全 文 ：氮磷钾肥对紫云英产量及养分积累的影响
刘　威1 , 鲁剑巍 1 , 苏　伟 1 , 鲁明星2 , 吴翠霞 3 , 曹卫东4＊
(1.华中农业大学资源与环境学院 , 湖北　武汉　430070;2.湖北省土壤肥料工作站 ,
湖北　武汉　430070;3.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 , 北京　100081;
4.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 , 北京　100081)
摘　要:通过田间试验 , 研究了 NPK肥对紫云英生长 、 产量及养分积累的影响。结果表明 , NPK配施能促进紫云
英生长 , 显著提高产量和养分积累量。NPK处理 (施 N75kg/hm2 、 P
2
O
5
60 kg/hm2和 K
2
O60 kg/hm2)的紫云英
茎数 、 株高和每茎复叶数分别是不施肥处理的 3.77、 1.81和 1.60倍 , 是施 PK处理的 2.19、 1.23和 1.16倍 , 是
施 NK处理的 2.11、 1.16和 1.11倍 , 是施 NP处理的 1.44、 1.19和 1.16倍。 NPK配施的鲜草产量分别比不施肥 、
PK配施 、 NK配施及 NP配施处理增加 26.47、 14.22、 7.18和 10.74t/hm2。不同施肥处理都能使紫云英的养分积
累量显著提高 , 其中 NPK配施处理的紫云英地上部 N、 P
2
O
5
、 K
2
O和 C的积累量最大 , 分别是不施肥处理的
3.66、 3.27、 2.85和 2.80倍。试验结果说明 , 合理施用 N、 P、 K肥能明显促进紫云英的生长 , 提高产量和养分
积累量 , 有利于提高紫云英种植效益。
关键词:紫云英;施肥;生长;产量;养分积累
中图分类号:S147.5;S541+.3　　　文献标识码:A　　　文章编号:1673-6257 (2009)05-0049-04
收稿日期: 2008-12-11
基金项目:国家 “十一五 ” 科技支撑计划重点项目 (2008BADA4
B08);公益性行业 (农业)科研专项经费项目 (200803029)。
作者简介:刘威 (1984-), 男 , 湖北荆门人 , 硕士研究生 , 主要
从事作物营养施肥与生态环境研究。通讯作者为曹卫东。
　　紫云英 (AstragalussinicusL.)是我国主要的
稻田豆科绿肥 , 南方稻区曾普遍种植 , 是稻田土壤
有机质和养分的主要来源之一[ 1] 。紫云英能提供多
种营养成分 , 翻压入田对土壤具有培肥和改良作
用 , 可以显著促进后续作物的营养积累和产量提
高 [ 2-4] 。 20世纪 80年代以后 , 由于化肥用量迅速
增加 、 农作物复种指数提高 、 紫云英种质退化和缺
乏管理等原因 , 导致紫云英种植面积和产量都大幅
度下降 [ 5] 。种植面积由 20世纪 70年代的 660万
hm2下降到近年来的 133万 hm2 , 产量由 22.5 t/
hm2下降到 15 t/hm2 , 最低时仅 7.5 t/hm2。近年
来 , 因严重的能源危机 、 化肥价格上涨 、 化肥施用
不当污染环境 、 土壤肥力下降和生产成本增加等问
题日益加剧 [ 6-9] , 人们开始从保护环境 、降低生产
成本 、 培肥土壤和提高土地生产力的角度考
虑 [ 5, 10] , 重新认识到科学利用绿肥促进农业可持续
发展的重要性 [ 10-14] 。但因近十多年来 , 我国对绿
肥种植技术的研究基本停滞 , 出现绿肥种质资源退
化 、种植技术落后的局面 。在当前生产条件下 , 如
何利用冬闲田发展绿肥生产及提高绿肥的产量和综
合效益 , 是推广利用绿肥面临的重要课题。绿肥的
许多种植利用技术形成于 20世纪 60 ～ 70年代 , 有
必要针对目前生产的现状和需求 , 开展对绿肥施肥
的研究 。为此 , 本文研究了氮磷钾肥配合施用对紫
云英生长 、 产量以及养分积累的影响 , 以期为紫云
英的合理种植提供依据。
1　材料与方法
1.1　试验设计
试验布置在湖北省武汉市黄陂区罗汉寺镇夏店
村 , 供试土壤为河流冲积物发育的水稻土 , 前季作
物为水稻 。土壤肥力中等 , 其基本农化性状如下:
pH6.3, 有机质 20.3 g/kg, 碱解氮 (N)114 mg/
kg, 有效磷 (P)9.3 mg/kg, 速效钾 (K)104
mg/kg。
试验设 5个处理:1)CK(不施肥), 2)PK,
3)NK, 4)NP, 5)NPK。其中氮肥 (N)、 磷肥
(P2O5)和钾肥 (K2O)用量分别为 75、 60和 60
kg/hm2。氮肥为尿素 、 磷肥为过磷酸钙 、 钾肥为氯
化钾。所有肥料在整田时全部作基肥施用。试验小
区面积为 20 m2 , 3次重复 , 随机区组排列 。
紫云英品种为 “宁波大桥”。 2007年 10月 25
日整田 、施肥 , 10月 27日各小区浸水后播种 , 播
—49—
　中国土壤与肥料　2009 (5)
种量为 45kg/hm2。
1.2　测定项目及方法
基础土壤样品采用常规方法测定 [ 15] 。 2008年 4
月 13日各小区取 0.5m×0.5 m的样方 , 取地上部
鲜草 , 测定株高 、每茎复叶数 、 茎基部直径 , 称鲜
草重。烘干后称干草重 , 并测定干草样品中的碳 、
氮 、磷 、钾养分含量。用 K2Cr2O7 -H2SO4容量法
测定碳含量;浓 H2SO4 -HClO4硝化 、 流动分析仪
测定氮和磷 , 火焰光度法测定钾[ 15] 。
养分积累量 =各处理鲜草重 ×(1-含水量)
×养分含量 。
所有试验数据用 DPS统计软件进行新复极差
检验。
2　结果与分析
2.1　施肥对紫云英生长状况的影响
表 1结果表明 , 施肥能显著改善紫云英生长性
状 。与 CK相比 , 各施肥处理的单位面积茎数 、 株
高和叶片数均显著增加。在各施肥处理中 , 以 NPK
3种肥料配合施用效果最好 , NPK处理的每平方米
的茎数分别比 CK、 PK、 NK及 NP处理增加 2.77、
1.19、 1.11倍和 44.3%, 株高分别提高 81.4%、
23.3%、 15.9%和 19.5%, 每茎复叶数分别增加
60.0%、 16.1%、 10.8%和 16.1%, 施肥对紫云英
的茎粗影响不大 。
表 1　施肥对紫云英生长性状的影响
处理 茎数(个 /m2)
株高
(cm)
复叶数
(个)
茎基部直径
(cm)
CK 228d 31.8c 4.5b 0.27a
PK 392c 46.8b 6.2a 0.32a
NK 408c 49.8b 6.5a 0.29a
NP 596b 48.3b 6.2a 0.27a
NPK 860a 57.7a 7.2a 0.33a
注:各栏中不同小写字母表示在 p<0.05水平的差异达显著水平。
下同。
2.2　施肥对紫云英鲜草产量的影响
表 2结果表明 , 施肥能显著提高紫云英鲜草产
量。与 CK相比 , 各施肥处理的增产率除 PK处理增
产 78.5%外 , 其它施肥处理增产均超过 1倍以上 ,
增产效果显著。其中 NPK肥配施增产效果最好 , 与
其它处理呈极显著差异 , 鲜草产量分别是 CK、 PK、
NK及 NP处理的 2.70、 1.51、 1.21和 1.34倍。采用
差减法可以计算出 , 施用 N、 P、 K肥均可显著提高
鲜草产量 , 其中施 N(NPK-PK)可增产鲜草
51.1%, 施 P(NPK-NK)可增产鲜草 20.6%, 施 K
(NPK-NP)可增产鲜草 34.3%。从鲜草产量看 , 养
分配合效果是 NPK>NK>NP>PK>CK。可以看出 ,
在本试验条件下 , N肥是紫云英产量提高的主要限
制因子 , 其次为 K、 P, 因此 , 重视用 N肥并配合施
用 P、 K肥是提高紫云英产量的关键。
表 2　施肥对紫云英鲜草产量的影响
处理 鲜草产量(t/hm2)
与 CK相比 与NPK相比
增产量
(t/hm2)
增产率
(%)
减产量
(t/hm2)
减产率
(%)
CK 15.61 e — — 26.47 62.9
PK 27.86 d 12.25 78.5 14.22 33.8
NK 34.90 b 19.29 123.6 7.18 17.1
NP 31.34 c 15.73 100.8 10.74 25.5
NPK 42.08 a 26.47 169.6 — —
2.3　施肥对紫云英地上部氮 、 磷 、 钾及碳含量的
影响
表 3结果表明 , 施肥明显影响紫云英植株的
N、 P、 K含量 , 但对干草的含 C量影响不大。与
CK相比 , NPK配施处理紫云英的地上部 N、 P、 K
及 C的含量均有增加 , 其中 N和 P含量差异显著 ,
说明 N、 P、 K均衡施入有利于紫云英地上部的养
分吸收和物质积累。还可以看出 , PK处理的 P、 K
含量比 CK处理显著降低 , NK处理的 N、 P含量 ,
以及 NP处理的 K含量显著降低 , 可能是生物量增
大而产生稀释效应引起的 。
氮 、磷肥配施能同时显著提高紫云英的 N和 P
含量 , 如 NP处理和 NPK处理的紫云英含 N量和含
P量均显著高于其它处理;NK处理的 N含量和 PK
处理的 P含量甚至因稀释效应而显著低于不施肥处
理。含 K量的分析结果表明 , 氮 、钾肥同时施用有
利于钾的吸收利用 , 显著提高紫云英的含 K量 。
表 3　施肥对紫云英干草氮 、 磷 、
钾 、 碳百分含量的影响 (%)
处理 N P K C
CK 2.29b 0.231b 1.60b 45.7a
PK 2.36b 0.219c 1.36c 45.0a
NK 2.01c 0.174d 1.73a 45.5a
NP 2.76a 0.263a 1.21d 45.6a
NPK 2.99a 0.269a 1.62b 46.3a
2.4　施肥对紫云英地上部氮 、 磷 、 钾及碳积累量
的影响
表 4结果表明 , 施肥能显著提高紫云英的干草
产量。由于施肥对各处理的产量 、 养分含量产生明
—50—
中国土壤与肥料　2009 (5)　
显影响 , 因此各处理的植株养分的积累量也不相
同 。在各施肥处理中 , NPK肥配施的紫云英地上部
对 N、 P2O5 、 K2O养分积累量最大 , PK处理的 N、
P2O5 和 K2O的积累量分别只有 NPK处理的
47.1%、 48.5%和 49.9%;NK处理的 N、 P2O5和
K2O的积累量分别只有 NPK处理的 44.4%、
42.8%和 70.5%;NP处理的 N、 P2O5和 K2O的积
累量分别只有 NPK处理的 68.3%、 72.3%和
55.2%。虽然各处理紫云英地上部的 C含量差别不
大 , 但因产量的显著差异导致了 C积累量的不同 ,
PK、 NK、 NP和 NPK处理的 C积累量分别是 CK处
理的 1.65、 1.85、 2.10和 2.80倍 。
表 4　施肥对紫云英地上部干物量及氮 、 磷 、
钾 、 碳积累量的影响 (kg/hm2)
处理 干草产量 N P2O5 K2O C
CK 1 350.3e 30.9d 7.1e 25.9e 617.1e
PK 2 259.0d 53.3c 11.3c 36.9d 1 016.6d
NK 2 502.0c 50.2c 10.0d 52.0c 1 138.4c
NP 2 801.3b 77.3b 16.9b 40.8b 1 297.0b
NPK 3 786.8a 113.2a 23.3a 73.8a 1 726.8a
注:CK、PK、 NK、NP及 NPK各处理鲜草含水量分别为 91.35%、
91.89%、92.83%、 91.06%和 91.00%(试验结果),干草产量以此
换算。
3　讨论与结论
本文的研究表明 , 不同施肥处理均能促进紫云
英生长 , 并显著增加了鲜草产量 , 明显提高紫云英
的养分和碳素积累 , 并以 NPK配合处理的施用效
果最好 , 从鲜草产量看养分配合效果是 NPK>NK
>NP>PK>CK。在施用 N、 P、 K三种养分中 , 对
紫云英产量影响最大的是 N肥 , 其次是 K、 P肥。
紫云英为豆科植物 , 氮素来源一般以根瘤固氮为
主 。然而 , 紫云英的固氮能力有限[ 1] , 在获得较大
生物量时 , 根瘤固定的氮素满足不了紫云英的生长
需求 , 土壤供氮和肥料供氮在氮素来源中占有很大
比例 , 因而 , 外施氮肥能显著促进紫云英鲜草产量
的提高 。另外 , 本试验施钾增产效果显著 , 可能与
当年遭受强冷害天气有关 , 钾肥的施入增强了抗
性 , 降低了紫云英在苗期的冻害。
如何提高紫云英的种植效益 , 对恢复和促进紫
云英生产有着十分重要的作用 。紫云英是一种作
物 , 自身也需要营养 , 要充分考虑如何科学施肥 ,
特别是施氮对紫云英根瘤菌固氮结瘤的影响及现代
农业条件下紫云英适宜的氮肥投入等方面还需作大
量的研究。
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EffectofN, P, Kfertilizationonmilkvetchgrowth, yieldandnutrientaccumulation
LIUWei1 , LUJian-wei1 , SUWei1 , LUMing-xing2 , WUCui-xia3 , CAOWei-dong4＊ (1.ResourcesandEnvironment
CollegeofHuazhongAgriculturalUniversity, Wuhan430070;2.SoilandFertilizerStationofHubeiProvince, Wuhan
430070;3.InstituteofEnvironmentandSustainableDevelopmentinAgriculture, ChineseAcademyofAgriculturalSciences,
Beijing100081;4.InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning, ChineseAcademyofAgriculturalScience,
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　中国土壤与肥料　2009 (5)
Beijing100081)
Abstract:Theefectofnitrogen(N), phosphors(P)andpotassium(K)applicationongrowth, yieldandnutrientaccu-
mulationofmilkvetch(AstragalussinicusL.)werestudiedinthisexperiment.Resultsshowedthatcombinedapplicationof
N, PandKfertilizerscouldincreasemilkvetchingrowth, yieldandnutrientaccumulation.ThestemnumberofNPK(75
kg/hm2 N, 60 kg/hm2 P2O5 , 60 kg/hm2 K2O)treatmentwere3.77, 2.19, 2.11, 1.44 times, plantheightofNPKtreat-
mentwere1.80, 1.23, 1.16, 1.19times, compound-leafnumberofNPKtreatmentwere1.60, 1.16, 1.11, 1.16timesof
thoseofnofertilizer, PK, NK, NPtreatments, respectively.ThefreshforageyieldofNPKtreatmentincreasedby26.47,
14.22, 7.18 and10.74 t/hm2 morethanthoseofnofertilizer, PK, NK, NPtreatments, respectively.Theresultsalso
showedthatNPKcombinationsignificantlyimprovedN, P2O5 , K2OandCaccumulationinmilkvetch, andtotaluptakea-
mountofN, P
2
O
5
, K
2
OandCwere3.66, 3.27, 2.85 and2.80timesofthoseinnofertilizertreatment, respectively.
Keywords:milkvetch(AstragalussinicusL.);fertilization;growth;yield;nutrientaccumulation
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