全 文 ：黑龙江农业科学２０１３（３）：２１～２３
Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
玉米和毛苕子间种轮作对土壤水分及硬度的影响
匡恩俊１，宿庆瑞１，迟凤琴１，张久明１，巴国民２，赵瑞广３
（１．黑龙江省农业科学院 土壤肥料与环境资源研究所／黑龙江省土壤环境与植物营养重点实
验室／黑龙江省肥料工程技术研究中心，黑龙江 哈尔滨１５００８６；２．沈阳军区龙镇农副业基地，
黑龙江 黑河１６４１３５；３．沈阳军区直属农副业基地管理局，黑龙江 哈尔滨１５００９０）
摘要：为探讨玉米与绿肥作物间种轮作后土壤物理性质的变化，对玉米与毛苕子的间种轮作模式进行试验以
明确间种绿肥作物并翻压绿肥对土壤水分和硬度的影响。结果表明：６月２５日３个模式０～２０ｃｍ土层土壤
含水量在１４．９％～１７．５％；２０～６０ｃｍ土层土壤含水量在１８．５％～２３．０％；７月２７日０～６０ｃｍ土层以模式
一土壤平均含水量最低，为１４．１％，模式二的为１４．８％，模式三的最高，为１６．２％；９月２５日，０～６０ｃｍ土层
土壤平均含水量达到了２５％左右。模式一和模式二０～３０ｃｍ土层的土壤硬度均小于不种绿肥的模式三。
说明玉米、绿肥作物间种并翻压绿肥能够很好地改善土壤的物理性质，提升土壤自身的蓄水保墒能力。
关键词：间种；绿肥；硬度；水分
中图分类号：Ｓ１５２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００２－２７６７（２０１３）０３－００２１－０３
收稿日期：２０１３－０１－１０
基金项目：中国与联合国开发计划署绿色发展方案资助项
目（ＣＰＲ／０６／２０９－１１）；“十二五”国家科技支撑计划资助项
目（２０１２ＢＡＤ０５Ｂ０１）；国家自然科学基金资助项目（４１１７１２４４）；
黑龙江省自然科学基金资助项目（ＺＤ２０１１１３）；哈尔滨市科技
创新人才研究专项资金资助项目（２０１２ＲＦＸＹＮ０２０）
第一作者简介：匡恩俊（１９８２－），女，黑龙江省海林市人，硕
士，助理研究员，从事土 壤 肥 力 研 究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｋｕａｎｇｅｎ－
ｊｕｎ２００２＠１６３．ｃｏｍ。
通讯作者：宿庆瑞（１９６２－），男，黑龙江省哈尔滨市人，学士，
研究员，从事土壤肥力研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｑｉｎｇｒｕｉ２００４＠ｙａｈｏｏ．
ｃｏｍ．ｃｎ。
　　翻压绿肥可显著提高土壤有机质含量［１－２］，增
加土壤氮素供应［３－５］，还能改善土壤物理性
状［１－２，６－９］。近年来，由于大量不合理施用化肥、掠
夺式经营，忽视了土壤的养护，使得土壤的理化性
质日趋恶化，生产能力下降［１０］。绿肥作为一种特
殊的有机肥源，给土壤的培肥改良带来了生机。
现通过玉米与绿肥作物的间种轮作试验，明确间
种绿肥作物及翻压绿肥对改良土壤的作用，为提
升土壤质量奠定基础。
１　材料与方法
１．１　试验地概况
试验地点位于哈尔滨市道外区民主乡黑龙江
省农业科学院现代农业科技示范园区。哈尔滨市
道外区民主乡座落在松花江南岸的冲击平原上，
地理坐标为Ｅ１２６°４８′５５″～１２６°５１′２６″，Ｎ４５°４９′４４″～
４５°５１′０１″，海拔１３０～１５０ｍ，属于寒温带大陆季风
气候，年平均气温３．６℃，年降水量４８６．４～
５４３．６ｍｍ；年≥１０℃积温为２　６００～２　８００℃，全年
无霜期在１３５ｄ。土壤类型为黑土，黑土层厚度
２５～４０ｃｍ。试验地土壤理化性质见表１。
１．２　材料
供试作物：主作物为玉米（龙单４２）；绿肥牧
草作物为土库曼毛苕子。
１．３　方法
１．３．１　试验设计　由于２０１０年春，试验区全部
种植了草木樨，７月末至８月初进行翻压。２０１１年
表１　民主乡试验地土壤理化性质
Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｘｔ　ｓｏｉｌ
采样深度／
ｃｍ
Ｄｅｐｔｈ
ｐＨ
有机质／
ｇ·ｋｇ－１
Ｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒ
全氮／
ｇ·ｋｇ－１
Ｔｏｔａｌ　Ｎ
全磷Ｐ２Ｏ５／
ｇ·ｋｇ－１
Ｔｏｔａｌ　Ｐ
全钾Ｋ２Ｏ／
ｇ·ｋｇ－１
Ｔｏｔａｌ　Ｋ
速效氮／
ｍｇ·ｋｇ－１
Ａｖａｉｌａｌｅ　Ｎ
速效磷
Ｐ２Ｏ５／ｍｇ·ｋｇ－１
Ａｖａｉｌａｌｅ　Ｐ
速效钾
Ｋ２Ｏ／ｍｇ·ｋｇ－１
Ａｖａｉｌｅ　Ｋ
容重／
ｇ·ｃｍ－３
Ｖｏｌｕｍｅ
ｗｅｉｇｈｔ
田间
持水量／％
Ｆｉｅｌｄ
ｃａｐａｃｉｔｙ
０～２０　 ６．４４　 ３２．８４　 １．５１　 ０．５２　 ２７．２０　 １０５．２６　 ６６．０２　 ２４７．３４　 １．２５　 ４７．３
每个小区种植４行玉米，２行绿肥作物（模式一：
玉米、毛苕子；模式二：玉米、箭筈豌豆；模式三：玉
米清种）。２０１２年在２０１１年的基础上将玉米与
绿肥作物轮作，即２０１１年种绿肥作物的地块
２０１２年种玉米，２０１１年种玉米的地块２０１２年１／２
种绿肥作物、１／２种玉米，清种玉米（对照）不变。
由于２０１１年箭筈豌豆盛花期刈割后再生能力很
弱，秋季没有绿肥可翻压，因此２０１２年绿肥作物
全部种植毛苕子。
１２
　　　　　黑　龙　江　农　业　科　学 ３期
模式一：玉米、毛苕子２∶１间种轮作，一年一
轮作，割草喂奶牛，牛粪厩肥还田。每种植４行玉
米间隔种植２行毛苕子，条播；模式二：玉米、毛苕
子２∶１间种轮作，一年一轮作，割草喂奶牛，牛粪厩
肥还田。每种植４行玉米间隔种植２行毛苕子，平
播；模式三（对照）：清种玉米（不种绿肥牧草）。
每小区１０ｍ长，３．９６ｍ（６行）宽，３次重复，
纵向对比排列。试验区总面积９４５ｍ２。
１．３．２　测定项目与方法　（１）土壤水分：２０１２年
６月２５日、７月２７日和９月２５日，采用１０５℃烘
干法测定３次０～１０、１０～２０、２０～３０、３０～４０、４０～
５０和 ５０～６０ｃｍ　６ 个土层的土壤自然含水
量。（２）土壤硬度：２０１２年６月２５日、７月２７日
和９月２５日，采用硬度计（ＴＹＤ－２）法测定３次土
壤硬度，每小区测定６点，每行１点，每１０ｃｍ测
定１次。
２　结果与分析
２．１　不同模式土壤含水量的变化
由图１可知，６月２５日，模式一、模式二土壤
含水量与同一时期模式三相比，０～６０ｃｍ的变化
不大，但模式一、模式二０～２０ｃｍ土层土壤含水
量都低于模式三的；３个模式０～２０ｃｍ土层土壤
含水量在１４．９％～１７．５％，但模式间差异不大；
２０～６０ｃｍ 土层深度土壤含水量在１８．５％～
２３．０％，模式之间差异仍不显著，可见，在这一时
期下层土壤的含水量高于上层土壤。其原因是由
于６月之前植株的株高尤其根系还不是很发达，
因此不同模式的通风透光程度还差异不大，所以
表现出０～６０ｃｍ土层的水分含量差异不大。但
由于模式一、模式二的植株密度高于模式三，且这
一时期其根系主要集中在这一土层，所以植物的
蒸腾作用导致模式一、模式二０～２０ｃｍ土层土壤
水分低于对照模式。
图１　不同处理的土壤含水量比较
Ｆｉｇ．１　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
　　７月２７日０～６０ｃｍ土层以模式一土壤平均
含水量最低，为１４．１％，模式二的平均含水量为
１４．８％，模式三的平均含水量最高，为１６．２％，这
是由于玉米及毛苕子都已进入旺盛生长阶段，间
种模式种植的作物多，同时间种区作物高矮差异
很大，通风透光条件较好，水分的蒸发也就大于模
式三。
到９月２５日，不同模式不同土层的土壤含水
量与前两次测定结果有很大的不同，０～６０ｃｍ土
层平均达到了２５％左右，明显高于前两个时期，这
是因为在取样前有４６ｍｍ降雨（黑龙江省气象台
提供降雨数据）所致。３个不同模式中，以模式一
的土壤含水量最高，平均为２７．７％，模式二次之，为
２７．４％，模式三最低，为２５．６％。３种模式０～
２０ｃｍ土层土壤水分在２６．２％～２８．１％，模式间差
异不大；模式一和模式二２０～６０ｃｍ土层深度土壤
水分 在 ２６．０％ ～２８．３％，模 式 三 在２１．９％～
２６．７％，低于前两个模式，但模式之间差异仍不显
著。这是因为在作物的收获期，由于作物茎叶枯
萎，其蒸腾作用变小，而土壤本身的蓄水保墒能力
逐渐突出，因此，间种绿肥作物并翻压绿肥能够增
强土壤的蓄水保墒能力。
２．２　不同模式土壤硬度的变化
有研究报道，翻压绿肥、施用有机肥，不仅可
以增加土壤有机质，同时还能降低土壤的容
重［１１－１２］，因此土壤硬度也会相应降低。不同种植
模式土壤剖面的硬度变化较大，间种绿肥的模式
一和模式二０～３０ｃｍ土层的土壤硬度均小于不
种绿肥的模式三。６月２５日模式一和模式二
的０～１０ｃｍ土壤硬度为１８．８和１３．２ｋｇ·ｃｍ－２，二
者无明显差别，而模式三则达到了２８．２ｋｇ·ｃｍ－２，
明显高于前两个模式；模式一和模式二１０～２０ｃｍ
的土壤硬度为３３．４和３０．８ｋｇ·ｃｍ－２，而模式三高
达５０．９ｋｇ·ｃｍ－２，明显高于前两个模式；７月２７
日的硬度调查与６月２５日相似，模式三在２０ｃｍ
深度时的土壤硬度就达到了５０ｋｇ·ｃｍ－２，而模式
２２
３期 　　匡恩俊等：玉米和毛苕子间种轮作对土壤水分及硬度的影响
一和模式二均在３０ｃｍ时达到这个硬度。到９月
２５日时，由于前期降水较充足，模式三的硬度有
所降低，０～１０ｃｍ土壤硬度为１９．８ｋｇ·ｃｍ－２，１０～
２０ｃｍ的土壤硬度为４４．７ｋｇ·ｃｍ－２，但仍然高于
其它２个模式。可见，玉米与绿肥作物间种并翻
压绿肥能够明显地降低土壤的硬度（见图２）。
图２　不同处理的土壤硬度比较
Ｆｉｇ．２　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
３　结论
玉米、绿肥作物间种轮作并翻压绿肥能够很
好地改善土壤的物理性质。拔节前，０～６０ｃｍ土
层模式一、模式二土壤水分与模式三相比变化不
大。扬花期间种绿肥作物的模式各个土层土壤含
水量均低于清种玉米模式。到成熟期，模式一和
模式二的土壤含水量高于模式三；间种绿肥作物
的２个模式硬度差别不大，但均明显低于模式三，
说明玉米、绿肥作物间种轮作并翻压绿肥可明显
降低不同土层的土壤硬度。
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Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ　Ｍａｉｚｅ　ａｎｄ　Ｖｅｔｃｈ　ｏｎ
Ｓｏｉｌ　Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｈａｒｄｎｅｓｓ
ＫＵＡＮＧ　Ｅｎ－ｊｕｎ１，ＳＵ　Ｑｉｎｇ－ｒｕｉ　１，ＣＨＩ　Ｆｅｎｇ－ｑｉｎ１，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｕ－ｍｉｎｇ１，ＢＡ　Ｇｕｏ－ｍｉｎ２，ＺＨＡＯ　Ｒｕｉ－ｇｕａｎｇ３
（１．Ｓｏｉｌ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌ－
ｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ／Ｔｈｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｐｌａｎｔ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ／Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈａｒｂｉｎ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　１５００８６；
２．Ｌｏｎｇｚｈｅｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｉｄｅｌｉｎｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｓｉｔｅ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ，Ｈｅｉｈｅ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ
１６４１３５；３．Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｉｄｅｌｉｎｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｓｉｔｅ　Ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　Ｒｅｇｉｏｎ－
ａｌ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｃｏｍｍａｎｄ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　１５００９０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ　ｍａｉｚｅ　ｗｉｔｈ　ｇｒｅｅｎ　ｍａｎｕｒｅ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒ－
ｔｉｅｓ，ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ　ｏｆ　ｍａｉｚｅ　ｗｉｔｈ　ｖｅｔｃｈ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ
ａｎｄ　ｈａｒｄｎｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｏｆ　０～２０ｃｍ　ｓｏｉｌ　ｌａｙｅｒｓ　ｉｎ　ｔｈｒｅｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ
１４．９％ａｎｄ　１７．５％ｏｎ　Ｊｕｎｅ　２５ｔｈ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｏｆ　２０～６０ｃｍ　ｓｏｉｌ　ｌａｙｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　１８．５％ａｎｄ
２３．０％．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｏｆ　０～６０ｃｍ　ｓｏｉｌ　ｌａｙｅｒｓ　ｗｅｒｅ　１４．１％，１４．８％ａｎｄ　１６．２％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｏｎ　Ｊｕｌｙ　２７ｔｈ．
Ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｗａｓ　ａｂｏｕｔ　２５％ｏｎ　Ｓｅｐ．２５ｔｈ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｏｆ　０～３０ｃｍ　ｏｆ
ｍｏｄｅ　１ａｎｄ　ｍｏｄｅ　２ｗｅｒｅ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　ｍｏｄｅ　３ｗｈｉｃｈ　ｐｌａｎｔｉｎｇ　ｍａｉｚｅ　ａｌｏｎｅ．Ｓｏ　ｉｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ
ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｉｔｓｅｌｆ　ｗａｔｅｒ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｂｙ　ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ　ｍａｉｚｅ　ｗｉｔｈ　ｇｒｅｅｎ　ｍａｎｕｒｅ　ｒｏｔａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ；ｇｒｅｅｎ　ｍａｎｕｒｅ；ｈａｒｄｎｅｓｓ；ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ
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