不同施肥方式對(duì)紅壤生地紫云英產(chǎn)量及養(yǎng)分累積的影響

葉靜，鄒平，張賢，俞巧鋼，段曉婷，林輝，馬軍偉，曹凱，徐靜，王建紅

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

在快速城市化的進(jìn)程中，我國(guó)大量?jī)?yōu)質(zhì)耕地被轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)建設(shè)用地。為保障糧食安全，國(guó)家實(shí)施了耕地“占補(bǔ)平衡”戰(zhàn)略，開(kāi)墾了大量后備耕地，但多數(shù)新增耕地的土壤肥力水平低下，無(wú)法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，只有對(duì)新增耕地生土進(jìn)行快速培肥熟化才能實(shí)現(xiàn)耕地資源由“數(shù)量平衡”到“質(zhì)量平衡”的轉(zhuǎn)變。新墾生地的顯著特點(diǎn)是土壤肥力水平普遍偏低，農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)利用困難。新墾生地培肥的核心是提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，但若采取傳統(tǒng)有機(jī)肥投入的方法，不僅數(shù)量有限，而且使用不當(dāng)?shù)脑捜菀讓?dǎo)致土壤二次污染。綠肥是培育地力的重要有機(jī)肥源，能有效提高土壤肥力，改善土壤環(huán)境質(zhì)量，防止水土流失，改善生態(tài)環(huán)境[1-6]。種植利用綠肥是一種較為安全有效地提高土壤有機(jī)質(zhì)的手段，然而新墾生地的綠肥高產(chǎn)栽培技術(shù)研究鮮見(jiàn)報(bào)道。為此，針對(duì)新墾紅壤水田生地，開(kāi)展通過(guò)化肥與有機(jī)肥配施促進(jìn)紫云英綠肥高產(chǎn)并還田的試驗(yàn)，為利用紫云英綠肥快速熟化新墾紅壤生地土壤提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

田間試驗(yàn)于2017年10月1日至2018年5月4日在浙江省衢州市衢江區(qū)全旺鎮(zhèn)馬蹊村(119°3′27″E，28°56′06″N)的紅壤水田生地綠肥熟化試驗(yàn)基地進(jìn)行?；睾０?0.5 m，屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)，四季分明，年均氣溫15.5～16.0 ℃，年降雨日142～155 d，年無(wú)霜期224～246 d。

供試土壤為新墾紅壤生土，未種過(guò)任何作物。試驗(yàn)前測(cè)得耕層(0～20 cm)土壤基礎(chǔ)肥力：pH值6.7，有機(jī)質(zhì)1.95 g·kg-1，全氮0.223 g·kg-1，全磷0.375 g·kg-1，全鉀10.8 g·kg-1，堿解氮13.7 mg·kg-1，有效磷4.91 mg·kg-1，速效鉀217 mg·kg-1。供試綠肥作物為紫云英，品種為寧波大橋種。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理：CK，空白，不施肥；N1PK、N2PK、N3PK、N4PK，4個(gè)單施化肥處理，其中，N1、N2、N3、N4表示4個(gè)施氮水平，分別為60、120、180、240 kg·hm-2(折純)，各處理施用等量磷、鉀(120 kg·hm-2P2O5、90 kg·hm-2K2O)；N3PK+OM、N3PK+HA，2個(gè)化肥+有機(jī)肥配施處理，其中，氮肥的施用量同N3，磷鉀的施用量與4個(gè)單施化肥處理同，OM表示商品有機(jī)肥料， HA表示腐植酸肥料，用量均為15 t·hm-2。試驗(yàn)小區(qū)面積20 m2，各處理均重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)1 m保護(hù)行，小區(qū)間設(shè)0.5 m的隔離田埂和水溝，防止肥水串流。其中，氮肥(尿素)分2次施用，40%作為基肥，60%作為追肥。磷肥(鈣鎂磷肥)、鉀肥(氯化鉀)、商品有機(jī)肥料和腐植酸肥料作為基肥一次性施入。紫云英綠肥于2017年10月12日播種，播種方式為撒播，播后淺覆土。2018年3月12日追施一次氮肥，5月7日收獲紫云英綠肥并還田。

1.3 取樣與測(cè)定方法

供試樣品的采集：在做小區(qū)時(shí)隨機(jī)取0～20 cm耕層土樣1 000 g用于測(cè)定土壤基礎(chǔ)肥力。綠肥收獲時(shí)，先收割各小區(qū)地上部分綠肥鮮草并測(cè)定鮮草產(chǎn)量，同時(shí)取500 g鮮草樣品裝于網(wǎng)兜，供鮮草干物質(zhì)量和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量測(cè)定。鮮草收獲后，各小區(qū)隨機(jī)選取20 cm×20 cm田塊，將田泥和根系一并挖出，裝于網(wǎng)兜內(nèi)，用水洗出田泥，得到綠肥根系，測(cè)定根系鮮重。將綠肥鮮草和根系送于試驗(yàn)室，先在105 ℃殺青，然后于60 ℃烘干，測(cè)定綠肥地上部鮮草和地下部根系干物質(zhì)量。

土壤和植物樣品的測(cè)定方法：土壤pH測(cè)定，依照NY/T 1121.2—2006《土壤檢測(cè) 第2部分：土壤pH的測(cè)定》進(jìn)行；土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定，依照NY/T 1121.6—2006《土壤檢測(cè) 第6部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定》進(jìn)行；土壤全氮含量測(cè)定，依照HJ 717—2014《土壤質(zhì)量 全氮的測(cè)定 凱氏法》進(jìn)行；土壤全磷含量測(cè)定，依照NY/T 88—1988《土壤全磷測(cè)定法》進(jìn)行；土壤全鉀含量測(cè)定，依照NY/T 87—1988《土壤全鉀肥測(cè)定法》進(jìn)行；土壤堿解氮含量測(cè)定，依照LY/T 1228—2015《森林土壤氮的測(cè)定》進(jìn)行；土壤有效磷含量測(cè)定，依照NY/T 1121.7—2014《土壤檢測(cè) 第7部分：土壤有效磷的測(cè)定》進(jìn)行；土壤速效鉀含量測(cè)定，依照NY/T 889—2004《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測(cè)定》進(jìn)行；植株全氮、全磷、全鉀含量測(cè)定，依照NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、鉀的測(cè)定》進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

所有數(shù)據(jù)在Excel 2010軟件上進(jìn)行整理，在Statistica 10軟件上進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方式對(duì)紫云英鮮草及總干物質(zhì)產(chǎn)量的影響

施肥對(duì)紅壤生地紫云英鮮草和總干物質(zhì)產(chǎn)量有顯著的增產(chǎn)作用。如表1所示，N4PK處理的紫云英鮮草、干草和總干物質(zhì)產(chǎn)量均最高，分別達(dá)到21.750、2.373、2.966 t·hm-2，分別是CK處理的14.3、13.6和12.2倍。單施化肥，等量磷、鉀條件下，紫云英鮮草、干草和總干物質(zhì)產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，N4PK處理的鮮草、干草和總干物質(zhì)產(chǎn)量分別比N1PK處理增加2.6、2.6和2.6倍。化肥+有機(jī)肥配施有利于紫云英產(chǎn)量的提高，與N3PK處理相比，N3PK+OM和N3PK+HA處理的紫云英鮮草、干草和總干物質(zhì)產(chǎn)量均顯著增加。在施等量化肥氮、磷、鉀的條件下，配施商品有機(jī)肥料的處理對(duì)紫云英的增產(chǎn)效果顯著優(yōu)于配施腐殖酸肥料的處理。

表1 不同施肥方式對(duì)紫云英鮮草及總干物質(zhì)產(chǎn)量的影響 單位：t·hm-2

注：同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同字母的表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。表2同。

2.2 不同施肥方式對(duì)紫云英養(yǎng)分累積量的影響

紅壤生地施肥對(duì)紫云英養(yǎng)分累積量影響顯著。由表2可知，N4PK處理的氮、磷、鉀素養(yǎng)分單項(xiàng)累積量和養(yǎng)分總累積量均最高，分別為70.2、10.2、102.0、182.4 kg·hm-2，分別是CK處理的11.2、24.9、18.4倍和14.9倍。單施化肥，等量磷、鉀條件下，N4PK處理的氮、磷、鉀素養(yǎng)分單項(xiàng)累積量和養(yǎng)分總累積量均顯著高于N1PK、N2PK和N3PK處理。等量化肥氮、磷、鉀條件下，N3PK+OM和N3PK+HA處理的氮、磷、鉀素養(yǎng)分單項(xiàng)累積量和養(yǎng)分總累積量均顯著高于N3PK處理，且除磷素養(yǎng)分累積量外，N3PK+OM處理的氮、鉀素養(yǎng)分累積量及養(yǎng)分總累積量均顯著高于N3PK+HA處理。這說(shuō)明，施等量氮、磷、鉀化肥條件下，配施商品有機(jī)肥更有利于紫云英氮磷鉀養(yǎng)分總累積量的提高。該施肥方式以紫云英為載體，可以促進(jìn)無(wú)機(jī)肥換有機(jī)肥的實(shí)施。

表2 不同施肥方式對(duì)紫云英養(yǎng)分累積量的影響 單位：kg·hm-2

3 小結(jié)與討論

新墾紅壤生地土壤基礎(chǔ)肥力水平極低，施肥可以顯著提高紫云英綠肥的鮮草產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)土壤中有機(jī)物質(zhì)的快速積累。單施化肥條件下，以等量磷、鉀肥為基肥，配施氮240 kg·hm-2(折純)，紫云英的鮮草產(chǎn)量和干物質(zhì)累積量最高。等量化肥施用條件下，配施有機(jī)肥更有利于紫云英鮮草產(chǎn)量和總干物質(zhì)產(chǎn)量的提高，且商品有機(jī)肥料對(duì)紫云英的增產(chǎn)效果優(yōu)于腐植酸肥料。

紅壤生地土壤有機(jī)質(zhì)含量缺乏，通過(guò)施肥促進(jìn)紫云英綠肥高產(chǎn)并還田，是一種以無(wú)機(jī)肥換有機(jī)肥、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量的重要手段。試驗(yàn)條件下，N4PK處理下紫云英氮磷鉀素養(yǎng)分總累積量最高，達(dá)182.4 kg·hm-2。這說(shuō)明有機(jī)肥與化肥配施可以提高紫云英將無(wú)機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)換為有機(jī)養(yǎng)分的能力，其中，配施商品有機(jī)肥料的效果要優(yōu)于配施腐植酸肥料。

紅壤生地種植紫云英綠肥并還田，可以提高生地土壤中有機(jī)物質(zhì)的投入量，通過(guò)紫云英植物體在土壤中的礦化和腐殖化作用，最終提高紅壤生土的有機(jī)質(zhì)含量和營(yíng)養(yǎng)元素含量，加快紅壤生土熟化進(jìn)程。關(guān)于紅壤生地種植紫云英并還田對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和其他理化性狀的影響等還有待進(jìn)一步系統(tǒng)研究。