全 文 ：种植紫云英的效益及其对土壤肥力的影响
吴萍1 , 胡南河2 , 叶爱青1 , 朱金明3 ,胡慧4 ,唐瑜5　(1.安徽省桐城市农业技术推广中心 , 安徽桐城 231400;2.安徽省桐城市
高桥农业站 ,安徽桐城 231400;3.安徽省桐城市孔城农业站 ,安徽桐城 231400;4.安徽省桐城市农业委员会 ,安徽桐城 231400;5.安徽省桐城市小
花茶开发工程指挥部 ,安徽桐城 231400)
摘要　研究结果表明 ,种植紫云英比种植油菜的效益高;发展绿肥紫云英生产能提高土壤肥力 ,减少化肥用量 , 是农业可持续发展的基
本保证。
关键词　紫云英;土壤肥力;水稻;油菜
中图分类号　S 158　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2006)11-2466-01
　　紫云英属豆科植物 ,是我国水稻主要的绿肥作物 。紫云
英绿肥能给植物提供多种营养成分 ,而且能增加土壤有机胶
体含量 ,扩大土壤吸附表面 ,并使土粒形成稳定性的团粒结
构 ,从而增强保水 、保肥和通透能力 ,培肥土壤 ,提高肥力。
种植紫云英对于增加生物有机肥源 ,改良 、培肥土壤 ,净化环
境 ,保持生态平衡 ,提高化肥利用率 ,推广无公害水稻生产和
促进农区牧副业的发展都有着重要的作用 。笔者于 2003 ～
2004年进行了无公害水稻生产施用紫云英的田间试验。
1　材料与方法
1.1　试验地概况　试验地点设在安徽省桐城市新渡镇徐河
村。供试土壤为河流冲积物发育而成的潴育型水稻土 ,土壤
质地为中壤 ,养分含量:有机质 26.3g/kg ,全氮(N)1.51g/kg ,
有效磷(P2O5)12mg/kg ,有效钾(K2O)57mg/kg。
1.2　试验方法
1.2.1　a区种植紫云英经济效益对比试验。设 2个处理:①
种植紫云英 , 2003年 9月 20日播种 ,播种量 30 kg/hm2 ,不施
任何肥料 ,紫云英品种为浙紫 5号。②种植油菜 ,育苗播种
期同紫云英 , 10月 15日移栽于试验田 ,密度 9万株/hm2 ,施
肥量N 、P2O5 、K2O分别为 225 、150 、180 kg/hm2 ,肥料品种分别
为尿素 、过磷酸钙 、氯化钾 ,油菜品种为皖油 18 。2个处理区
面积均为 300m2 ,不设重复。
1.2.2　b区施紫云英绿肥对土壤肥力的影响。设 4个处理 ,
具体见表 1。油菜和紫云英播种期 、播种量 、密度 、施肥等情
况同“1.2.1” 。小区间开宽 30 cm沟隔开。将油菜收获 ,多余
的紫云英清除后 ,利用原小区种植水稻。小区四周做 30 cm
宽 、30 cm高小埂 ,埂用塑料薄膜包裹 ,防止肥水渗透。紫云
英全作基肥 ,于盛花期压青。化肥 N用安庆产双环牌尿素 ,
基肥 60%,追肥 40%。化肥P2O5 用铜陵产九华山牌过磷酸
钙(P2O512%),全作基肥。化肥K2O用俄罗斯产氯化钾 ,基肥
70%,追肥 30%。小区面积 25 m2 , 3次重复 ,随机排列。
　　表1　　水稻施用紫云英对稻谷产量和土壤肥力的影响试验设计
处理 前茬　 施用量∥kg/ hm2紫云英 N P2O5 K2O
施化肥 油菜　 0 　225 　90 　225
低量紫云英配施化肥 紫云英 15000 75 60 150
中量紫云英配施化肥 紫云英 30000 75 60 150
高量紫云英配施化肥 紫云英 45000 75 60 150
对照(不施肥) 油菜　 0 0 0 0
2　结果与分析
2.1　种植紫云英绿肥的经济效益　田间对比试验结果 ,油
菜产量 1740kg/hm2 ,紫云英鲜草产量 48465 kg/hm2 。经济收
入和生产成本的计算按当时市场价格:紫云英种子 4.00
元/kg ,杂交油菜种子 30.00元/kg ,N 4.08元/kg(以尿素价格
折算),生产用工 25.00元/d;紫云英其中 30000kg/hm2 直接
翻压作绿肥 , 18465 kg/hm2 青贮作饲料。作绿肥的紫云英按
紫云英含N 、P2O5 、K2O 分别为 0.33%、0.08%、0.23%折算成
分养量 ,以肥料(N 、P2O5 、K2O)价格计算收入。作饲料的按
0.10元/kg价格计算收入。油菜籽以 2.80元/kg计算收入 。
结果表明种植 2种不同作物利润差异甚大(表 2),种植油菜
利润为负值。如果生产成本中不计入生产用工的工资 ,只计
入种子 、肥料 、农药等实际支出的成本共 4 180.00元/hm2 ,利
润仅 692.00元/hm2 ,还比种植紫云英收入低 308.33元/hm2 。
但农民一般不把紫云英含有的养分作为肥料计算为收入 ,也
不把紫云英改善土壤理化性状作为收入 ,故只把紫云英作为肥
料利用 ,不能提高农民种植紫云英的积极性 ,必须开发紫云英
综合利用 ,提高种植紫云英的经济效益 ,发展紫云英生产。
　　表2 种植不同作物的经济效益分析 元/ hm2　
处理　　　 种子成本
育苗成本
(工资、肥料)
翻耕整
地用工
移栽
用工
播种
用工
施肥田管
收获用工
肥料
成本
农药
成本
总生产
成本
生产
收入 利润
种植紫云英 　　120 　　　　0 0 　　　0 　　75 375 0 　 　0 570.0 880.33 310.33
种植油菜　 90 450 2 250 300 0 1500 2204.1 150 6 944.1 4872.00 -2072.00
基金项目　安徽省农科院的“紫云英综合开发利用与高效农业持续发
展技术研究”项目的部分内容。
作者简介　吴萍(1969-),女 , 安徽桐城人 , 助理农艺师 ,从事农业技
术推广工作。
鸣　　谢　在许厥明研究员指导下 , 由课题组全体成员共同完成 , 在
此一并致谢 !
收稿日期　2006-03-23
2.2　紫云英对水稻产量的影响　施用不同量紫云英的水
稻产量变化较大 ,如表 3 ,施入中量紫云英稻谷产量极显著
高于其他处理 ,该处理紫云英施用量较适宜水稻生长 ,紫云
英施用量过高过低都不利于水稻高产。适宜量的紫云英与
(下转第 2468页)
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2006 , 34(11):2466, 2468　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　孙红忠　责任校对　孙红忠
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2006.11.079
　　从表 1可以看出 ,Freundlich吸附等温式拟合得到的相关
系数均大于 0.98 ,说明Freundlich吸附等温式可以很好地描述
乙草胺在土壤中的吸附 ,1/ n 均小于 1 ,表明是优惠吸附。
2.2　吸附热力学　由表 1及图 1可见 ,在实验温度范围内 ,
土壤对乙草胺的吸附量随温度升高而显著升高 。
假设吸附相是理想的 ,可以应用Gibbs方程计算各热力
学函数:
■G0=-RTlnK (1)
■G0=■H0 -T■S 0 (2)
由(1)、(2)式可得:
lnK=-■H0/RT+■S0/R (3)
式中 , ■G0 为标准吸附自由能变;■H0 为标准吸附焓变;
■S 0 为标准吸附熵变;R 为气体摩尔常数[ 8.314 J/(mol·
K)] ;T为绝对温度;K 为吸附系数(实验中即为Kd)。利用
(1)式可得■G0 值;将实验得到的 Kd 和 1/ T 作图(R 2 >
0.995),从所得的线性方程可得出■H0 值;■S0 值利用(2)
式得出 。结果见表 2。
　　表2 土壤吸附乙草胺的热力学函数
T∥K ■H0∥kJ/mol ■G0∥kJ/mol ■S0∥J/(mol·K)
288 44.68 -3.203 166.3
298 -4.992 166.7
308 -6.526 166.3
　　吸附是吸附剂和吸附质之间各种作用力共同作用的结
果 ,通过测定吸附热可以判断出吸附过程的主要作用力 。
从表 2可以看出 ,土壤对乙草胺的吸附焓变是正值 ,表明吸
附是一个吸热过程 ,升高温度有利于乙草胺在土壤上的吸
附 ,其■H0=44.68 kJ/mol ,表明吸附过程是配位基交换作
用的结果[ 3] ,属于化学吸附的范畴。吸附自由能变是吸附
驱动力的体现 ,自由能变为负值 ,表明吸附是自发过程 ,而
且在不同温度条件下自由能的绝对值变化较大 ,也体现了
化学吸附的特征。吸附墒变为正值 ,表明吸附过程是墒增
加的过程。
3　结论
研究表明 ,在实验的温度条件下乙草胺在土壤中的吸
附过程可以很好地用 Freundlich等温线方程描述 ,土壤对乙
草胺具有较强的吸附作用 ,且随着温度的升高土壤对乙草
胺的吸附量逐渐增加。
通过土壤对乙草胺吸附的热力学研究表明 ,乙草胺在
土壤上的吸附热(即吸附焓变)■H0=44.68 kJ/mol ,表明土
壤吸附乙草胺是一个吸热过程 ,主要作用力为配位基交换 ,
属于化学吸附;■G0<0 ,说明该吸附为自发的反应;■S0 >
0 ,表明吸附过程是一个墒增过程 。
参考文献
[ 1] 农业部农药检定所.新编农药手册(续集)[ M] .北京:中国农业出版
社 ,1998.
[ 2] 叶常明 ,雷志芳 ,王杏君.丁草胺在土壤中的吸附及环境物质的影响[ J] .环境化学 , 2003, 22(1):14-18.
[ 3] VON OPEN B, KORDEL W , KLEIN W.Sorption of nonpolar and polar com-
pounds to soils:Processes ,measurement and experience with the applicability of
the modified OECD-guideline[ J] .Chemosphere , 1991 ,22:285-304.
(上接第 2466页)
化肥配合施用比只施化肥处理稻谷产量极显著增加 。
　　表3 施用不同量紫云英的稻谷产量 kg/ hm2　
处理　　　　 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均
施化肥　　　 8932 9241 9 239 9 137 Bb
施低量紫云英 9167 9083 9 325 9 192 Bb
施中量紫云英 9896 9805 9 543 9 748Aa
施高量紫云英 8870 8954 9 251 9 025 Bb
对照　　　　 3592 3688 3 741 3 674 Cc
2.3　种植不同作物对土壤养分含量的影响　油菜收获后 ,
紫云英翻压第 27天 ,栽插水稻前 ,即 2004年 5月 22日在试
验田 a区取土样分析 ,结果见表 4。2个处理与种植作物前取
土样分析的结果相比 ,种植紫云英土壤养分上升 ,特别是有机
　　表4 种植不同作物前后期土壤养分含量
处理　　　 有机质
g/ kg
全氮(N)
g/ kg
有效磷(P2O5)
mg/kg
有效钾(K2O)
mg/ kg
种植紫云英 29.7 1.71 15 62
种植油菜　 25.1 1.43 11 55
种植作物前 26.3 1.51 12 57
质和全氮上升的幅度较大 。种植油菜土壤养分略有下降。
2.4　施用不同量紫云英对土壤肥力的影响　水稻收获后 ,
于 2004年 10月 15日在试验田 b 区取土样分析 ,结果见表
5 。施用中量以上的紫云英土壤养分含量和>0.01 mm水稳
性团聚体明显增加 ,土壤肥力提高 。种植油菜后再种植水
稻 ,只施化肥处理土壤养分含量下降 ,表明不施化肥也不施
紫云英的处理土壤肥力下降 ,水稳性团聚体少 ,种植紫云英
有利于农业持续发展。
　　表 5 不同紫云英施用量对土壤肥力的影响
处理　　　　有机质
g/ kg
全氮(N)
g/ kg
有效磷(P2O5)
mg/ kg
有效钾(K2O)
mg/ kg
>0.01mm水
稳性团聚体∥%
施化肥　　　 24.6 1.46 11 55 15.3
施低量紫云英 24.7 1.48 12 57 18.4
施中量紫云英 26.5 1.53 13 58 21.9
施高量紫云英 26.9 1.56 13 59 22.7
对照　　　　 24.2 1.43 10 52 14.6
3　结论
种植紫云英的经济效益高于种植油菜。中量紫云英与
化肥配施稻谷产量极显著提高。只施化肥土壤肥力下降 ,
施用紫云英土壤养分提高 ,土壤肥力上升。
2468 　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006年