hm2（R2）、30kg/hm2（R3）、37.5kg/hm2（R4）；随机排列，每处理3个重复，共24个小区，每个处理种1条。表1

表1 试验处理Table 1 Treatments

1.2.2 测定指标

各小区选取有代表性、生长均匀地段，随机选取3 段，每段1㎡作为调查取样段，用卷尺测量盛花期株高，2播期播前取基础混合土样，油菜绿肥翻压后一个月，每个处理各取各土壤耕层混合样本分析pH值、水溶性盐、有机质、水解氮、有效磷、速效钾。电位法测pH，电导率法测定水溶性盐含量，油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定土壤有机质，碱解扩散法测定水解氮，碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法（Olsen 法）测定有效磷，乙酸铵浸提-火焰光度法测定速效钾。

1.3 数据处理

采用Excel2010 软件对数据进行处理和作图，采用SPSS22.0 统计软件Duncan 新复极差法进行数据方差分析，不同小写字母表示在P同小写字母水平上差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同处理对油菜绿肥产量的影响

研究表明，不同处理对油菜绿肥产量影响有差异。播期播量对油菜株高均有显著影响，同播期不同播量下，各处理株高差异显著，差异在D1处理表现更为明显。同播量不同播期下，株高总体表现为D2＞D1，D2R1处理盛花期株高最高，株高为108.33 cm。油菜绿肥667 m2株数随播种量增加而增加。D2R1处理667 m2株数最低，比相同播期下各处理平均低56.45%，而D1R1处理667 m2株数并无相同表现，可能与播种时土壤含水量有关。各处理以D1R2产量最高，翻压前D1R2鲜草产量为42.88 t/hm2，比同播期下各处理产量平均高32.34%，比同播量D2R2处理高46.95%。当播量为22.5 kg/hm2时，不同播期下干物质量均达到最高水平，且干物质量随播种量的增加而略有降低。表2

2.2 不同处理对植株养分含量的影响

研究表明，同播期下，不同播量处理油菜植株氮含量差异显著，2 播期植株氮含量均以播量为22.5 kg/hm2时最高，随着播量增加，植株氮含量呈明显下降趋势。播量不大于22.5 kg/hm2时，D1处理植株内能积累更多的氮素。植株内全磷含量以D2R3处理最高，播量为30 kg/hm2时植株能吸收较多的磷元素，播期播量对植株磷元素积累影响差异不显著。播期和播量对植株钾含量的影响趋势与氮相似，播量大于22.5 kg/hm2时，2播期植株钾含量差异不显著。当播量超过22.5 kg/hm2时，植株内氮钾元素吸收量降低，元素含量与播种量成反比。图1 ～3

图1 油菜翻压前植株全氮含量变化Fig.1 Total nitrogen content of rape before overturning

图2 油菜翻压前植株全磷含量变化Fig.2 Total phosphorus content of rape before overturning

图3 油菜翻压前植株全钾含量变化Fig.3 Total potassium content of rape before overturning

2.3 油菜翻压后对果园土壤pH和水溶性盐含量的影响

研究表明，不同播期播量播种油菜绿肥翻压还田后，土壤pH 和水溶性盐含量均有一定变化。与播前土壤相比，随播种量的增加，D1播期土壤pH 变化无显著规律；D2播期土壤pH 呈现先增加后降低的趋势。播种量小于22.5 kg/hm2时，顶凌播种处理下土壤pH 较低。与D1处理相比，D2处理播前土壤水溶性盐含量显著增加，增加了175%。D1处理内随播种量增加，土壤水溶性盐含量逐渐降低，除D1R4处理外，其余处理均高于播前土壤，增幅显著；D2播期以播种量30 kg/hm2时土壤水溶性盐最高，播种量继续增加，土壤水溶性盐含量降低，D2播期下各处理土壤水溶性盐含量均显著低于播前土壤。图4

图4 油菜翻压后土壤pH变化Fig.4 Soil pH after rape overturning

图5 油菜翻压后土壤水溶性盐含量变化Fig.5 Water soluble salt content insoil after rape overturning

2.4 油菜翻压后对果园土壤养分含量的影响

研究表明，2 播期播前土壤养分状况中等。播期播量对土壤有机质均有一定的影响，播期对土壤有机质的增加效果大于播量。与播前土壤有机质含量相比，相同播期随播种量的增加，D1处理土壤有机质含量分别增加了70.00%、96.26%、79.84%、73.25%；D2处理分别增加-39.69%、1.23%、-17.79%、11.04%。不同播期处理随播量增加，D1处理土壤有机质含量分别比D2处理增加11.08、7.64、8.72、3.21 g/kg。各处理对土壤水解氮的影响与有机质相似，D1R2处理水解氮含量最高，含量为108.27 mg/kg。除R4处理外，播量相同时，D1处理对土壤有效磷的增加作用显著高于D2处理，同一播期内，土壤有效磷和速效钾随播量增加呈先升高后降低的趋势。播量为22.5 kg/hm2时，两播期土壤速效钾含量均达到最高，且D2处理大于D1处理。2 播期分别以D1R2和D2R4处理对土壤养分含量增加作用最明显，与各处理下油菜产量表现一致。表3

表3 油菜翻压后土壤养分含量变化Table 3 Effect of after rape overturning on soil nutrient content

3 讨论

3.1 播期播量对油菜绿肥产量的影响

研究表明[7-10]，不同播期油菜植株高度明显不同，提早播种有利于提高植株高度，株高随播期延迟而降低；播期过晚不利于油菜干物质积累，油菜产量随播期的推迟而降低，播种量明显影响油菜绿肥生物量，油菜有效株数及鲜、干重大体随播种量的增加而增加。播期和播量互作对油菜产量的影响达到了极显著水平。研究表明，播期和播量对油菜植株高度，鲜草产量均有影响，顶凌播种（2月23日）播量22.5 kg/hm2时株高、鲜草产量最大，播量低于或高于22.5 kg/hm2时均会使株高和鲜草产量下降。常规播期（3月23日），播量15 kg/hm2时株高最高；播量相同时，除R2处理外，常规播期株高均高于顶凌播种。D2处理下鲜草产量均低于D1处理。播量对同一播期内油菜干物质产量影响不显著，顶凌播种能显著增加油菜绿肥干物质积累量。667 m2有效株数随播量增加而增加，随播期推迟而下降。随着果园土壤化冻、气温升高，常规种植方式油菜在前期长势较旺，但植株个体较弱，含水量高，干物质积累量低。播量增加，不能显著增加油菜干物质积累量，果园套种油菜应适期早播，且播量宜选择

22.5 kg/hm2。

3.2 播期播量对油菜绿肥养分含量的影响

胡敏等[11]研究表明，2月中上旬播种的油菜绿肥氮磷钾含量最高，氮钾积累量随播种期推迟呈先升高后降低趋势，2月中旬积累量最大。磷积累量最高值在2月上旬，比氮钾积累量最高值更早到来，且随播种期推迟而降低；不同播种量对油菜绿肥氮含量影响差异不显著，对磷钾含量影响显著。与试验研究结果不同，播期对油菜绿肥氮含量影响显著，对磷钾含量影响不显著，油菜绿肥氮钾含量随播期推迟略有降低，磷含量随播期推迟而升高，可能与试验地的气候条件有关，此时核桃树尚在休眠期，顶凌播种油菜可充分利用融冻土层水分和氮钾元素，以保证营养生长；随着温度升高，此时播种油菜，前期生长可能与果树争夺水肥，影响油菜绿肥对氮钾元素的吸收，而温度升高有利于油菜对磷的吸收。油菜绿肥氮磷钾含量随播种量增加呈先升高后降低趋势；两播期均以播量为22.5 kg/hm2时，氮钾含量最高，播量为30 kg/hm2时，磷含量最高；随着播量增加，土壤中的氮元素已经不能满足油菜生长需求，个体竞争加剧。土壤中磷元素比较容易固定，油菜根系能分泌有机酸，对磷元素起到活化作用，群体数量进一步（播量为30 kg/hm2时）增加时，个体竞争较为明显。

3.3 油菜翻压对果园土壤养分含量的影响

油菜作为绿肥除了具有较好的土壤培肥优势外，在病虫害生物防治、土壤难溶性磷活化、土壤重金属污染治理等方面具有独特的应用优势[12]。王丹英等[13]报道，盛花期油菜翻压能全面提高土壤有机质，全氮，碱解氮，全磷含量，还能改变土壤物理性状。刘慧等[14]研究表明，油菜绿肥翻压后，土壤pH值下降。油菜翻压后，土壤pH未见明显降低，个别处理土壤pH 不降反增。播期对土壤水溶性盐含量影响显著高于播量，土壤水溶性盐离子由多种阳离子和阴离子组成，会随温度升高而增加，随着土壤化冻，土壤水中溶解的盐分会被带到土壤表层，随着气温升高，D2处理土壤水溶性盐含量高于D1处理。油菜绿肥翻压一个月后，土壤有机质，水解氮，速效钾含量显著增加，播期对土壤养分含量的增加效果大于播量，顶凌播种能显著增加土壤有机质，水解氮，有效磷含量，播量为22.5 kg/hm2时，土壤养分含量最高，且随播量增加而降低。常规播种下，D2R4处理土壤有机质、水解氮、有效磷含量最高，但均显著低于D1R2处理，与油菜绿肥植株养分含量表现相似。绿肥翻压还田后将自身养分转到土壤中，增加了土壤中宏量、微量养分[15]。油菜绿肥翻压后的养分经腐解过程可以产生大量可溶性有机物，还可增加土壤生物的固氮能力，并提高土壤磷、钾等养分，促进土壤养分的高效循环，调节土壤养分平衡[16-17]。