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青海柴达木地区毛苕子腐解对枸杞生长的影响



全 文 :西北林学院学报 2014,29(6):106~109
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2014.06.20
青海柴达木地区毛苕子腐解对枸杞生长的影响
 收稿日期:2014-04-28 修回日期:2014-06-24
 基金项目:青海省科技攻关项目(2009-N-520);青海省财政支农技术推广项目“有机枸杞栽培技术研究与示范”(2014)。
 作者简介:马顺虎,男,工程师,研究方向:林业科技推广。E-mail:1046874825@qq.com
*通信作者:马明呈,男,教授,硕士生导师,研究方向:经济林培育。E-mail:mmch23jop@163.com
马顺虎1,马明呈2*,田 丰2,谭建萍2,马 辉3
(1.青海省都兰县环境保护和林业局,青海 都兰816100,2.青海大学,青海 西宁810016,3.青海省林业工程咨询中心,青海 西宁810000)
摘 要:以毛苕子(Vicia villosa)、枸杞品种宁杞7号为材料,研究了毛苕子腐解的绿肥对枸杞种植
土壤养分及枸杞生长的影响。结果表明,种植绿肥及翻压绿肥对枸杞的营养生长有一定的促进效
果,毛苕子165kg·hm-2可显著提高2年生枸杞的成活率,其株高、新枝数和新枝长均有显著
增加。
关键词:毛苕子;腐解;枸杞;生长
中图分类号:S725.5   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2014)06-0106-04
Influence of Vicia villosa Decomposition on the Growth of Lycium barbarum
in Qinghai Chaidamu Region
MA Shun-hu1,MA Ming-cheng2*,TIAN Feng2,TAN Jian-ping2,MA Hui 3
(1.Environmental Protection and Forestry Bureau,Dulan,Qinghai 816100,China;2.Qinghai University,Xining,
Qinghai 810016,China;3.Forestry Engineering Consulting Center,Xining,Qinghai 810000,China)
Abstract:The influences of the decomposition of Vicia villosa cultivated a year earlier on the soil nutrients
and the growth of Licium barbarumwas examined.It was found that the cultivation of green manure could
promoted the growth of L.barbarumin certain extent.Applying 165kg·hm-2 of V.villosacould signifi-
cantly increase the survival rate of L.barbarumcultivated next year,while the plant height,shoot number
and shoot length were also promoted.
Key words:Vicia villosa;decomposition;Licium barbarum;growth
  枸杞(Lycium barbarum)为茄科(Solanaceae)
枸杞属(Lycium)多年生木本植物,枸杞属植物全世
界约80种,多数种类分布在南、北美洲,以美国的亚
利桑那州和阿根廷形成2个分布中心,南美洲的种
类较多,欧亚大陆约有10种,中亚种类最多。我国
有7种和3变种,多数分布在西北和华北,中心分布
区域是在河西走廊、柴达木盆地以及青海至山西的
黄河沿岸地带[1]。
豆科(Leguminosae)绿肥植物的肥力含量较
高[2-4]。已经在多种植物栽培中应用[5-12]。有关枸
杞的施肥研究虽然较多,而对枸杞施用有机肥、尤其
是绿肥的研究则较少。通过研究绿肥对于枸杞种植
土壤养分及生长性状的影响,并采用埋袋法研究绿
肥品种地上部残留物的分解过程,旨在研究绿肥对
枸杞土壤养分含量的影响及绿肥腐解肥效释放的动
态,为枸杞生产提供依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
毛苕子(Vicia villosa)种子由青海省农科院土
肥所提供,枸杞品种为宁杞7号,种苗由西宁城南苗
圃提供。
1.2 试验设计与方法
绿肥试验按照单因素随机区组设计,于2012年
4月底至10月中旬进行,5个处理(表1),3次重复。
每重复为1个小区,小区面积为48m2(2.4m×20
m),小区间间隔60cm,重复间间隔3m。2012年7
月8日,对正处于盛花期的毛苕子收割,采用埋袋
法[13]压埋。
试验地在德令哈市德令哈农场2年生枸杞种植
地,97°14′E,37°17′N,海拔2 992m,土壤质地疏松,
土层深厚,其理化性质为:有机质19.79g·kg-1,全
氮1.32g·kg-1,碱解氮77mg·kg-1,速效磷10.4
mg·kg-1,速效钾218mg·kg-1,pH 8.72。
表1 处理安排
Table 1 Processing arrangement (kg·hm-2)
项目
处理1
(B1)
处理2
(B2)
处理3
(B3)
处理4
(B4)
对照
(B ck)
毛苕子 55  110  165  220  0
绿肥腐解研究选择长势相似、色泽均匀的绿肥
整株样品,装入宽松的35cm×40cm的尼龙网袋
中,封口后埋入土中,埋设深度20cm,埋设间隔10
cm,覆土时尽量保持原来的土体结构,覆土与地面
齐平。试验期间不施用任何其他肥料,随机取样5
次,3个重复,共埋设15个尼龙网袋。
1.3 样品采集与分析
取地表以下10cm耕作层土壤,每种处理3个
重复进行土壤成分分析。
绿肥腐解试验于2012年7-10月,自尼龙网袋
深埋之后,每间隔15d取样1次,共取样5次。采
样时间分别为埋设后15、30、45、60d和90d。每次
取样后,尽量去除网袋表面浮土及杂物,自然风干后
测定其干重样品粉碎后进行植物养分分析,计算各
养分残留率(R):
R=(Ct×Mt)×100%/(C0×M0) (1)
式中:Ct为t时刻绿肥养分浓度(g·kg-1);Mt为t
时刻绿肥干物质量(kg);C0 为初始养分浓度(g·
kg-1);M0 为初始干物质量(kg)[14]。
1.4 测定方法
绿肥植株样品各成分测定方法:全氮-采用连续
流动分析仪;全磷-钒钼黄比色法;全钾-火焰光度
法;有机碳-重铬酸钾法[15]。
土壤全氮测定采用半微量凯氏定氮法;全磷采
用高氯酸-硫酸酸溶-钼锑抗比色法;全钾采用速效
钾-火焰光度法;速效磷含量采用碳酸氢钠法;碱解
氮采用碱解蒸馏法;pH 值采用pH 计 (蒸馏水浸
提,水土比为2.5∶1)。
2 结果与分析
2.1 绿肥植株中的养分含量
绿肥养分含量和C/N比等翻压后随着环境温
度、水分等条件的不同有很大差异,对作物生长发育
及其品质产生不同的影响(表2),毛苕子2种绿肥
腐解前的养分含量,绿肥植株所含有机碳、全磷含
量、全钾含量无显著性差异(p<0.05)。
表2 绿肥地上部初始养分含量
Table 2 Initial above ground nutrient contents
in tested plots (g·kg-1)
绿肥 TOC  N  C/N  P  K
毛苕子 362.05  27.60  13.12  3.39  31.19
注:TOC为总有机碳。
2.2 绿肥的腐解中干物质、C/N比和有机碳的变化
绿肥的分解均表现出前期快,后期慢的特点。
分解高峰均出现在绿肥埋入土壤后45d内,干物质
减少了50%左右。以后腐解逐渐变慢,60d后渐趋
平缓。
腐解过程中,绿肥腐解物的C/N比峰值出现在
15d和45d,之后C/N比持续下降。整个过程中,
C/N比的变化趋势呈现“M”型。试验开始阶段,毛
苕子的初始C/N比为13.12,腐解15d后上升到
17.5左右,30d后又下降到约14,45d后上升约至
16,之后不断下降。
有机碳残留率变化在前30d快速释放有机碳,
之后速度变慢,总体趋势与干物质残留变化基本一
致。
2.3 绿肥腐解过程中自身氮、磷、钾养分的释放
绿肥腐解过程中释放的矿质养分,将对农田中
后季作物的生长产生影响。此次试验通过测定绿肥
腐解过程中氮、磷、钾养分含量发现,不同养分的释
放存在明显差异。毛苕子的氮、钾2种养分分别在
最初的15d和30d内释放速率最大,氮、钾的残留
率分别为60%、65%左右。毛苕子磷残留率的变化
规律呈“M”型。
2.4 绿肥腐解对土壤养分含量的影响
土壤全氮含量反映出土壤中氮素的储备状况。
通过测定套种绿肥腐解过程中土壤养分含量发现,
毛苕子各处理的土壤全氮含量变化不尽相同,B1、
B4在45d内先上升,之后下降;B2、B3处理的全氮
含量90d内均处于缓慢增加阶段(图1),同时,对照
则表现为30d内先上升,30~45d下降,45~60d
上升,60d后迅速下降的趋势。毛苕子腐解90d
后,全氮含量大致表现为:B1(1.45)>B2=B3
(1.42)>B4(1.39)>Bck(1.25)。
通过测定套种绿肥腐解过程中土壤磷元素含量
发现,毛苕子腐解过程中,各处理磷含量表现为0~
60d持续上升,第60天后增速减慢,B4和Bck的全
磷含量迅速下降,但各处理的全磷含量均比对照高
18.2%~42.1%(图2)。
701第6期 马顺虎 等:青海柴达木地区毛苕子腐解对枸杞生长的影响
图1 毛苕子对土壤全氮含量的影响
Fig.1 Decomposition of V.villosaon soil total nitrogen content
图2 毛苕子对土壤全磷含量的影响
Fig.2 Decomposition of V.villosaon soil total phosphorus content
毛苕子不同处理不影响土壤中全钾含量,各处
理与对照中全钾含量均在25.00g·kg-1上下波
动。腐解90d后,毛苕子处理与对照相比,土壤全
钾含量无明显差异(图3)。
图3 毛苕子对土壤全钾含量的影响
Fig.3 Decomposition of V.villosainfluence on
soil total potassium content
土壤碱解氮含量是近期土壤的氮素供应情况反
映的指标。毛苕子腐解过程中,土壤碱解氮各处理
土壤中碱解氮含量显著高于Bck,尤以B3处理最为
显著,比对照高112mg·kg-1(图4)。
图4 毛苕子对土壤碱解氮含量的影响
Fig.4 Decomposition of V.villosaon soil alkaline hydrolized
nitrogen content
翻压毛苕子对土壤速效磷含量的影响(图5)可
以看出,毛苕子各处理的土壤速效磷含量在45d内
渐趋减少,45~60d内迅速增加,之后不断下降。
各处理的土壤速效磷含量均高于对照,毛苕子以处
理B1最显著,比对照高18.0mg·kg-1。
图5 毛苕子对土壤速效磷含量的影响
Fig.5 Decomposition of V.villosaon soil available
phosphorus content
绿肥翻压腐解过程中,各处理土壤速效钾含量
45d内略有减少,45~60d内迅速增加,60d后除
B3外,其他处理的土壤速效钾含量均减少,腐解90
d后,B3(495)>B1(410)>B2(275)>Bck(230)>
B4(218)(图6)。
图6 毛苕子对土壤速效钾含量的影响
Fig.6 Decomposition of V.villosaon soil available
potassium content
土壤有机质作为土壤肥力的重要指标之一,能有
效地反映土壤肥力水平。绿肥腐解0~15d内的土
壤有机质含量略高于对照,之后差异不显著(图7)。
图7 毛苕子对土壤有机质含量的影响
Fig.7 Decomposition of V.villosaon the
soil organic matter content
毛苕子处理对土壤pH的影响,腐解过程中,土
壤pH变化幅度较大。毛苕子各处理与对照相比,
801 西北林学院学报 29卷 
各处理腐解过程中均表现出0~45d先上升,45~
60d内下降,60~90d内缓慢增加的趋势,而对照
在0~30d内先下降,30~60d内上升,之后下降。
除B1处理下降了0.15个单位,其他处理均上升
(图8)。
图8 毛苕子对土壤pH的影响
Fig.8 Decomposition of V.villosaon soil pH
2.5 绿肥腐解对枸杞生长的影响
在不同播种量绿肥的腐解过程中,多种营养元
素的释放会改善土壤理化性质,从而对2年生枸杞
树生长产生显著影响,毛苕子处理能显著地促进枸
杞植株的营养生长,促进枸杞成活和株高、新枝数和
新枝长(表3)。
表3 不同播种量毛苕子绿肥腐解后对2年生枸杞树
生长的影响
Table 3 Decomposition of sowing quantity of V.villosaon
the growth of L.barbarumnext year
处理
成活率
/%
株高净增长
/cm
新枝数
/(个·株-1)
新枝长
/cm
B1  20.00c 10.1±0.96c 4.5±0.42b 23.1±1.75b
B2  32.86bc  2.7±2.49d 4.0±0.38b 25.0±1.87b
B3  52.86ab 30.5±2.32a 8.0±0.34a 31.7±1.89a
B4  45.71b 23.6±2.14b 7.2±0.33ab 27.5±1.99ab
Bck  62.86a 10.8±1.13e 8.0±0.37a 17.2±1.58c
3 结论与讨论
3.1 绿肥中的养分释放
研究高寒干旱区土壤中植物残体的腐解特征及
养分释放规律,对干旱区土壤培肥具有重要意义。
毛苕子绿肥在埋入土壤45d内腐解明显,正值枸杞
树开花结果期,此时将为作物供给大部分养分,尤其
是氮素、速效磷、速效钾,为枸杞开花结果创造了一
个良好的微环境,使间套作枸杞增产增效,成为减少
化肥用量的重要举措,为“豆科绿肥-枸杞”间套作推
广提供理论依据。随后的45d内干物质和养分释
放无显著的变化。
绿肥分解高峰期主要出现在7-8月中旬,可能
是初始掩埋绿肥样品中易分解的成分较多,如单糖、
多糖、氨基酸、淀粉、蛋白质、有机酸等可溶性有机物
以及一些无机养分,地区季节性降雨、气温较高,也
为微生物提供了大量的碳源和养分,微生物活动更
加旺盛会有利于绿肥残留物的分解。45d后,降水
减少,微生物活动减慢,腐解速度随之减慢。
毛苕子绿肥腐解氮素、钾养分的释放与磷素养
分的释放显著不同,氮素和钾素养分的释放规律与
干物质的变化趋势相似。绿肥腐解90d后,氮、磷、
钾的残留率表现为钾>氮>磷。造成这种结果的原
因,一方面可能是由于元素释放率的大小主要由营
养元素和植物组织的结合程度来决定。氮、磷元素
主要以有机态的形式存在,需要依靠微生物分解来
进行释放,因此释放的较慢;而植物中的钾元素主要
以离子态或水溶性盐类存在,极容易被释放出来。
另一方面,可能是因为本试验进行的土壤环境、温
度、水分、气候等不同引起。
3.2 绿肥翻压对土壤肥力的影响
翻压绿肥90d后,能显著地增加土壤中全氮、
全磷含量,而对土壤全钾含量的影响在于整个腐解
过程中,全钾含量变化的波动较大。速效钾含量在
绿肥腐解60d时,出现一个高峰,且显著高于对照
土壤中的速效钾含量,价值在于该时期正值枸杞植
株开花结果时期,钾素的增加将有利于枸杞开花或
结果的数量和质量。绿肥作为一种长效、缓效的有
机肥,加速增加还可以增强枸杞抗旱、抗寒、抗盐和
抗病的性质。
毛苕子的盛花期翻压,产草量低、植株柔嫩,C/
N值低,绿肥翻压后植株腐解迅速、矿化率高,却不
利于有机质含量的积累。从青海省的水热条件和绿
肥的化学组成来看,仍以秋翻为宜。
3.3 绿肥翻压对枸杞生长的影响
种植绿肥及翻压绿肥对枸杞的营养生长有一定
的促进效果,不同播种量的绿肥翻压后能显著促进
枸杞营养生长。而对绿肥能否进一步促进枸杞的生
殖生长,由于2年生树主要以营养生长为主,无法分
析其对枸杞产量的影响,需进一步试验。
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