不同綠肥養(yǎng)分特性及其對(duì)葡萄園土壤養(yǎng)分的影響

劉文婷

（寧德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 福安 355017）

葡萄（Vitis viniferaL.）為葡萄科葡萄屬木質(zhì)藤本植物，在中國廣泛種植，近年來葡萄種植從傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)北方逐漸擴(kuò)大到南方，中國的葡萄種植面積已居世界第二位［1］。相關(guān)研究表明，葡萄設(shè)施栽培面積不斷擴(kuò)大的同時(shí)，由于普通果農(nóng)對(duì)葡萄科學(xué)施肥認(rèn)識(shí)不足，在施肥環(huán)節(jié)上缺乏科學(xué)依據(jù)，易造成葡萄園土壤出現(xiàn)板結(jié)、酸化、養(yǎng)分失衡等一系列問題［2，3］。目前，果樹優(yōu)質(zhì)及高產(chǎn)受到果園土壤問題的嚴(yán)重制約，土壤改良將是今后果園管理的重點(diǎn)［4］。因此，進(jìn)行葡萄園土壤改良是解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的重大技術(shù)需求，也是實(shí)現(xiàn)葡萄園土壤可持續(xù)利用的主要途徑。

果園種植綠肥是目前果園土壤的管理方法和制度之一，即在果樹之間或是在整個(gè)果園內(nèi)覆蓋種植多年生草本植物［5-7］。果園綠肥的主要種植方法有兩種，分別是自然生草和人工生草，其中人工生草指的是根據(jù)當(dāng)?shù)毓麍@的性質(zhì)、土壤及氣候條件等因素，在果園內(nèi)種植一些繁殖能力強(qiáng)的草種的方法［8］。綠肥作為清潔的有機(jī)肥源，在培肥地力和替代化肥方面具有重要作用［9］。研究表明，種植綠肥不僅能夠抑制雜草、防止水土流失、調(diào)節(jié)氣候等［10-17］，通過翻壓還田后還可以改良土壤、培肥地力［18］。王迅等［19］發(fā)現(xiàn)光葉苕子和鼠茅草兩種果園綠肥均能顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷含量；何春梅等［20］的研究表明，葡萄園土壤全碳、有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀等養(yǎng)分隨著紫云英綠肥鮮草翻壓量的增加而增加。不同研究人員針對(duì)不同果園環(huán)境開展適宜性綠肥品種篩選工作，如吳興洪等［21］在篩選適合貴州省山區(qū)獼猴桃果園種植的綠肥過程中，以地表覆蓋度、田間長勢(shì)情況、抑制雜草能力、植株鮮草產(chǎn)量、土壤含水量和植株養(yǎng)分等指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，篩選出毛葉苕子、箭筈豌豆、黑麥草3 個(gè)品種；唐紅琴等［22］研究了不同種類綠肥還田后對(duì)柑橘園土壤養(yǎng)分的影響，發(fā)現(xiàn)結(jié)合土壤養(yǎng)分含量及pH 的改善效果，在推薦綠肥還田量下，對(duì)土壤堿解氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量的提升貢獻(xiàn)最大的為光葉苕子。中國各地土壤條件各不相同、氣候條件差異大且綠肥資源充足等［23］，選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)刈魑锾匦院头N植條件的綠肥，改變農(nóng)民施肥習(xí)慣，能達(dá)到保護(hù)環(huán)境、改良土壤和提高土壤肥力的效果。此外，種植綠肥也可以緩和資源緊張、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、減輕農(nóng)民經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

當(dāng)前，針對(duì)福建省設(shè)施葡萄園套種綠肥品種適宜性篩選的相關(guān)研究還未見報(bào)道，而解決設(shè)施葡萄栽培過程中出現(xiàn)的土壤板結(jié)、嚴(yán)重酸化、養(yǎng)分失衡等問題，葡萄園套種綠肥是有效途徑之一。因此，本研究在福建省寧德市福安市以清耕為對(duì)照，對(duì)比不同綠肥品種田間長勢(shì)情況、養(yǎng)分含量及其對(duì)葡萄園土壤養(yǎng)分的影響，篩選出適宜當(dāng)?shù)仄咸褕@套種的綠肥品種，以期為福建省福安市設(shè)施葡萄園選擇合適的綠肥實(shí)現(xiàn)土壤改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

2019 年10 月至2020 年4 月在福建省寧德市福安市羅江街道大留村避雨栽培設(shè)施葡萄園進(jìn)行試驗(yàn)。該地屬亞熱帶季風(fēng)氣候，耕層土壤pH 為3.99、有機(jī)質(zhì)含量為21.28 g/kg、全氮含量為1.05 g/kg、堿解氮含量為124.25 mg/kg、有效磷含量為110.57 mg/kg、速效鉀含量為33.21 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試綠肥品種有紫云英（Astragalus sinicusL.）、毛葉苕子（Vicia villosaRoth）、光葉苕子（Vicia villosaRoth var.glabrescensKoch）、箭筈豌豆（Vicia sativaL.）、黑麥草（Lolium perenneL.）、肥用油菜（Brassica napusL.）、肥田蘿卜（Raphanus sativusL.）、三葉草（Trifolium incarnatumL.）。紫云英種子由福安市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提供，其余綠肥種子均在鄭州開元草業(yè)科技有限公司購入。葡萄果樹品種為巨峰，樹齡4 年，樹勢(shì)中等，株距1.5 m，行距1.8 m。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)置9 個(gè)處理，分別為清耕對(duì)照（CK，不定期進(jìn)行雜草清除）、紫云英（T1）、毛葉苕子（T2）、光葉苕子（T3）、箭筈豌豆（T4）、黑麥草（T5）、肥用油菜（T6）、肥田蘿卜（T7）、三葉草（T8）。每個(gè)處理重復(fù)3 次，均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)葡萄株數(shù)5 株，小區(qū)面積為7.5 m×9.0 m=67.5 m2，試驗(yàn)共135 株葡萄。除CK 外，其他8 個(gè)處理的播種量依次為30.0、45.0、45.0、60.0、15.0、3.0、30.0、7.5 kg/hm2。葡萄園行間翻耕耙平后播種，播種時(shí)種子與150.0 kg/hm2鈣鎂磷肥拌種混播。綠肥于2019 年10 月15日進(jìn)行秋播。

1.3.2 樣品采集 ①綠肥樣品。于綠肥盛花期（2020 年4 月1 日）取各綠肥品種植株地上部1 m2，重復(fù)3 次，測(cè)定產(chǎn)量和養(yǎng)分特性。②土壤樣品。土壤取樣深度為0～20 cm，取樣方法為多點(diǎn)取樣法，將各取樣點(diǎn)的土樣均勻混合，混合土壤樣品采用四分法得到?；旌贤翗咏?jīng)自然風(fēng)干、研磨、過篩后備用。

1.3.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1）綠肥指標(biāo)測(cè)定。于綠肥盛花期，取各綠肥品種植株地上部測(cè)量鮮草產(chǎn)量；帶回實(shí)驗(yàn)室烘干至恒重，記錄植株含水量，并采用GB/T 6438—2007 方法進(jìn)行植物灰分（粗灰分）含量測(cè)定；最后測(cè)定植株全氮、全磷以及全鉀的含量。將植株樣品用濃硫酸-過氧化氫聯(lián)合消煮，將處理后的樣本分為3 份，分別利用納氏試劑比色法測(cè)定全氮含量，利用鉬銻抗比色法測(cè)定全磷含量，利用火焰光度法測(cè)定全鉀含量［22］。

2）土壤指標(biāo)測(cè)定。利用pH 計(jì)測(cè)定土壤pH；采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；采用凱氏定氮法，先使用濃硫酸消煮土樣，之后測(cè)定全氮含量；利用堿解擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮含量；采用鉬銻抗比色法，用碳酸氫鈉浸提處理土樣后測(cè)定有效磷含量；采用火焰光度法，先用醋酸銨浸提處理土樣，之后測(cè)定速效鉀含量［24］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

借助Microsoft Office Excel 2019 軟件處理數(shù)據(jù)，采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（Duncan 多重比較），利用GraphPad Prism 6 制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同綠肥品種田間生長情況

由表1 可知，不同綠肥品種在盛花期的生長狀況存在明顯差異。毛葉苕子、光葉苕子和黑麥草田間長勢(shì)均表現(xiàn)良好且對(duì)雜草的抑制能力較強(qiáng)；紫云英、毛葉苕子、光葉苕子、黑麥草和三葉草都未發(fā)現(xiàn)蟲害，但紫云英和三葉草長勢(shì)一般，且不能自然倒伏，對(duì)雜草的抑制能力稍弱；箭筈豌豆雖能自然倒伏，但因長勢(shì)較差而對(duì)雜草的抑制能力弱；肥用油菜和肥田蘿卜不能自然倒伏，且蟲害嚴(yán)重。因此，初步淘汰了箭筈豌豆、肥用油菜和肥田蘿卜3 個(gè)綠肥品種。

表1 不同綠肥品種田間生長情況

2.2 不同綠肥品種植株產(chǎn)量、含水量及灰分含量

對(duì)紫云英、毛葉苕子、光葉苕子、黑麥草和三葉草5 個(gè)表現(xiàn)良好的綠肥品種進(jìn)行采樣與試驗(yàn)測(cè)定，結(jié)果見表2。光葉苕子鮮草產(chǎn)量最高，顯著高于紫云英、毛葉苕子和三葉草，分別高出19 431、17 121、19 414 kg/hm2。各綠肥品種間的含水量差異不顯著。植株灰分為植株內(nèi)各種礦物元素的氧化物。不同綠肥品種的灰分含量表現(xiàn)為毛葉苕子＞光葉苕子＞黑麥草＞三葉草＞紫云英，但不同綠肥品種間的灰分含量差異不顯著。

表2 不同綠肥品種的鮮草產(chǎn)量、含水量和灰分含量

2.3 不同綠肥品種的養(yǎng)分特性

5 個(gè)綠肥品種盛花期植株地上部的全氮、全磷和全鉀含量見圖1。毛葉苕子全氮含量最高，為2.32%，光葉苕子含量第二，為2.23 %，兩者無顯著差異，其中，毛葉苕子含量較紫云英、黑麥草、三葉草分別高33.51%、62.37%、41.90%，差異均達(dá)顯著水平；光葉苕子含量比紫云英、黑麥草、三葉草分別高27.92%、55.57%、35.96%，差異也均達(dá)顯著水平。綠肥植株全磷含量變幅在0.76%～1.01%，毛葉苕子含量最高，與光葉苕子全磷含量差異不顯著，但顯著高于其他3 個(gè)處理，分別是紫云英、光葉苕子、黑麥草和三葉草的1.34、1.10、1.27、1.31 倍；光葉苕子含量為0.92%，分別是紫云英、黑麥草和三葉草的1.22、1.16、1.20 倍；紫云英、黑麥草和三葉草含量較低且相互間差異不顯著。全鉀含量中三葉草處理最高，為3.97%，較紫云英、毛葉苕子、光葉苕子和黑麥草分別增加33.48%、19.10%、13.99%、8.06%，與紫云英處理間差異顯著，與毛葉苕子、光葉苕子和黑麥草處理間差異不顯著。

圖1 不同綠肥品種的植株全氮、全磷和全鉀含量

2.4 不同綠肥品種對(duì)葡萄園土壤養(yǎng)分含量的影響

由圖2 可知，與對(duì)照相比，葡萄園套種紫云英、毛葉苕子、光葉苕子、黑麥草和三葉草后，土壤pH 分別 顯 著 提 高 了7.77%、10.03%、5.76%、2.34% 和5.26%；土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照，各處理分別比對(duì)照提高了53.98%、75.15%、81.80%、84.42%和74.43%，但毛葉苕子、光葉苕子、黑麥草和三葉草處理間均差異不顯著；各處理土壤全氮含量最高的是毛葉苕子處理，為2.03 g/kg，其次是光葉苕子，為1.93 g/kg，5 個(gè)綠肥處理土壤全氮含量比對(duì)照分別顯著增加64.00%、93.33%、84.00%、76.00%和61.33%。與對(duì)照相比，葡萄園套種綠肥可顯著提高土壤堿解氮含量，增幅為27.23%～69.48%；各處理土壤有效磷含量比對(duì)照分別顯著增加42.89%、40.91%、4.51%、138.24%和98.99%；葡萄園套種紫云英后土壤速效鉀含量比對(duì)照顯著降低17.54%，除三葉草外，毛葉苕子、光葉苕子和黑麥草處理分別比對(duì)照顯著提高35.40%、18.43%和31.98%?？傮w而言，毛葉苕子、光葉苕子較紫云英、黑麥草和三葉草對(duì)提高土壤養(yǎng)分含量、改善土壤酸堿度的效果更明顯。

圖2 不同綠肥品種對(duì)葡萄園土壤養(yǎng)分的影響

3 小結(jié)與討論

本研究通過開展在葡萄園套種紫云英、毛葉苕子、光葉苕子、黑麥草、箭筈豌豆、肥用油菜、肥田蘿卜和三葉草等綠肥品種的田間長勢(shì)情況、抗病蟲害能力等種植適宜性對(duì)比試驗(yàn)，初步篩選淘汰箭筈豌豆、肥用油菜和肥田蘿卜3 個(gè)適宜性表現(xiàn)較差的綠肥品種。為進(jìn)一步篩選出更優(yōu)的葡萄園套種綠肥品種，本研究針對(duì)初步篩選出的綠肥品種開展對(duì)葡萄園土壤環(huán)境的影響對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，相較于清耕葡萄園，葡萄園經(jīng)過套種綠肥均可顯著提高土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。這是因?yàn)榫G肥作為一種有機(jī)肥源，含有大量的氮、磷、鉀和中微量元素以及有益微生物和各種活性酶等［25］，不僅能夠抑制雜草，還可以改良土壤、培肥地力。葡萄園套種毛葉苕子、光葉苕子相較于其他綠肥品種，土壤pH 和土壤有機(jī)質(zhì)含量提高效果更好；而毛葉苕子和光葉苕子作為豆科綠肥，對(duì)土壤氮素的影響也更為顯著；對(duì)土壤磷素的影響較大的綠肥品種為黑麥草和三葉草；葡萄作為喜鉀作物，土壤中鉀含量對(duì)其品質(zhì)有直接的影響，本試驗(yàn)中，毛葉苕子與黑麥草處理的土壤速效鉀含量最高，光葉苕子次之。

綜上所述，毛葉苕子、光葉苕子和黑麥草在田間適宜性評(píng)價(jià)及其對(duì)葡萄園土壤環(huán)境的影響要明顯優(yōu)于紫云英、箭筈豌豆、肥用油菜、肥田蘿卜和三葉草等綠肥品種，但黑麥草套種過程中，其生長期植株不倒伏會(huì)影響葡萄園春季抹芽、定梢、花穗處理等田間農(nóng)事操作。因此，毛葉苕子和光葉苕子2 個(gè)綠肥品種可作為葡萄園土壤改良套種綠肥的優(yōu)良品種，可進(jìn)行推廣應(yīng)用。