全 文 :湖 北 农 业 科 学 2011 年
第 50 卷第 17 期
2011年 9 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 50 No.17
Sep.,2011
收稿日期:2010-12-24
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201103005)
作者简介:寇玲玲(1984-),女,吉林松原人,在读硕士研究生,研究方向为植物营养与施肥,(电话)15527642343(电子信箱)
doukou504@126.com;通讯作者,耿明建,副教授,研究方向为植物营养,(电话)027-62957568(电子信箱)mjgeng@mail.hzau.edu.cn。
绿肥是指所有能翻耕到土壤里作为肥料用的
绿色植物,是一种优质有机肥料,在改良和培肥土
壤方面均有较好的作用;又是一种可再生的生物资
源,可为作物的高产优质奠定基础[1]。 同时,绿肥能
够解决农业生产中清洁有机肥源施用不足的问题,
种植豆科绿肥植物能加速农业生态中的氮素循环,
减少化肥施用量,改善生态环境。 因此,发展绿肥有
着深远的意义[2]。苕子是优质绿肥植物,也是重要的
旱地绿肥作物之一。 苕子喜温凉湿润气候,一年可
播种两季,适合在长江流域种植。 对于绿肥作物苕
子来说, 采用合理的栽培技术可以提高其产量,同
时增加其生物固氮量和活化土壤养分量,经翻压后
能够为后季作物提供更多的可利用养分。 然而,关
于苕子施肥方面的研究相对较少,本研究报道了不
同氮、磷、钾肥用量对苕子养分吸收、累积的影响,
旨在为豆科绿肥作物合理施肥提供指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验采用盆钵培养,供试土壤为采自华中农业
大学试验农场的黄棕壤, 土壤有机质为 5.33 g / kg,
全 N 0.35 g / kg, 碱解 N 44.33 mg / kg, 速效 P 7.64
不同氮磷钾用量对苕子养分吸收和累积的影响
寇玲玲 1,耿明建 1,向炳清 2,孔 伟 1,储刘专 1,李小坤 1,鲁剑巍 1,曹卫东 3
(1.华中农业大学资源与环境学院,武汉 430070;2.湖北省鹤峰县烟叶分公司,湖北 鹤峰 445800;
3.中国农业科学院农业资源与农业区域研究所,北京 100081)
摘要:盆栽试验条件下,研究不同氮、磷、钾用量对苕子养分吸收和累积的影响。 结果表明,施氮、钾肥的
大多数处理对苕子的养分含量及累积量影响差异不显著, 施磷肥的大多数处理对苕子作物的养分含量
及累积量差异显著。 在生产实践中,在钾背景值较高的土壤中,应少施氮肥增施磷肥来促进对氮素、钾素
的吸收。
关键词:苕子;氮;磷;钾;养分含量;养分累积
中图分类号:S551+.2.062 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2011)17-3522-04
The Effect of N, P and K Fertilizer on the Nutrient Uptake of Smooth Vetch
KOU Ling-ling1,GENG Ming-jian1,XIANG Bing-qing2,KONG Wei1,CHU Liu-zhuan1,LI Xiao-kun1,
LU Jian-wei1,CAO Wei-dong3
(1. College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China;
2. Hefeng Tobacco Branch Company of Hubei Province, Hefeng 445800, Hubei, China;
3. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, CAAS, Beijing 100081, China)
Abstract: The effects of the application of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer on the nutrient uptake of smooth
vetch were studied under pot experiment. The results showed that the influences of the application of nitrogen and potassium
fertilizer on the nutrient content and nutrient uptake of smooth vetch were not significant; while the influences of the applica-
tion of phosphorus fertilizer on the nutrient content and nutrient uptake of smooth vetch were significant. The application of a
little nitrogen and more phosphorus fertilizer in the soil with high available potassium content could promote the absorption of
nitrogen and potassium in the process of growth of smooth vetch.
Key words: smooth vetch; nitrogen; phosphorus; potassium; nutrient content; nutrient uptake
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2011.17.043
第 17 期
表 1 施氮对苕子地上部和根系养分含量的影响 (单位:%)
氮用量
g/kg
0
0.030
0.060
0.090
地上部
1.52±0.26 a
1.60±0.06 a
1.72±0.25 a
2.01±0.29 a
根
1.71±0.14 a
1.74±0.18 a
1.73±0.17 a
1.81±0.28 a
地上部
0.19±0.02 b
0.16±0.03 b
0.21±0.02 ab
0.25±0.02 a
根
0.14±0.04 a
0.13±0.01 a
0.16±0.02 a
0.17±0.01 a
地上部
2.10±0.23 b
2.31±0.08 b
2.88±0.29 a
2.89±0.19 a
根
2.17±0.71 a
2.16±0.04 a
2.68±0.35 a
2.51±0.63 a
N 含量 P 含量 K 含量
注:同列数据后不同小写字母表示在 P<0.05 水平上的差异显著性。 下同。
表 2 施磷对苕子地上部和根系养分含量的影响 (单位:%)
磷用量
g/kg
0
0.075
0.150
0.225
地上部
2.16±0.21 a
1.97±0.26 a
1.72±0.26 a
1.76±0.26 a
根
1.83±0.15 a
1.89±0.18 a
1.73±0.17 a
1.76±0.11 a
地上部
0.14±0.01 b
0.21±0.01 a
0.21±0.02 a
0.24±0.01 a
根
0.10±0.01 b
0.13±0.01 ab
0.16±0.02 ab
0.17±0.05 a
地上部
2.56±0.39 a
2.84±0.19 a
2.88±0.29 a
2.55±0.06 a
根
3.52±0.99 a
3.18±0.68 a
2.68±0.35 a
1.90±0.26 a
N 含量 P 含量 K 含量
mg / kg,速效 K 146.01 mg / kg,pH 5.82。 土培盆钵采
用 35 cm×12 cm的塑料盆,每盆装风干土 6 kg。
供试作物为光叶紫花苕子 (Vicia villosa Roth
var. glabrescens Koch)。
1.2 试验设计
采用单因素试验研究氮、磷、钾肥不同用量对
苕子养分吸收、累积的影响,试验中的施肥量为每
千克土壤中含有 N、P2O5、K2O 的克数。 氮、磷、钾用
量均设置 4 个水平,N 用量分别为 0、0.030、0.060、
0.090 g / kg,P2O5 用量分别为 0、0.075、0.150、0.225
g / kg,K2O 用量分别为 0、0.075、0.150、0.225 g / kg;在
固定氮 (N 0.060 g / kg)、磷 (P2O5 0.150 g / kg)、钾
(K2O 0.150 g / kg)中两种元素用量的基础上,设计第
三种元素用量;每个处理 3 次重复。 肥料分别采用
尿素、过磷酸钙、硫酸钾,所有肥料在装盆时拌土一
次性施入。 光叶紫花苕子于 2008 年 12 月 6 日播
种,每盆播种 24株。 盆栽试验在华中农业大学盆栽
场自然气候条件下培养, 上有塑料阳光板顶棚防
雨,定期浇水。 2009 年 4 月 26 日,在苕子盛花期分
地上部、根系两部分收获。 收获样品经杀青、烘干、
称重后测定其中氮、磷、钾的含量。
1.3 测定方法与统计分析
采用 H2SO4-H2O2消煮样品,用蒸馏法测定 N的
含量,钼锑抗比色法测定 P含量,火焰光度法测定 K
含量[3];N、P、K 养分含量为 N、P、K 含量占物质干重
的百分比。 利用 DPS 软件进行方差分析,采用 LSD
法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 氮、磷、钾肥对苕子养分含量的影响
2.1.1 氮肥对苕子养分含量的影响 由表 1 可知,
与不施氮肥相比,施用氮肥可提高苕子地上部和根
系的氮养分含量;施氮量为 0.060、0.090 g / kg 时,可
提高苕子地上部和根系的磷、钾养分含量。 与不施
氮相比,施氮量由 0.030 g / kg 增加到 0.090 g / kg,苕
子地上部的氮、 磷、 钾含量变化量分别为 5.26%~
32.24%、-15.79%~31.58%、10.00%~37.62%,根系的
氮、磷、钾含量变化量分别为 1.17%~5.85%、-7.14%
~21.43%、-0.46%~23.50%。
2.1.2 磷肥对苕子养分含量的影响 由表 2 可知,
与不施磷肥相比,施用磷肥可提高苕子地上部和根
系的磷含量;但降低了地上部的氮含量和根系的钾
含量。 与不施磷相比, 施磷量由 0.075 g / kg 增加到
0.225 g / kg,苕子地上部氮 、磷 、钾含量变化量为
-20.37%~-8.80%、50.00%~71.43%、-0.39%~12.50%,
根系氮、磷、钾含量变化量为-5.46%~3.28%、30.00%
~70.00%、-46.02%~-9.66%。
2.1.3 钾肥对苕子养分含量的影响 由表 3 可知,
与不施钾肥相比,施用钾肥可以提高苕子地上部的
氮、磷、钾含量;对氮、磷养分含量的影响差异不显
著。 在施钾量为 0.075 g / kg 时,根系的氮、磷、钾含
量均降低。与不施钾相比,施钾量由 0.075 g / kg增加
到 0.225 g / kg,苕子地上部氮、磷、钾含量变化量分
别 为 1.27% ~8.86% 、10.53% ~15.79% 、23.93% ~
76.69%,根系氮、磷、钾含量变化量分别为-9.26%~
6.79%、-6.25%~0%、-18.18%~103.03%。
2.2 氮、磷、钾肥对苕子养分累积量的影响
2.2.1 氮肥对苕子养分累积量的影响 由表 4 可
知,随着施氮量的增加,苕子地上部和根系总的氮、
磷养分累积量呈逐渐增加的态势; 与不施氮肥相
比,施用氮肥可提高苕子的钾累积量;当施氮量为
0.09 g / kg 时,苕子的氮、磷、钾累积量均高于不施氮
寇玲玲等:不同氮磷钾用量对苕子养分吸收和累积的影响 3523
湖 北 农 业 科 学 2011 年
表 3 施钾对苕子地上部和根系养分含量的影响 (单位:%)
钾用量
g/kg
0
0.075
0.150
0.225
地上部
1.58±0.12 a
1.64±0.16 a
1.72±0.25 a
1.60±0.43 a
根
1.62±0.18 a
1.53±0.37 a
1.73±0.17 a
1.47±0.44 a
地上部
0.19±0.01 a
0.21±0.04 a
0.21±0.02 a
0.22±0.02 a
根
0.16±0.02 a
0.15±0.02 a
0.16±0.02 a
0.15±0.02 a
地上部
1.63±0.12 b
2.02±0.31 b
2.88±0.29 a
2.86±0.39 a
根
1.32±0.75 a
1.08±0.37 a
2.68±0.35 a
2.56±0.12 a
N 含量 P 含量 K 含量
表 4 施氮对苕子地上部和根系养分累积量的影响 (单位:mg/盆)
氮用量
g/kg
0
0.030
0.060
0.090
地上部
412.4±184.1 a
396.5±19.6 a
398.3±68.3 a
458.6±55.8 a
根
53.6±27.5 a
66.9±27.6 a
70.4±22.7 a
77.1±17.8 a
地上部
51.1±19.2 a
45.5±3.0 a
48.5±1.2 a
57.4±3.2 a
根
5.5±3.7 a
5.4±2.4 a
7.6±2.4 a
7.4±1.7 a
地上部
543.2±102.3 a
573.1±26.1 a
663.2±28.7 a
664.7±75.1 a
根
61.1±14.1 a
84.5±36.4 a
109.1±37.6 a
103.5±3.6 a
N 累积量 P 累积量 K 累积量
地上部+根
466.0±211.1 a
463.4±31.0 a
468.7±77.6 a
535.7±72.7 a
地上部+根
56.6±22.7 a
50.9±4.2 a
56.1±3.4 a
64.8±4.1 a
地上部+根
604.3±116.1 a
657.6±27.6 a
772.3±66.7 a
768.2±78.9 a
表 5 施磷对苕子地上部和根系养分累积量的影响 (单位:mg/盆)
磷用量
g/kg
0
0.075
0.150
0.225
地上部
162.4±53.7 b
353.9±64.5 a
398.3±68.3 a
486.0±71.8 a
根
34.7±13.1 a
62.8±7.6 a
70.4±22.7 a
71.8±19.3 a
地上部
10.2±3.4 d
37.4±4.5 c
48.0±1.4 b
65.5±7.0 a
根
2.1±1.2 b
4.5±0.5 ab
6.1±2.5 ab
7.5±2.4 a
地上部
194.7±70.1 c
507.6±37.6 b
663.4±28.1 a
702.7±17.1 a
根
68.8±34.1 a
105.8±23.8 a
109.1±37.4 a
51.7±38.6 a
N 累积量 P 累积量 K 累积量
地上部+根
197.1±65.8 b
416.7±63.9 a
468.7±77.6 a
557.8±56.8 a
地上部+根
12.3±3.0 c
41.9±4.0 b
54.1±3.4 b
73.0±8.1 a
地上部+根
263.5±104.1 b
613.4±15.6 a
772.5±65.2 a
754.4±52.2 a
表 6 施钾对苕子地上部和根系养分累积量的影响 (单位:mg/盆)
钾用量
g/kg
0
0.075
0.150
0.225
地上部
375.0±17.3 a
403.9±34.6 a
398.3±68.3 a
373.3±134.9 a
根
71.0±20.6 a
61.5±16.3 a
70.4±22.7 a
53.2±2.4 a
地上部
46.2±2.4 a
52.7±8.1 a
48.4±1.4 a
48.7±8.5 a
根
6.6±1.0 a
6.5±1.1 a
7.5±2.2 a
6.0±2.1 a
地上部
386.6±30.1 b
495.5±64.1 ab
663.2±28.2 a
661.4±135.7 a
根
55.4±33.5 a
42.2±8.7 a
109.2±37.6 a
105.1±76.7 a
N 累积量 P 累积量 K 累积量
地上部+根
446.0±35.1 a
465.4±37.9 a
468.7±77.6 a
426.5±135.8 a
地上部+根
52.8±0.8 a
59.2±8.6 a
55.9±3.4 a
54.7±10.4 a
地上部+根
442.0±54.4 b
537.7±56.2 ab
772.4±65.4 a
766.5±198.0 a
肥的处理。 施氮对根系养分累积量提升幅度高于地
上部。 与不施氮相比, 施氮量由 0.03 g / kg 增加到
0.09 g / kg,苕子地上部氮、磷、钾累积量的变化量分
别为-3.86%~11.20%、-10.96%~12.33%、5.50%~22.37%,
根系氮、 磷、 钾累积量的变化量分别为 24.81%~
43.84%、-1.82%~38.18%、38.30%~78.56%%, 总氮、
磷 、钾累积量的变化量分别为 3.90%~20.11% 、
-10.07%~14.49%、8.82%~27.80%。
2.2.2 磷肥对苕子养分累积量的影响 由表 5 可
知,与不施磷肥相比,施用磷肥可提高苕子地上部
和根系氮、磷、钾累积量。 施磷对苕子氮、磷、钾累积
量的影响程度相近,但对地上部养分累积量提升幅
度高于根系。与不施磷相比,施磷量由 0.075 g / kg 增
加到 0.225 g / kg,苕子地上部氮、磷、钾累积量分别
增加 117.92%~199.26%、266.67%~542.16%、160.71%~
260.91%, 根系氮、 磷、 钾累积量的变化量分别为
80.98%~106.92%、114.29%~257.14%、-24.85%~58.58%,
总氮、 磷、 钾累积量分别增加111.42%~183.00%、
240.65%~493.50%、132.79%~193.17%。
2.2.3 钾肥对苕子养分累积量的影响 由表 6 可
知,随着施钾量的增加,苕子地上部和根系氮、磷累
积量差异不显著,且地上部养分累积量提升幅度高
于根系。 与不施钾肥相比,施用钾肥对苕子氮、磷累
积量的影响有增有减;大多数处理对钾累积量有促
进作用。与不施钾相比,施钾量由 0.075 g / kg 增加到
0.225 g / kg,苕子地上部氮、磷、钾累积量的变化量分
别为-0.45%~7.71%、4.76%~14.07%、28.17%~71.55%,
根系氮 、磷 、钾累积量的变化量分别为-25.07%~
-0.85%、-9.09%~13.64%、-23.83%~97.11%, 总氮、
磷、钾累积量的变化量分别为-4.37%~5.09%、3.60%
~12.12%、21.65%~74.75%。
3 结论与讨论
试验结果表明,施氮、钾肥的大多数处理对苕
3524
第 17 期
[8] 王爱华. 不同形态锶钡比的沉积环境判别效果比较[J]. 沉积学
报,1996,14(4):168-173.
[9] 孙立广,谢周清,赵俊琳. 南极阿德雷岛湖泊沉积物 Sr / Ba 与 B /
Ga 比值特征[J]. 海洋地质与第四纪地质,2000,20(4):43-46.
[10] 宁 霞,王增银,杨建成. 桂林地区岩溶水中 Ba 元素的水文地
球化学特征[J]. 中国岩溶,2004,23(4):317-321.
[11] 朱学稳 . 芙蓉洞的次生化学沉积物 [J]. 中国岩溶,1994,13
(4):357-368.
[12] 陈伟海,朱德浩,黄保健,等. 重庆武隆岩溶地质公园地质遗迹
特征 形成与评价[M]. 北京:地质出版社,2004.12-25.
[13] LIU Z H, GROVES C, YUAN D X, et al. Hydrochemical
variations during flood pulses in the south-west China peak
cluster karst: Impacts of CaCO3 -H2O -CO2 interactions [J].
Hydrological Processes,2004,18(13):2423-2437.
[14] 袁道先. 碳循环与全球岩溶[J]. 第四纪研究,1993(1):1-6.
(责任编辑 应 梅)
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(责任编辑 应 梅)
子的养分含量及累积量的影响差异不显著,但施磷
肥的大多数处理对苕子作物的养分含量及累积量
差异显著,因此对于豆科作物来说,在施肥过程中
需根据供试土壤的理化性质, 结合其自身的特性,
合理配施氮、磷、钾肥,即少施氮肥,增施磷肥来促
进对氮素、钾素的吸收。
豆科植物利用空气中的游离氮,通过固氮作用
为植物生长需要提供氮素,可减少氮肥施用量和农
业生产的投入,从环境角度而言,降低对工业氮肥
的依赖对环境可持续发展有积极意义[4]。 苕子是豆
科作物,其根瘤具有一定的固氮作用,在不缺氮的
前提下增施氮肥, 会使其根瘤受到明显的抑制,根
瘤数量随之下降,这就是增施氮肥后苕子的氮含量
增产幅度减小的原因[5];另外,干物质积累对氮用量
的反应遵循报酬递减规律[6],因此,随着外源氮的增
施,苕子氮、磷、钾累积量有增加的趋势,但效果并
不显著。 由此可见对于苕子来说,在生产过程中,可
以不施或在早期施用少量的氮肥[7]。 随着施氮量进
一步增加或者接种根瘤菌之后,施氮对苕子养分吸
收累积的影响有待进一步研究。
磷有利于根瘤的形成。 当土壤中磷的供应不足
时,豆科作物根瘤菌虽然能侵入根中,但是不结瘤。
而且,磷对根瘤中氨基酸的合成以及根瘤中可溶性
氮向植株其他部分转移都有重要作用[8]。 随磷肥的
增施,苕子的氮含量有下降的趋势,可能是由于处
理本身施氮量过高, 应适当降低处理中氮的施用
量; 其磷含量有随施磷量的增加而增加的趋势,说
明磷肥的增施促进了作物对磷素的吸收[9]。 苕子的
氮、磷养分累积量均随施磷量的增加而增加。 施磷
肥的处理与不施磷肥的处理相比,氮总累积量平均
增加 0.284 g /盆,增加率为 144.07%;磷累积量平均
增加 0.044 g /盆,增加率为 357.99%;钾累积量平均
增加 0.450 g /盆,增加率达 170.75%。 这一结果与浙
江农业大学农业化学教研组的研究相符 [10],因此,
在苕子生产中,要注意磷肥的施用,以磷增氮,提高
作物养分累积量,改善作物品质[11]。
钾肥的施用对苕子的氮、磷含量影响差异不显
著;在施钾量为 0.150 g / kg 时,其地上部钾含量显著
增加。 随着施钾量的增加,苕子的总氮、磷累积量呈
现先增加后减少的趋势。 这可能是与供试土壤中钾
的背景值偏高有关, 供试土壤的钾背景值较高,在
一定范围内施加少量钾肥可以增加养分累积量,超
过后其养分累积量就有所降低,产生负效应 [12],同
时施用钾肥的大多数处理对苕子养分累积量的影
响不显著。
参考文献:
[1] 孙聪姝,王宏燕,王兆荣,等. 长期培肥定位试验耗竭阶段各培
肥物质对土壤有机质持续效应的研究[J]. 东北农业大学学报,
1998,29(1):11-20.
[2] 窦 菲,刘忠宽,秦文利,等. 绿肥在现代农业中的作用分析[J].
河北农业科学,2009,13(8):37-38,51.
[3] 鲍士旦 . 土壤农化分析[M]. 第三版 . 北京:中国农业出版社,
2000.
[4] LEDGARD S F, STEELE K W. Biological nitrogen fixation in
mixed legume / grass pastures [J]. Plant and Soil,1992,141 (1-
2):137-153.
[5] 赵本正,李少永,李玉兰.氮肥对大豆生长发育和产量的影响[J].
山东农业科学,1983(2):19-23.
[6] 陆景陵. 植物营养学(上册)[M]. 北京:中国农业大学出版社,
1994.
[7] 甘银波,涂学文,田任久,等. 大豆的最佳氮肥施用时期研究[J].
大豆科学,1998,17(4):287-291.
[8] 高 梅. 施磷肥促大豆增产[N]. 农资导报,2009-04-24(C03).
[9] 鲁剑巍,陈 防,张竹青,等. 磷肥用量对油菜产量、养分吸收及
经济效益的影响[J]. 中国油料作物学报,2005,27(1):73-76.
[10] 浙江农业大学农业化学教研组. 紫云英根瘤菌菌株固氮效果
的比较[J]. 土壤,1976(4):212-216.
[11] 叶敏林,唐桂礼. 白浆土地区绿肥的营养特性及其肥效[J]. 土
壤通报,1982(2):30-32.
[12] 杨秋云,李红英,王文亮,等. 磷、铜配施对冬小麦产量和植株
养分含量的影响[J]. 土壤通报,2010,8(4):938-941.
寇玲玲等:不同氮磷钾用量对苕子养分吸收和累积的影响 3525