全 文 ：中国生态农业学报 2012年 2月 第 20卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Feb. 2012, 20(2): 158−162


* 公益性行业(农业)科研专项经费项目(201103005)资助
** 通讯作者: 鲁剑巍(1967—), 男, 教授, 主要从事作物养分管理与土壤肥力方面的研究。E-mail: lujianwei@mail.hzau.edu.cn
潘福霞(1985—), 女, 硕士研究生, 研究方向为作物营养施肥与生态环境。E-mail: eary2007@163.com
收稿日期: 2011-05-15 接受日期: 2011-08-31
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.00158
不同施肥量对绿肥产量和养分积累的影响*
潘福霞1 鲁剑巍1** 李小坤1 刘 威1 魏云霞1
朱德雄2 耿明建1 曹卫东3
(1. 华中农业大学资源与环境学院 武汉 430070; 2. 湖北省武汉市黄陂土肥站 黄陂 430300;
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 大田试验条件下研究不同氮、磷、钾肥用量对绿肥[豆科绿肥紫云英(Astragalus sinicus L.)和禾本科绿
肥看麦娘(Alopecurus aequalis Sobol.)]产量及养分积累量的影响。试验结果表明, 施肥能显著增加绿肥产量,
绿肥鲜草产量较不施肥处理增加 42.8%~311.1%, 与缺素处理相比 , 氮、磷、钾肥的增产率分别为
57.1%~177.5%、27.8%~178.7%、14.2%~32.4%。两种绿肥的鲜草产量均随氮、磷、钾肥施用量的增加而增加,
中、高水平的氮、磷肥用量下看麦娘的产量均高于紫云英, 所有钾肥处理的看麦娘产量均高于紫云英。绿肥
的养分积累量均随施肥量的增加而增加, 中高水平的氮、磷肥用量下看麦娘的氮、磷积累量高于紫云英, 不同
钾水平下的看麦娘钾积累量均高于紫云英。氮、磷、钾肥用量分别为 112.5 kg(N)·hm−2、19.7 kg(P)·hm−2、37.5
kg(K)·hm−2时, 两种绿肥总产量及碳、氮、磷、钾积累量最高, 分别为 49 424 kg·hm−2和 3 212 kg(C)·hm−2、151
kg(N)·hm−2、19.8 kg(P)·hm−2、156 kg(K)·hm−2。 此时看麦娘产量、碳、氮、磷、钾积累量分别占总量的 59.0%、
65.7%、66.3%和 64.4%。紫云英田间自然洒种的看麦娘无成本投入且养分积累量高, 不失为一种优质绿肥。
关键词 施肥量 绿肥 紫云英 看麦娘 产量 养分积累量
中图分类号: S142+.1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)02-0158-05
Effect of fertilizer amount on yield and nutrient accumulation of green manures
PAN Fu-Xia1, LU Jian-Wei1, LI Xiao-Kun1, LIU Wei1, WEI Yun-Xia1, ZHU De-Xiong2,
GENG Ming-Jian1, CAO Wei-Dong3
(1. College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. Huangpi Soil and
Fertilizer Station of Wuhan City, Hubei Province, Huangpi 430300, China; 3. Institute of Agricultural Resources and
Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)
Abstract The abundant winter fallow fields in southern China can be used to cultivate green manure crops. It has been demon-
strated that returning green manure to farmlands supports sustainable agricultural development. Green manure yield has, however,
decreased sharply in recent years, seriously limiting large-scale applications of green manure in agricultural production. A field ex-
periment was conducted to study the effect of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) fertilizers on yield and nutrient accu-
mulation of green manure. The crops considered for use as green manure in this study included Astragalus sinicus L. and Alopecu-
rus aequalis Sobol., which were studied in 11 treatments. A. aequalis was a natural reseeding gramineae grass grown in A. sinicus
field. For more accurate analysis, 2 types of green manure were separately harvested and weighted. Results showed that fertilizer
application significantly increased fresh yield of two plants. Compared with non-fertilizer treatments, yield under fertilizer treatments
increased by 42.8%~311.1%. Compared with nutrient deficiency treatment, N, P and K treatments increased yield by 57.1%~177.5%,
27.8%~178.7% and 14.2%~32.4%, respectively. Fresh yields of the 2 green manures increased with increasing application rates of N,
P, K. Fresh yield of A. aequalis was higher than that of A. sinicus under the medium and high application amounts of N and P fertil-
izers. For all K fertilizer treatments, A. aequalis produced higher fresh yield than A. sinicus. Green manure nutrient accumulation
increased with increasing N, P, K application rate. Under medium and high N and P treatments, N and P accumulations in A.
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aequalis were higher than those in A. sinicus. However, K accumulation in A. aequalis was higher than that in A. sinicus for all K
treatments. With 112.5 kg·hm−2, 19.7 kg·hm−2 and 37.5 kg·hm−2 of N, P and K fertilizer application rates, total yield and C, N, P and
K accumulations of two plants were maximum, reaching 49 424 kg·hm−2, 3 212 kg·hm−2, 151 kg·hm−2, 19.8 kg·hm−2 and 156 kg·hm−2,
respectively. Meanwhile, yield and C, N, P and K accumulations in A. aequalis accounted for 59.0%, 65.7%, 66.3% and 64.4% of
the above total amounts. Those indicated that A. aequalis was a high quality green manure with a little input.
Key words Fertilization rate, Green manure, Astragalus sinicus L., Alopecurus aequalis Sobol., Yield, Nutrient accumulation
(Received May 15, 2011; accepted Aug. 31, 2011)
20世纪 80年代后期, 化肥因具有施用方便、增
产效果好等优点而广泛应用, 化肥施用量呈逐年上
升趋势[1]。然而氮肥生产能源消耗量大且污染严重,
我国高品位的磷矿资源短缺, 钾肥依赖进口的比例
大, 价格逐年攀升, 进而导致农业经济效益降低[2−3]。
与此同时, 化肥损失率大和施用不当又对环境构成
了威胁[4−5]。因此, 在保证粮食安全条件下减少化肥
用量是当前农业生产面临的严峻课题。绿肥是一种养
分完全、无污染的有机肥, 可替代部分化肥[6−7], 能够
改善土壤理化性质[8−9], 培肥土壤[10]。此外, 冬闲田
上种植绿肥能够起到保持土壤水分 , 防止土壤侵
蚀 , 阻截养分地面淋失的作用 [11], 绿肥还能通过
根系吸收下层养分, 促进表层土壤的养分富集。紫
云英(Astragalus sinicus L.)是南方稻田的传统冬季
绿肥 [12], 在不清除田间杂草的自然条件下, 紫云英
常与禾本科看麦娘(Alopecurus aequalis Sobol.)共生,
尽管传统上将看麦娘看做是一种冬季杂草[13], 但它
并不会对后季水稻的生长构成威胁, 而且看麦娘在
生长过程中同样积累物质养分, 因此在冬闲田上同
样可以作为绿肥作物让其生长[14]。植物生长都需要
养分, 绿肥也不例外, 诸多研究表明施肥能够提高
作物产量, 但并非施肥量越多产量越高 [15], 且不同
作物对不同肥料的需求量不同, 明确两种绿肥对化
肥的需求量, 对于合理施用化肥从而提高绿肥鲜草
产量, 达到“以小肥换大肥”的目的具有重要意义。前
人研究仅限于不同氮、磷、钾肥用量下的紫云英产
量[16], 而紫云英自然生长状态下田间看麦娘的产量
及养分积累量尚少见报道。将看麦娘也作为一种绿
肥, 对于绿肥的产量和养分积累量的评估更确切。
本文对不同氮、磷、钾肥用量对紫云英和看麦娘物
质养分积累的影响进行了研究, 以期了解看麦娘在
总产量及养分积累量中的地位及其作为绿肥的价值,
旨在为确定低肥力土壤种植绿肥的合理化肥施用量
提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点与材料
试验区位于湖北省武汉市黄陂区前川杨垸, 土
壤类型为水稻土。试验前取耕层土壤测定其理化性
质分别为: pH 5.50, 有机质含量 22.22 g·kg−1, 全氮
1.25 g·kg−1, 速效磷2.57 mg·kg−1, 速效钾41.35 mg·kg−1。
供试紫云英品种为“弋江种”。
1.2 试验设计
试验设不施肥以及氮、磷、钾肥不同用量共 11
个处理: (1)N0P0K0; (2)N0P2K2; (3)N1P2K2; (4)N2P2K2;
(5)N3P2K2; (6)N2P0K2; (7)N2P1K2; (8)N2P3K2; (9)N2P2K0;
(10)N2P2K1; (11)N2P2K3。其中 N0、N1、N2、N3分别表
示氮肥用量为 0、37.5 kg(N)·hm−2、75.0 kg(N)·hm−2、
112.5 kg(N)·hm−2, P0、P1、P2、P3分别表示磷肥用量为
0、9.85 kg(P)·hm−2、19.70 kg(P)·hm−2、29.55 kg(P)·hm−2,
K0、K1、K2、K3分别表示钾肥用量为 0、18.75 kg(K)·hm−2、
37.50 kg(K)·hm−2、56.25 kg(K)·hm−2。各处理设 2
次重复, 随机区组排列, 小区面积 20 m2。紫云英播
种量为 37.5 kg·hm−2, 看麦娘为自然生长后洒落的
种子。
2009 年 10 月 17 日划小区、施肥, 肥料全部基
施。2009 年 10 月 18 日播种, 将紫云英种子与细沙
混匀后撒播。绿肥生长期间不进行任何人为管理 ,
任其自然生长。2010年 4月 15日收获鲜草, 每小区
随机取 2 m2的样方测产, 将紫云英与看麦娘产量分
别计重。两者分别取部分鲜样称重, 105 ℃杀青 30
min, 60 ℃烘干至恒重, 磨碎后待测。
1.3 测定项目及方法
植物样采用重铬酸钾容量法测定全碳含量, 样
品采用 H2SO4-H2O2 法消煮, 流动注射分析仪测定
N、P含量, 火焰光度计法测定 K含量[17]。
养分积累量=干物质产量×养分含量 (1)
数据采用 Excel和 DPS软件处理, 用 Duncan新
复极差法(P<0.05置信水平)检验数据的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对绿肥产量的影响
由表 1 可知, 各施肥处理紫云英和看麦娘两种
绿肥产量均较不施肥处理有不同程度的增加, 总产
量较不施肥处理增加 42.8%~311.1%。不同氮、磷、
钾水平下比较, 氮肥的增产率为 57.0%~177.5%, 磷
肥的增产率为 27.8%~178.7%, 钾肥的增产率为
160 中国生态农业学报 2012 第 20卷


14.2%~32.4%。中、高水平氮、磷肥用量下看麦娘的
产量均高于紫云英, 所有钾肥处理的看麦娘产量均
高于紫云英。
紫云英和看麦娘产量的比值位于 0.59~3.23 之
间, N2P3K2处理最低, N2P0K2处理最高。在不同氮水
平下, 紫云英和看麦娘产量的比值随施氮量的增加
而降低, 不同磷水平下的表现亦是如此, 且下降幅
度高于氮水平, 而不同钾肥施用量对两者比值的影
响较小, 说明随氮、磷肥施用量的增加对看麦娘的
增产效果比紫云英高, 而两者施用钾肥的增产效果
基本相同。
2.2 不同施肥处理对绿肥养分含量及积累量的影响
2.2.1 养分含量
不同施肥量对紫云英和看麦娘两种绿肥养分含
量的影响不同。由表 2 可知, 不同氮肥用量条件下,
紫云英氮含量在 N2水平达到最高, 而在 N3水平略
有下降, 看麦娘的氮含量始终呈上升趋势。两种绿
肥的氮含量比较可以看出, 不同氮水平下紫云英的
氮含量均高于看麦娘。不同磷肥用量条件下, 两种
绿肥的磷含量均呈增加趋势, 且在 P0 水平下, 看麦
娘的磷含量高于紫云英, P1、P2 水平下低于紫云英,
P3 水平下两者相同。不同钾肥用量条件下, 两种绿
肥的钾含量均呈增加趋势, K0、K3 水平下看麦娘的
钾含量高于紫云英, 而在 K1、K2水平下, 看麦娘的
钾含量低于紫云英。
2.2.2 养分积累量
由图 1 可知, 施肥处理的绿肥碳、氮、磷、钾
积累量均显著高于不施肥处理。

表 1 不同施肥量对紫云英和看麦娘两种绿肥鲜草产量的影响
Table 1 Effect of fertilizer application amounts on the yield of A. sinicus and A. aequalis
产量 Yield (kg·hm−2) 肥料
Fertilizer
施肥处理
Fertilizer treatment 紫云英 A. sinicus 看麦娘 A. aequalis 总产量 Total yield
紫云英与看麦娘产量比值
Yield ratio of A. sinicus to A. aequalis
不施肥 No fertilizer N0P0K0 8 275 4 200 12 475 1.97
N0P2K2 11 613d 6 200d 17 813d 1.87
N1P2K2 15 650c 12 325c 27 975c 1.27
N2P2K2 17 871b 22 988b 40 859b 0.78
氮水平
N level


N3P2K2 20 274a 29 150a 49 424a 0.70
N2P0K2 14 050b 4 350d 18 400c 3.23
N2P1K2 15 056b 8 450c 23 506c 1.78
N2P2K2 17 871a 22 988b 40 859b 0.78
磷水平
P level


N2P3K2 18 932a 32 350a 51 282a 0.59
N2P2K0 14 250c 19 525b 33 775c 0.73
N2P2K1 16 002bc 22 581a 38 583b 0.71
N2P2K2 17 871ab 22 988a 40 859ab 0.78
钾水平
K level


N2P2K3 19 229a 25 500a 44 729a 0.75
N0: 0 kg(N)·hm−2, N1: 37.5 kg(N)·hm−2, N2: 75.0 kg(N)·hm−2, N3: 112.5 kg(N)·hm−2; P0: 0 kg(P)·hm−2, P1: 9.85 kg(P)·hm−2; P2: 19.70 kg(P)·hm−2,
P3: 29.55 kg(P)·hm−2; K0: 0 kg(K)·hm−2, K1: 18.75 kg(K)·hm−2, K2: 37.50 kg(K)·hm−2, K3: 56.25 kg(K)·hm−2. 同列不同小写字母表示不同氮磷钾处
理在 5%水平下差异显著, 下同。Different small letters in the same column mean significant difference at 5% level among different NPK treatments.
The same below.

表 2 不同施肥量对紫云英和看麦娘两种绿肥养分含量的影响(干基%)
Table 2 Effect of different fertilizer application amounts on the nutrient content of A. sinicus and A. aequalis (dry matter %)
紫云英 A. sinicus 看麦娘 A. aequalis 肥料
Fertilizer
施肥处理
Fertilizer treatment C N P K C N P K
不施肥 No fertilizer N0P0K0 44.59 1.75 0.17 1.51 44.16 1.29 0.21 1.89
N0P2K2 43.98a 1.77c 0.23b 2.06b 44.55a 1.29b 0.21b 2.09b
N1P2K2 44.37a 2.25b 0.26a 2.13ab 44.77a 1.46b 0.22b 2.10ab
N2P2K2 44.32a 2.46a 0.25ab 2.21a 44.87a 1.76a 0.22b 2.14a
氮水平
N level


N3P2K2 44.68a 2.44a 0.28a 2.25a 44.89a 1.85a 0.28a 2.14a
N2P0K2 43.60a 2.25c 0.14c 2.12b 44.64a 1.66a 0.17c 2.08b
N2P1K2 43.37a 2.35b 0.21b 2.17ab 44.64a 1.76a 0.19bc 2.06b
N2P2K2 44.32a 2.46a 0.25ab 2.21a 44.87a 1.76a 0.22b 2.14ab
磷水平
P level


N2P3K2 44.71a 2.50a 0.27a 2.20a 44.77a 1.75a 0.27a 2.16a
N2P2K0 44.54a 2.35b 0.23a 1.29c 44.95a 1.76a 0.23b 1.83b
N2P2K1 44.80a 2.35b 0.24a 2.03b 44.07a 1.72a 0.23b 1.94b
N2P2K2 44.32a 2.46a 0.25a 2.21ab 44.87a 1.76a 0.22b 2.14ab
钾水平
K level


N2P2K3 44.59a 2.38b 0.25a 2.30a 43.69a 1.73a 0.25a 2.37a

第 2期 潘福霞等: 不同施肥量对绿肥产量和养分积累的影响 161




图 1 不同施肥处理对紫云英和看麦娘两种绿肥碳、氮、磷、钾积累量的影响
Fig. 1 Effect of different fertilizer application amounts on C, N, P, K accumulation of A. sinicus and A. aequalis

绿肥的碳、氮积累量均随氮、磷肥施用量的增
加而显著增加, 而随钾肥用量增加而略有增加。施
氮、磷、钾肥的绿肥碳积累量较不施氮、磷、钾肥
处理分别增加 58.3%~173.2%、 36.5%~154.8%和
13.4%~21.8%。而绿肥氮积累量较不施氮、磷、钾肥
处理分别增加 83.6%~268.0%、 36.7%~143.3%和
13.2%~24.8%。绿肥的磷积累量均随肥料施用量的增
加而增加, 施用氮、磷肥增加幅度较大, 施用钾肥增
加幅度较小, 施氮、磷、钾肥处理的绿肥磷积累量
较不施氮、磷、钾肥处理分别增加 69.2%~238.7%、
78.4%~349.4%和 15.3%~34.5%。绿肥的钾积累量均
随氮、磷、钾肥施用量的增加而显著增加, 处理间
差异显著。施氮、磷、钾肥处理的绿肥钾积累量较
不施氮、磷、钾肥处理分别增加 61.2%~184.4%、
35.8%~156.4%和 38.7%~78.6%。
2.3 不同施肥处理对绿肥碳氮比的影响
由表 3 可知 , 紫云英和看麦娘的碳氮比不同 ,
紫云英碳氮比较低, 而看麦娘碳氮比相对较高。不
施肥、缺氮和 N1水平下, 绿肥总量的碳、氮积累量
比值均高于 24, 而其余处理的碳氮积累量比值均位
于 21~24 之间, 满足腐解的适宜条件, 说明冬季绿
肥田中紫云英与看麦娘组成的混合碳氮比更有利于
绿肥腐解。
3 讨论
3.1 施肥对两种绿肥的增产效果
施肥是增产的重要措施之一[18], 本研究结果表
表 3 不同施肥处理紫云英和看麦娘两种绿肥碳氮比的
变化
Table 3 Changes of C/N of A. sinicus and A. aequalis under
different fertilizer application amounts
肥料
Fertilizer
施肥处理
Fertilization
treatment
紫云英
A. sinicus
看麦娘
A. aequalis
紫云英+看麦娘
A. sinicus + A.
aequalis
不施肥
No fertilizer
N0P0K0 25.45 34.18 28.37
N0P2K2 24.83 34.86 28.60
N1P2K2 19.71 31.98 24.66
N2P2K2 18.03 25.51 22.05
氮水平
N level


N3P2K2 18.30 23.17 21.23
N2P0K2 19.39 26.94 21.28
N2P1K2 18.42 25.73 21.24
N2P2K2 18.03 25.51 22.05
磷水平
P level


N2P3K2 17.90 25.00 22.29
N2P2K0 18.95 25.64 22.87
N2P2K1 19.18 25.51 22.92
N2P2K2 18.03 25.51 22.05
钾水平
K level


N2P2K3 18.76 25.24 22.33

明, 各施肥处理的绿肥鲜草产量均显著高于不施肥
处理, 但氮、磷、钾肥对两种绿肥的增产效果不同,
紫云英施氮增产率最高 , 看麦娘施磷增产率最高 ,
两种绿肥施用钾肥的增产率均较低。不同缺素处理
(N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0)比较可以看出, 缺氮条件
下紫云英的鲜草产量最低, 而缺磷和缺钾条件下鲜
草产量差异较小, 说明紫云英对氮肥的需求大于磷
肥和钾肥。看麦娘在缺磷条件下鲜草产量最低, 其
次是缺氮, 表明看麦娘增产对磷肥依赖性大, 其次
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是氮肥, 这与前人研究结果一致[19−20]。
不同氮水平下 , 看麦娘氮含量均低于紫云英 ,
这可能与紫云英具有固氮作用有关。P0 水平下看麦
娘磷含量高于紫云英, P3水平下两者相同, 而 P1、P2
水平下则低于紫云英, 说明看麦娘在低磷和高磷条
件下的吸磷能力强于紫云英。不同钾肥水平下也表
现出同样的趋势。这在某种程度上表明, 看麦娘对
土壤养分条件的适应性优于紫云英。不同氮、磷、
钾肥用量能够改变两种绿肥养分积累量比值, 紫云
英与看麦娘的氮、磷、钾积累量比值均随氮、磷肥
施用量的增加而降低, 即高养分条件下看麦娘的养
分积累量高于紫云英。
3.2 对农业生产的指导作用
以“小肥换大肥”是评判绿肥品质好坏的重要指
标之一。除 N2P0K2、N0P2K2、N2P0K2处理外, 其余
处理的氮、钾积累量均高于投入量。除 N3P2K2处理
外, 其余处理的磷积累量均低于投入量, 这与磷肥
的施用量较高以及紫云英和看麦娘对磷需求量较小
有关。同时, 诸多研究表明, 近年来农田土壤的速效
磷含量均较第 2 次土壤普查时有较大提高[21−22], 因
此在当前土壤条件下种植绿肥应适当减少磷肥用
量。N3P2K2 处理两种绿肥的碳及氮、磷、钾积累量
总和最高, 此时绿肥的 N、P、K总积累量均高于投
入量, 而紫云英的养分积累量仅占总量的 35%左右,
说明在相同施肥量下 , 看麦娘的生长强于紫云英 ,
这对于增加绿肥的物质养分积累量具有重要意义。
绿肥生产要求简单易行 , 尽量减少劳动力投
入。本研究表明, 在撒种紫云英后无任何人工管理
的条件下, 适宜肥料用量下紫云英与看麦娘的氮、
磷、钾总积累量均大于投入量, 这对于节约劳动力,
减少冬闲田面积, 提高土壤质量具有重要意义。看
麦娘为自然洒落的种子 , 种子数量无法确切估计 ,
也是本研究的缺憾, 而另一方面, 当前紫云英种子
供不应求导致价格过高, 而看麦娘作为自然洒种的
绿肥植物, 无成本投入且养分积累量高, 不失为一
种优质绿肥。另外, 看麦娘与紫云英在物质组成上
存在差异, 这也会导致看麦娘的腐解及养分释放特
征不同于紫云英, 因此, 两者翻压还田后腐解及养
分释放特征还有待于进一步研究。
4 结论
在适宜肥料用量下, 看麦娘的产量及养分积累
量均较高, 是一种优质绿肥。不同氮、磷、钾肥用
量均能提高绿肥鲜草产量, 尤其是氮、磷肥增产幅
度较大。紫云英与看麦娘的鲜草产量均随施肥量的
增加而增加, 而两者比值则随氮、磷、钾肥施用量
的增加而降低。低肥力土壤上种植绿肥的肥料适宜
用量分别为 N 112.5 kg·hm−2、P 19.7 kg·hm−2、K 37.5
kg·hm−2, 此时绿肥产量达 49 424 kg·hm−2, C、N、P、
K积累量分别为 3 212 kg·hm−2、151 kg·hm−2、19.8
kg·hm−2、156 kg·hm−2, 看麦娘产量、碳、氮、磷、
钾积累量分别占总量的 59.0%、65.7%、66.3%和
64.4%。
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