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氮磷钾配施对紫云英鲜草产量、养分含量的影响



全 文 :氮磷钾配施对紫云英鲜草产量、养分含量的影响
兰忠明1,张 辉1,周仕全2,邓 云2,吴一群1,曹卫东3,林新坚1 *
(1. 福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建 福州 350013;2. 福建省南平市农业科学研究所,
福建 建阳 354200;3. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081)
摘 要:采用部分“3414”肥料效应试验设计方案进行田间试验,研究了氮、磷、钾配施对紫云英性状指标、鲜草
产量及植株养分含量的影响,并筛选出适宜的氮、磷、钾肥用量。结果表明,施肥处理比不施肥处理,株高、茎粗、
分枝、根瘤数、单株重和鲜草产量最大增幅分别为 13. 50%、42. 34%、18. 75%、18. 18%、87. 07%和 33. 22%。与
不施肥处理相比,9个施肥处理紫云英鲜草产量平均增产 9 591. 9 kg /hm2,提高了 13. 50%。处理 7 (N0P3K2)即高
量磷和中量钾配施的鲜草产量最高,达到 94 641. 6 kg /hm2,与不施肥处理相比,增产了 33. 22%。处理 7 对紫云英
植株养分含量 (N、P、K)的累积最大,与不施肥处理相比,N、P、K 养分含量分别提高了 16. 53%、34. 40%、
24. 47%。可见,增施磷钾肥是提高当前肥力水平下紫云英产量与植株养分累积的有效途径。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,对翻压紫云英作绿肥,减少化肥施用量,有重要的生态环境效益。
关键词:紫云英;施肥;鲜草产量;养分含量
中图分类号:S143;S142 + . 1 文献标识码:A 文章编号:1673 - 6257 (2012)01 - 0048 - 05
收稿日期:2011 - 06 - 20;最后修订日期:2011 - 07 - 13
基金项目:公益性行业 (农业)专项“绿肥作物生产与利用技术
集成研究及示范” (201103005) ;福建省财政专项“福建省农业
科学科技创新团队建设基金”(STIF - Y01)。
作者简介:兰忠明 (1981 -) ,男,畲族,福建永泰人,助理研究
员,主要从事农业生态环境研究。通讯作者为林新坚。
紫云英是我国南方主要的绿肥作物,在培肥土
壤、改善环境、提高农产品产量和品质、减少化肥
投入等方面发挥着重要作用[1,2]。紫云英产量高,
蛋白质含量丰富,且富含各种矿物质和维生素,鲜
嫩多汁,既是一种很好的青饲料,又是优质绿肥。
翻压还田后具有增加土壤有机质和矿质养分、改良
土壤物理性状、增加作物产量和提高农产品品质的
作用[3 - 5]。据测定,每 1 000 kg 紫云英鲜草压青
相当于 4 kg纯氮、2 kg 纯磷、3 kg 纯钾,用其做
早稻基肥,具有增加土壤有机质,改良土壤物理
结构,提高土壤肥力,促进早稻优质、高产等
优点[6]。
当前,随着农业生产中化肥用量的增加和投入
成本的持续增长,导致环境及经济压力加大,持续
农业发展对土壤质量要求提高,因此合理种植和利
用绿肥意义重大[4]。由于近十多年来我国对绿肥
种植技术的研究基本停滞[7],在当前生产条件下
如何提高绿肥的产量是目前推广利用绿肥面临的瓶
颈。一直以来,绿肥生产的目的就是以 “小肥养大
肥”[5,6],可见绿肥自身的科学合理施肥也是提高
后续作物产量和品质的重要保障。福建省地处东南
沿海,适宜紫云英种植的冬闲田面积有 20 万 hm2以
上,因此发展冬种紫云英潜力巨大[8]。本研究选用
福建省农科院土肥所自主选育的紫云英品种 “闽紫
7 号”为研究对象,采用部分 “3414”肥料效应试
验设计方案进行田间试验,探讨不同施肥处理对紫
云英经济性状、鲜草产量及养分含量等的影响,旨
在为福建稻区绿肥紫云英高效种植和生产中肥料的
合理施用提供依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验在福建南平 (建阳市)农科所试验田进
行,供试稻田土壤为砂壤质,肥力中等,土壤肥力
状况为:pH 7. 37,有机质 21. 4 g /kg,碱解氮
173. 4 mg /kg,速效磷 (P)61. 4 mg /kg,速效钾
(K)205. 1 mg /kg。试验前茬作物为水稻。
1. 2 试验材料
供试紫云英品种为闽紫 7 号,供试肥料:尿
素 (N 46%) ,钙镁磷肥 (P2 O5 12%) ,氯化钾
(K2O 60%)。
1. 3 试验设计
紫云英试验于 2009 年 9 月 30 日播种 (播种量
为 22. 5 kg /hm2) ,采用部分 “3414”试验设计方
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中国土壤与肥料 2012(1)
案,3 次重复,10 个处理,共 30 个小区,每个小
区面积为 20 m2,共 600 m2。10 个处理分别为 N0P0
K0、N0P2K0、N0P2K1、N0P0K2、N0P1K2、N0P2K2、
N0P3K2、N0 P2 K3、N0 P1 K1、N2 P2 K2。N0表示追肥
时不加 N 肥,N2 表示追肥时施用氮肥尿素
30 kg /hm2,即每小区加 N 60 g;P0、P1、P2、P3分
别表示磷肥 (P2O5)用量为 0,150,300,450;K0、
K1、K2、K3分别表示 0,37. 5,75,112. 5 kg /hm
2。
田间排列布置为长方形随机布置。苗期主要观测紫
云英株高、分枝数、茎粗,收获期 (盛花期)主要
观测株高、分枝数、茎粗、根瘤数、单株重、鲜草
产量。在紫云英盛花期时取植株样品,鲜样先在
105℃杀青 30 min,再在 75℃下烘 48 h 至恒重,测
定其干物质量。最后用粉碎机磨细,相当于 0. 15
mm,自封袋保存,供元素含量分析测定。植物样
品用 H2SO4 (浓) - H2O2 消煮,采用凯氏定氮法
测定植株全氮,钼蓝比色法测植株全磷,火焰光度
计测定全钾。
1. 4 具体施肥时期及施肥量
先拌等量泥浆,然后再拌钙镁磷 75 kg /hm2
拌肥 (即 150 g 土 150 g 肥,不拌肥的处理用
300 g 土进行拌种) ,且拌完马上播种;钙镁磷、
氯化钾割稻后追肥,尿素早春追肥 (2 月中下
旬)。
表 1 紫云英小区 (20 m2)施肥方案
处理编号 处理
“3414”方案
处理编号
播种量 (g)
尿素 (g) 钙镁磷 (g) 氯化钾 (g)
追肥 拌肥 追肥 追肥
1 N0P0K0 1 45 0 0 0 0
2 N0P2K0 2 45 0 150 450 0
3 N0P2K1 3 45 0 150 450 75
4 N0P0K2 4 45 0 0 0 150
5 N0P1K2 5 45 0 150 150 150
6 N0P2K2 6 45 0 150 450 150
7 N0P3K2 7 45 0 150 750 150
8 N0P2K3 11 45 0 150 450 300
9 N0P1K1 12 45 0 150 150 75
10 N2P2K2 氮肥试验 45 60 150 450 150
1. 5 数据分析
本文的结果数据为 3 次重复的平均值,数据进
行方差分析,并用 LSD法进行多重比较。数据分析
均在 Microsoft Excel 2003 和 DPS 12. 5 软件上进行,
画图采用 Sigmaplot 11. 0。
2 结果与分析
2. 1 不同施肥处理对紫云英性状及鲜草产量的影响
不同施肥处理紫云英性状、鲜草产量见表 2。从
中可以看出,追施 N 肥可以一定程度上增加紫云英
鲜草产量,然而与不施肥处理 1 (N0 P0 K0)相比增
产效果不显著。磷、钾配施可以明显增加紫云英鲜
草产量,不同磷、钾水平中,以处理 7 (N0 P3 K2)
的鲜草产量最高,达到 94 641. 6 kg /hm2,相对于处
理 1 (N0P0K0)即不施肥和处理9 (N0P1K1)增产率
分别达到33. 22%、34. 97%。处理7 (N0P3K2)和处
理 8 (N0P2K3)的鲜草产量都显著高于其他施肥处
理。这也说明了,紫云英对磷钾肥有较高的吸收利
用率,可提高其固氮的效能,提高其产量[9]。增施
磷钾肥与不施肥,单施磷、钾相比可以显著促进紫
云英株高、分枝、茎粗和根瘤等的生长。在单株重
方面,处理 8 (N0 P2 K3)最大,处理 1 即不施肥最
小。施肥处理比不施肥处理株高、茎粗、分枝、根
瘤数、单株重和鲜草产量最大增幅分别为 13. 50%、
42. 34%、18. 75%、18. 18%、87. 07%和 33. 22%。
2. 2 不同施肥处理对紫云英植株养分累积量的影响
由图 1A 可知,在紫云英闽紫 7 号的氮、磷、
钾肥配施处理中,以处理 7 (N0P3K2)N 的养分含
量最高,处理 1 (N0P0K0)的 N 含量最少,处理 2、
3、4、5、6、7、8、9、10都显著高于处理 1,因此,
—94—
中国土壤与肥料 2012(1)
表 2 不同施肥处理对紫云英鲜草主要经济性状及产量的影响
处理 株高 (cm) 茎粗 (cm) 分枝数 (个) 根瘤数 (个) 单株重 (g) 鲜草产量 (kg /hm2)
1 (N0P0K0) 91. 63 ± 7. 06bc 0. 64 ± 0. 01c 1. 37 ± 0. 13b 76. 47 ± 1. 70c 49. 57 ± 4. 83d 71 041. 8 ± 1 181. 8b
2 (N0P2K0) 91. 76 ± 4. 12bc 0. 73 ± 0. 02ab 1. 71 ± 0. 08a 80. 63 ± 2. 95abc 60. 84 ± 3. 79cd 75 375. 2 ± 6 040. 5b
3 (N0P2K1) 96. 38 ± 6. 43abc 0. 69 ± 0. 03bc 1. 90 ± 0. 33a 85. 00 ± 1. 74abc 63. 69 ± 8. 73cd 79 839. 9 ± 7 616. 3b
4 (N0P0K2) 85. 92 ± 1. 89c 0. 66 ± 0. 06c 1. 74 ± 0. 06a 79. 30 ± 5. 08bc 90. 13 ± 10. 20ab 71 647. 7 ± 1 196. 3b
5 (N0P1K2) 92. 10 ± 1. 19bc 0. 74 ± 0. 02a 1. 81 ± 0. 10a 77. 77 ± 7. 64c 69. 99 ± 15. 10bcd 79 044. 8 ± 4 780. 6b
6 (N0P2K2) 101. 76 ± 5. 15ab 0. 73 ± 0. 01ab 1. 93 ± 0. 07a 88. 67 ± 6. 03ab 76. 38 ± 14. 59abc 81 284. 4 ± 8 010. 3b
7 (N0P3K2) 102. 58 ± 10. 15ab 0. 72 ± 0. 03ab 1. 95 ± 0. 08a 87. 90 ± 4. 42ab 85. 90 ± 1. 82ab 94 641. 6 ± 3 791. 5a
8 (N0P2K3) 104. 74 ± 9. 43a 0. 72 ± 0. 04ab 1. 88 ± 0. 19a 85. 17 ± 1. 89abc 92. 73 ± 20. 83a 94 503. 5 ± 13 087. 8a
9 (N0P1K1) 95. 29 ± 2. 58abc 0. 76 ± 0. 02a 1. 85 ± 0. 16a 82. 00 ± 8. 89abc 77. 40 ± 10. 92abc 70 122. 5 ± 7 367. 7b
10 (N2P2K2) 92. 52 ± 6. 56bc 0. 74 ± 0. 01a 1. 70 ± 0. 09a 90. 37 ± 5. 45a 88. 11 ± 13. 14ab 79 314. 6 ± 7 528. 8b
注:表中数据为平均值 ±标准误差,同列数据后不同小写字母表示差异显著 (p < 0. 05)。
图 1 不同施肥处理对紫云英植株养分含量的影响
注:不同小写字母表示差异显著 (P < 0. 05)。
配施 P、K肥以及追施一定量 N 肥对紫云英植株 N
含量有重要影响。然而,处理 2、3、5、6、8、9、
10 之间差异不显著。处理 7 (N0P3K2)显著高于处
理 1 (N0P0 K0)和处理 4 (N0 P0 K2)。由图 1B 可
知,处理 7 (N0P3K2)和处理 6 (N0 P2K2)P 的养
分含量都显著高于处理 1 (N0 P0 K0) ,且处理 7 与
处理 1、2、3、4、5、8、9、10 差异都达到显著水
平。但处理 1、2、3、4、5、8、9、10 之间差异不
显著。由图 1C可知,K 的植株养分含量在处理 3、
5、6、7 之间差异不显著,处理 7 都显著高于 1、
2、4、8、9、10,除处理 7 外,所有施肥处理之间
差异都不显著。10 个施肥处理中,处理 7 (N0 P3
—05—
中国土壤与肥料 2012(1)
K2)即高量磷和中量钾配施对紫云英植株 N、P、K
养分含量的累积最大。
2. 3 紫云英鲜草产量与 N、P、K养分含量的关系
紫云英植株 N、P、K养分含量与鲜草产量线性
拟合表明 (图 2) ,植株 P的含量与鲜草产量线性相
关,达到显著水平,即鲜草产量越高的施肥处理对
应的植株 P 含量也越高,二者拟合度较好。从本试
验可以看出,紫云英鲜草产量可以一定程度上表征
植株 P吸收的养分含量。然而,植株吸收的养分 N
和 K与鲜草产量之间线性相关不显著。鲜草产量与
植株累积的养分 N、K没有呈现出规律性。
图 2 紫云英植株养分含量与鲜草产量的关系
3 结论与讨论
本研究结果表明,在中等肥力的水稻田上施用
磷、钾肥对紫云英性状 (株高、茎粗、分枝、根瘤
等)、鲜草产量以及植株磷吸收含量有较显著的影
响,这与苏伟等[10]、刘威等[11]的研究结果一致。
以施磷肥对提高紫云英鲜草产量效果最为显著,其
次是钾肥,追施氮肥效果不显著。处理 10 (N2 P2
K2)追施一定量的 N 肥对紫云英鲜草产量有一定
的增产作用,但与不施 N 的 PK 处理相比差异不显
著。中量 P和高量 K配施以及高量 P和中量 K配施
对紫云英的鲜草产量有显著增产作用。增施钾肥对
紫云英单株重和鲜草产量有一定的提高作用,处理
8 高量施用钾肥比处理 2、3、6 (不施、施低、中
量钾)对单株重和鲜草产量提高效果更显著;株
高、茎粗、分枝及根瘤虽有增加,但增施钾肥在这
些性状指标上差异不明显。
绿肥生产的一个重要目的就是以 “小肥换大
肥”[5]。与一般的作物相比,紫云英对氮磷钾养分
需求较少,但 N、P、K 矿质养分在紫云英植株中
累积对农业生产发挥着重要作用。刘威等[11]研究
表明,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。施用磷肥可提高紫云英的鲜草产量和根
瘤菌的固氮能力,增加土壤有机质和氮素。虽然紫
云英吸收的磷合成为有机磷,但在紫云英分解后大
都可被后作利用;而未被吸收利用的磷,虽然被土
壤固定为较难吸收的形态,但后作水稻渍水后可引
起土壤 pH升高,促使磷酸铁的水解,加上在嫌气
条件下土壤有机质和微生物的还原作用,以及紫云
英分解时氧化还原电位的显著降低,使它还可活化
成对水稻大致有效的形态。所以在紫云英和水稻的
复种中,把磷肥重点施在紫云英上,可以更大地发
挥磷肥对水稻的增产作用[9]。本试验条件下,磷钾
配施可大大提高植株对磷和钾的吸收总量,使磷肥
和钾肥的当季利用率显著提高,起到相补互促的效
果。所以,磷、钾配施能起到汇集磷钾元素的
作用。
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Effect of different fertilization on the yield of fresh grass and nutrient content by Chinese milk vetch
LAN Zhong-ming1,ZHANG Hui1,ZHOU Shi-quan2,DENG Yun2,WU Yi-qun1,CAO Wei-dong3,LIN Xin-jian1* (1.
Institute of Soil and Fertilizer,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou 350013;2. Institute of Agricultural Sci-
ences in Nanping,Jianyang 354200;3. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of Chinese Academy of
Agricultural Sciences,Beijing 100081)
Abstract:Suitable nitrogen,phosphorus,potassium fertilizer consumption was screened out,using some of the“3414”
fertilizer effect of trial design for field trials to study the nitrogen,phosphorus and potassium fertilizer on Chinese milk vetch
character,yield of fresh grass and nutrient content. The results indicated that plant height,stem diameter,branch,root
nodule,plant weight and yield of fresh grass showed the largest increase at 13. 50%,42. 34%,18. 75%,18. 18%,
87. 07% and 33. 22% comparing to non-fertilization. The average yield of fresh grass with nine fertilization treatment in-
creased by 13. 50% (9 591. 9 kg /hm2)comparing to no fertilizer treatment (N0P0K0). The highest yield of fresh grass for
treatment 7 (N0P3K2) reached to 94 641. 6 kg /hm
2,increased by 33. 22%,compared with no fertilization. Treatment 7
(N0P3K2) that combined high levels of phosphorus and mid-levels potassium had more plant nutrient content than no fertiliz-
er. Compared to treatment 1,N,P and K nutrients content were increased by 16. 53%,34. 40% and 24. 47%,respec-
tively. It was an effective way to improve the current level of fertility and plant nutrient accumulation of Chinese milk vetch
yield through increased P,K fertilizer. Thus,reasonable application of N,P,K fertilizers could significantly promote the
growth of Chinese milk vetch,improve yield and nutrient accumulation,and also reduce the amount of chemical fertilizer
when Chinese milk vetch was turned pressure as green manure,which have important eco-environmental benefits.
Key words:Chinese milk vetch;fertilization;yield of fresh grass;nutrient content
[上接第 42 页]
Effects of fertilizers application on growth,seed yield,NPK absorption and accumulation of direct-seeding rape-
seed in red soil
WANG Yin1,LU Jian-wei1* ,LI Xiao-kun1,LIU Bo1,YUAN Fu-sheng2,XIAO Zhi-qiang3 (1. College of Resources
and Environment,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070;2. Soil and Fertilizer & Resource and Environment
Research Institute,Jiangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanchang 330200;3. The Agrotechnical Station of Taihe,
Jiangxi Province,Taihe 343700)
Abstract:NPKB fertilizers field experiments of direct-seeding rapeseed was set in emblematical red soil region in center of
Jiangxi province during 2009-2010,in order to study effects of fertilizers application on growth,seed yield,NPK absorption
and accumulation of direct-seeding rapeseed. The results showed,NPKB had the best effect of improving yield and profit for
direct-seeding rapeseed in all fertilizer treatments,which were 1 722 kg /hm2 and 1 469 Yuan /hm2,respectively. Howev-
er,the lack or disequilibrium of any element would effect the growth and seed yield of direct-seeding rapeseed. In this stud-
y,the order of nutrient limiting factor for direct-seeding rapeseed in red soil was P > B > N > K. The results also showed,
the NPK absorption and accumulation of direct-seeding rapeseed in red soil were effected significantly by fertilizers applica-
tion,and were interacted and mutually restricted between the elements. NPKB treatment had the most significant impact on
the absorption and accumulation of nutrient,and the fertilizer absorb utilization ratio of N,P2O5,K2O were 29. 3%,
59. 5% and 89. 1%,which all been the best. In summary,balanced application of N,P,K,B fertilizers should be
taken to the direct-seeding rapeseed in red soil to improve the seed yield,and N,K should be applied with several times.
Key words:red soil;NPKB fertilizers;direct-seeding rapeseed;growth;seed yield;nutrient absorption
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中国土壤与肥料 2012(1)