全 文 ：中国南方热区土壤多为红壤、 砖红壤等酸性土
壤， 这些土壤普遍存在缺磷、 铝毒等制约作物生长
的障碍因子。 大量的研究结果表明 [1-19]， 施用豆科
绿肥可有效缓解甚至消除这些障碍因子， 为作物正
热带作物学报 2014， 35（8）： 1475-1480
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2014-03-02 修回日期 2014-06-10
基金项目 国家自然科学基金项目（No. 41101224）； 现代农业人才支撑计划项目； 现代农业产业技术体系建设专项资金（No. CARS-35）； 中
央级基本业务费（No. 1630032014029、 No. 1630032014028）。
作者简介 洪继旺（1986年—）， 男， 在读硕士； 研究方向： 土壤肥料与施肥科学。 *通讯作者（Corresponding author）： 刘国道(LIU Guodao)，
E-mail: liuguodao2008@163.com； 郇恒福(HUAN Hengfu)， E-mail: hengfu.huan@163.com。
施用不同豆科绿肥对酸性土壤无机磷分级
的动态影响
洪继旺 1，2， 线 琳 1，2， 黄冬芬 2， 黄嘉璞 1，2， 刘国道 2*， 郇恒福 2*
1 海南大学农学院， 海南海口 570228
2
中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所
农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室
农业部木薯种质资源保护与利用重点实验室
海南儋州 571737
摘 要 采用尼龙袋法， 研究酸性土壤施用 4 种豆科绿肥（尖叶木蓝、 铺地木蓝、 扁豆与链荚豆）后， 在 1 年内
不同时间， 土壤无机磷各组分含量的动态变化。 结果表明： 不同绿肥对于土壤无机磷影响的效果存在显著差异，
但总体上施用豆科绿肥可显著降低酸性土壤无机磷的总量， 对于土壤无机磷各组分， 施用绿肥可显著增加土壤
铁磷（Fe-P）以及铝磷（Al-P）的含量， 但显著降低土壤中钙磷（Ca-P）以及闭蓄态磷（O-P）的含量； 施用绿肥对于
土壤无机磷的影响随施肥时间的变化而不同。
关键词 豆科绿肥； 酸性土壤； 无机磷； 时间动态
中图分类号 S142.1 文献标识码 A
The Dynamic Effect of Different Leguminous Green
Manures Application on the Acid Soil
Inorganic Phosphorus Fractions
HONG Jiwang1,2, XIAN Lin1,2, HUANG Dongfen2, HUANG Jiapu1,2,
LIU Guodao2*, HUAN Hengfu2*
1 College of Agronomy, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China
2 Tropical Crops Genetic Resources Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Gene
Resources and Germplasm Enhancement in Southern China / Key Laboratory of Conservation and Utilization of Cassava
Genetic Resources, Ministry of Agriculture, Danzhou, Hainan 571737, China
Abstract There are common problems such as phosphorus deficiency, aluminum toxicity, high acidity and so on
in the tropical acid soils, and the application of green manure is an effective measure to solve these problems.
The phosphorus in the soil will be changed after the application of green manure, while the soil inorganic
phosphorus, as an important phosphorus pool in the soil, maybe changed after the application of green manure.
The research on the changes can provide the research reference and evidence for the scientific application of
green manure in the tropical acid soil. A nylon bag method was used to research the dynamic change of the acid
soil inorganic fractions content during one year period after the application of the 4 tropical green manures
[ Indigofera zollingeriana Miq., Indigofera spicata Forssk, Lablab purpureus ( Linn.) Sweet, Alysicarpus vaginalis
( Linn.) DC.]. The result indicated that the effect of the different green manures application on the acid soil
inorganic phosphorus fractions was different, but as a whole, the application of the green manure could decrease
significantly the content of the soil inorganic phosphorus; And the content of the Fe -P and Al -P increased
significantly due to the application of the green manures, while the content of the Ca-P and O-P decreased
significantly. In addition, the result also indicated that the effect of the green manures application on the acid soil
inorganic was different significantly with the application time of the green manures.
Key words Leguminous green manure; Acid soil; Inorganic phosphorus fractions; Dynam
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.08.004
第 35 卷热 带 作 物 学 报
1.1.3 试验地概况 试验地设在海南省儋州市中
国热带农业科学院热带作物品种资源研究所试验基
地， 地处热带北缘， 北纬 19°30′， 东经 109°30′，
海拔 149m， 属热带季风气候类型， 夏、 秋季节高温
多雨， 冬、 春季节低温干旱， 干湿季节分明。 年均气温
23.7 ℃， 绝对高温 39.4 ℃， 极端高温 40.0 ℃， 绝
对低温 6.2℃， 极端低温 1.8℃， 年均降水 1994.8mm，
年日照 1 996.2 h。 试验地土壤为花岗岩发育的砖红
壤， 肥力较差。 0～20 cm土层， pH4.3， 全氮 0.068％、
有机质 1.38％、 速效磷 1.8mg/kg、 速效钾 35.0mg/kg。
1.2 方法
试验过程见图 1所示， 通过尼龙袋法进行。 每
个参试样品共装 18 袋。 每袋将风干过 2 mm 筛的
土与烘干粉碎过 1 mm 筛的植物样品按 25 ∶ 1 混合
均匀， 装入 0.115 mm的尼龙网袋， 并将袋口密封，
表1 供试绿肥
Table 1 The green manure used for experiment
绿肥 磷含量/％ 采样地点
尖叶木蓝（Indigofera zollingeriana Miq.） 0.34 广西壮族自治区贺州市N=24°10.150′， E=111°41.955′， H=215.8 m
铺地木蓝（Indigofera spicata Forssk） 0.21 广西壮族自治区贺州市N=24°10.150′， E=111°41.955′， H=215.8 m
扁豆[Lablab purpureus(Linn.)Sweet] 0.36 广西壮族自治区宜州市N=24°27.174′， E=108°40.643′， H=203.5 m
链荚豆[Alysicarpus vaginalis(L.)DC.] 0.47 海南省三亚市N=18°17.976′， E=109°20.886′， H=25.8 m
常生长提供良好的生长环境。 由于低磷是这些土壤
中常见的主要障碍因子， 因此， 施用绿肥对于酸性
土壤磷的影响已成为近年来重要的研究方向。 而作
为土壤磷库的重要组分， 无机磷包括土壤中残存的
原生磷矿物如磷灰石和次生的各种无机磷酸盐和磷
酸根离子， 在土壤中的存在形态可以呈化合态， 如
磷酸根与各种金属离子形成的无机磷酸盐； 也可以
呈吸附态， 被吸附于次生矿物或有机胶体的表面。
酸性土壤中， 闭蓄态磷（O-P）占无机磷总量的比例
最高[20]， 铁磷（Fe-P）所占的比重较大， 且随风化程
度加深， Fe-P 含量愈高， 铝磷（Al-P）占无机磷的
比例约为 10％～20％， 钙磷（Ca-P）所占比例很低，
且随风化程度的加深而减少。 由于无机磷是土壤中
可被植物直接吸收利用的主要磷源， 因此， 施用绿
肥后土壤无机磷的变化已经成为施用绿肥对土壤磷
素影响的重要研究内容。 目前大量研究 [21-27]集中在
施用磷肥或者磷肥与有机肥混施对土壤无机磷的影
响， 单施有机肥对土壤磷素的影响主要是集中在土
壤有机磷上， 而对于不同热带绿肥对酸性土壤无机
磷的时间动态影响方面的研究尚未见报道。 因此，
本研究通过田间试验， 研究施用热带绿肥后酸性土
壤中无机磷随时间的动态变化， 为热带酸性土壤上
绿肥的科学施用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 供试绿肥 供试材料采自中国南方的 4 种
豆科绿肥（表1）植株地上部分， 所采集的绿肥鲜样
105 ℃杀青 30 min 后， 置于 75 ℃烘干 24～48 h， 粉
碎过 1 mm筛， 混匀样品。
1.1.2 供试土壤 在试验地取 0~15 cm 表土， 经
风干后过 2 mm 筛， 备用。 试验地土壤为砖红壤，
土壤矿物以高岭石为主， 并含有一定量的水云母及
痕量的三水铝石[28]， 土壤基本理化性状见表 2。
pH 有机质/(g/kg) 全氮/(g/kg) 碱解氮/（mg/kg） 有效磷/（mg/kg） 速效钾/（mg/kg）
4.59 1.53 0.069 54.74 5.25 23.60
表2 试验地土壤理化性状
Table 2 The physiochemical property of the experimental soil
图1 试验过程
Fig. 1 Experiment procedure
不同绿肥 ∶砖红壤=25 ∶ 1
尼龙袋法 不同埋田时间
分
析
Fe-P
的
含
量
分
析
Al-P
的
含
量
分
析
Ca-P
的
含
量
分
析
O-P
的
含
量
施用不同豆科绿肥对酸性土壤无机磷分级的动态影响
1476- -
第 8 期
将尼龙网袋埋入土层深约 15 cm 处， 随机分布， 分
别于埋入后的 30、 60、 120、 180、 240、 360 d 取
样， 每个参试样品每次取 3袋作为 3次试验重复， 取
回风干过筛后进行相关指标的分析测定。 试验期间试
验地不进行水肥管理， 不种植任何作物， 定期除草。
土壤基本理化性质的分析测定参照鲁如坤 [29]的
方法测定， 土壤无机磷分级采用 Chang 等[30]的分组
方法测定。
绿肥样品中磷含量参照鲁如坤 [29]的方法， 将植
物样用 H2SO4-H2O2 消煮后， 消煮液中的磷用钼锑
抗比色法测定。
1.3 数据分析
用 MS-Excel进行数据计算、 处理， 用 SAS 8.2
统计软件中的方差分析程序分析各处理差异显著性
及相关性。
2 结果与分析
2.1 施用不同热带绿肥对酸性土壤无机磷总量的
影响
在施肥 360 d 内， 施用 4 种热带绿肥均可显著
（p<0.05）降低土壤无机磷的总量， 并且在施肥 30 d
内降低的幅度最大， 但在施肥 30 d以后， 4种绿肥
对于土壤无机磷总量降低的效果随时间的变化而有
所不同（图 2）。 施用 30 d后铺地木蓝处理的含量显
著（p<0.05）低于另外 3 个处理， 其它 3 个处理间无
显著差异（p>0.05）； 施用 60 d后， 链荚豆处理的含
量最低， 并显著（p<0.05）低于其它 3 个处理， 而其
它 3种处理间无显著差异（p>0.05）； 施肥 120 d后，
4种绿肥的效果均无显著差异（p>0.05）； 施肥 180 d
后， 铺地木蓝处理的含量最低， 并显著（p<0.05）低
于其它 3 个处理， 链荚豆的含量显著（p<0.05）高于
其它 3 个处理， 而尖叶木蓝处理又显著（p<0.05）高
于扁豆处理； 施肥 240 d 后， 链荚豆处理的无机磷
含量最低， 并显著（p<0.05）低于其它 3 个处理， 尖
叶木蓝处理的含量最高， 并显著（p<0.05）高于铺地
木蓝处理， 但与扁豆处理之间没有显著（p>0.05）差
异， 扁豆与铺地木蓝处理之间也无显著差异（p>0.05）；
施肥 360 d后， 扁豆处理的含量最高， 并显著（p<0.05）
低于其它 3个处理， 其它 3个处理间无显著差异。
2.2 施用不同热带绿肥对酸性土壤无机磷分级的
影响
结果见图 3 所示。 图 3 表明， 酸性砖红壤中
O-P 所占比例最高， 为 83.8％； Fe-P 所占比例次
之， 为 11.4％； Ca-P 较低， 为 3.5％； Al-P 最低，
为 1.2％， 说明酸性砖红壤中磷的有效性很低。 施
用豆科绿肥后， O-P 所占比例降低， Al-P、 Fe-P、
Ca-P 所占比例均有不同程度的提高， 无机磷,总量
降低， 说明施用豆科绿肥能增加土壤中易被作物吸
收的磷素形态， 减少 O-P， 提高磷的植物有效性。
2.2.1 施用不同热带绿肥对酸性土壤 Fe-P 的时间
动态影响 图 3-A 表明， 4 种绿肥中， 以施用铺
地木蓝的效果最差， 施用后对土壤 Fe-P 含量的影
响不显著（p>0.05）； 尖叶木蓝与扁豆均可显著增加
土壤 Fe-P的含量， 并且效果比较稳定， 但在 240 d
后尖叶木蓝要好于扁豆； 链荚豆在多数时间也可显
著增加土壤的 Fe-P 含量， 但效果随时间起伏较
大， 总体效果不如尖叶木蓝与扁豆。 4 种绿肥对于
土壤 Fe-P 的影响随时间的变化有所不同： 尖叶木
蓝与扁豆处理在整个施肥期均可显著（p<0.05）增加
土壤 Fe-P 的含量， 在施肥 240 d 内， 二者之间没
有显著差异（p>0.05）， 但 240 d 后， 尖叶木蓝处理
中 Fe-P 含量显著（p<0.05）高于扁豆处理； 链荚豆
处理对于土壤 Fe-P 含量的影响随时间的变化呈波
浪形变化， 在施肥 30 d 后可显著增加 Fe-P 的含
量， 但随后又大幅下降， 至 60 d 后， 对土壤 Fe-P
含量影响不再显著（p>0.05）， 而随后又不断增加，
至 180 d 时， 其对土壤 Fe-P 含量的增加量达到最
高峰， 随后又不断下降， 至施肥 240 d 后， 对土壤
Fe-P含量影响又不显著（p>0.05）， 随后又不断增加
并与对照差异显著（p<0.05）； 铺地木蓝处理的土壤
图中误差线为标准误。 下同。
Error bars are standard error of figure. The same as below.
图2 施用不同豆科绿肥对酸性土壤无机磷总量
的动态影响
Fig. 2 The dynamic effect of the different green
manures application on the total acid
soil inorganic phosphorus content
施肥时间/d
CK
Indigofera zollingeriana Miq.
Indigofera spicata Forssk
Lablab purpureus(Linn.)Sweet
Alysicarpus vaginalis(L.)DC.
700
560
420
280
140
0
0 30 60 120 180 240 260
磷
含
量
/（
m
g/
kg
）
洪继旺等： 施用不同豆科绿肥对酸性土壤无机磷分级的动态影响 1477- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
CK
Indigofera zollingeriana Miq.
Indigofera spicata Forssk
Lablab purpureus(Linn.)Sweet
Alysicarpus vaginalis(L.)DC.
A
施肥时间/d
250
200
150
100
50
0
0 30 60 120 180 240 260
磷
含
量
/（
m
g/
kg
）
150
120
90
60
30
0
B
施肥时间/d
0 30 60 120 180 240 260
磷
含
量
/ （m
g/kg ）
CK
Indigofera zollingeriana Miq.
Indigofera spicata Forssk
Lablab purpureus(Linn.)Sweet
Alysicarpus vaginalis(L.)DC.
40
32
24
16
8
0
C
施肥时间/d
0 30 60 120 180 240 260
磷
含
量
/（
m
g/
kg
）
CK
Indigofera zollingeriana Miq.
Indigofera spicata Forssk
Lablab purpureus(Linn.)Sweet
Alysicarpus vaginalis(L.)DC.
500
400
300
200
100
0
D
施肥时间/d
0 30 60 120 180 240 260
磷
含
量
/ （m
g/kg ）
CK
Indigofera zollingeriana Miq.
Indigofera spicata Forssk
Lablab purpureus(Linn.)Sweet
Alysicarpus vaginalis(L.)DC.
图A、 B、 C、 D分别为Fe-P、 Al-P、 Ca-P、 O-P。
Figure A, B, C, D respectively, Fe-P, Al-P, Ca-P, O-P.
图3 施用不同豆科绿肥对酸性土壤无机磷分级的动态影响
Fig. 3 The dynamic effect of the different green manures application on the acid soil inorganic phosphorus fractions
Fe-P 的含量在整个期间一直保持稳定， 与对照之
间没有显著差异（p>0.05）。
2.2.2 施用不同绿肥对土壤 Al-P的时间动态影响
施用 4 种绿肥后土壤 Al-P 含量的变化规律与
Fe-P 的类似（图 3-B）， 施用铺地木蓝的效果最差，
在本研究 360 d 的施肥时间里， 其含量均显著低于
其它 3 个处理， 并且在施肥后的 240 d 内， 其土壤
Al-P 含量与对照间没有显著差异（p>0.05）， 而在
施肥 240 d 后其含量不断下降并显著（p<0.05）低于
对照； 其它 3 个处理的含量均在施肥 30 d 后显著
（p<0.05）增加， 随后又不断降低， 其中以链荚豆处
理中的变化幅度最大， 在 60 d 后， 含量快速上升，
在 120 d 后缓慢上升， 随后又不断降低， 至施肥
240 d时， 其土壤 Al-P的含量已经与对照土壤间没
有显著差异（p>0.05）， 但却显著（p<0.05）低于扁豆
和尖叶木蓝两个处理， 施肥 240 d， 其含量又大度
上升， 至 360 d 时， 其含量显著（p<0.05）高于其它
3 个处理在施肥； 对于尖叶木蓝处理， 在施肥 60 d
后， 其含量保持稳定并一直显著 （p<0.05）高于对
照， 但在 240 d 后， 其含量缓慢下降， 但在 360 d
时， 依然显著高于除了链荚豆之外的 2个处理与对
照； 施用扁豆处理的含量在施肥 60 d 后依然继续
下降 ， 一直下降至 180 d， 此后又不断上升 ， 至
240 d 后又不断下降， 在施肥后的 240 d 时间里，
其含量一直显著高于对照， 但在施肥 360 d 后， 其
含量与对照间没有显著差异（p>0.05）。
1478- -
第 8 期
2.2.3 施用不同绿肥对土壤 Ca-P的时间动态影响
施用 4 种绿肥均可显著（p<0.05）降低土壤 Ca-
P 的含量， 但不同的绿肥在不同施肥时间内的效果
存在显著差异（图 3-C）。 4 种绿肥在施肥后 30 d 内
均大幅降低土壤 Ca-P 的含量， 扁豆的降低幅度最
小， 尖叶木蓝的降低幅度最大。 随后， 4 种处理土
壤 Ca-P 含量随时间的变化而有所不同， 尖叶木蓝
处理在施用 30 d 后土壤中的 Ca-P 含量继续降低，
60 d 后， 处理中的 Ca-P 含量不断增加， 至 180 d
时， 其含量达到最高， 但依然显著（p<0.05）低于对
照， 随后， 处理中的 Ca-P 含量又不断降低， 240 d
后达到稳定 ； 铺地木蓝处理在施肥 30 d 后土壤
Ca-P 的含量有所回升， 60 d 后不断降低， 至施肥
180 d 后又不断上升， 但 240 d 后又大幅降低， 至
360 d后， 处理中的 Ca-P 含量达到最低点， 成为 4
个处理中含量最低的处理， 并显著低于其余 3个处
理与对照； 施用扁豆 30 d 后土壤中 Ca-P 含量不断
降低， 60 d 时达到该处理 Ca-P 含量的最低点， 但
随后， Ca-P 的含量不断增加， 至施肥 180 d 时含
量达到最高点， 随后又不断降低， 至施肥 360 d 后
其含量依然显著（p<0.05）低于对照， 并与链荚豆以
及尖叶木蓝处理间无显著（p>0.05）差异； 链荚豆处
理的 Ca-P 含量在施用 30 d 后大幅上升， 至 60 d
时， 含量达到最高点， 随后， 其含量呈波浪形变
化， 但处理中 Ca-P含量一直显著（p<0.05）低于对照。
2.2.4 施用不同绿肥对土壤 O-P的时间动态影响
从图 3-D 可见， 施用 4 种绿肥均可显著（p<
0.05）降低土壤 O-P 的含量， 但以链荚豆、 扁豆的
效果最好， 尖叶木蓝的效果次之， 铺地木蓝处理的
效果最差， 并且均在施肥 30 d 内大幅下降， 但在
施肥 30 d 后， 铺地木蓝的 O-P 含量又不断上升，
至 60 d 后保持稳定， 120 d 后又不断下降， 随后又
不断上升至 360 d 时， 其含量达到最高， 并显著
（p<0.05）高于其它 3 个处理， 但仍显著（p<0.05）低
于对照； 其余 3 个处理间没有显著（p>0.05）差异，
施肥 30 d 后， 处理中的含量一直保持稳定， 并一
直低于对照（p<0.05）。
3 讨论与结论
磷是作物生长所需的大量元素， 对于作物的生
长发育有重要作用， 作物所需的磷主要来自土壤，
土壤磷可分为无机磷和有机磷两部分， 而无机磷是
土壤中能被作物直接吸收利用的主要磷源。 酸性土
壤上普遍存在缺磷等障碍因子， 严重影响了这些地
区作物的产量与品质。 造成土壤磷缺乏的原因并不
是土壤中磷的总量不够， 而是由于土壤中的无机磷
多数被酸性土壤中存在大量的铝等矿质元素固定，
难以为植物吸收利用。 施用绿肥等有机肥是解决这
一问题的有效农艺措施。 其原因在于， 一方面绿肥
等有机肥的施用， 可直接向土壤中补充磷， 增加土
壤的含磷量， 另一方面， 绿肥等有机肥的施用可有
效降低土壤的酸度， 将土壤被固定的磷释放， 从而
被植物吸收利用。 薛石龙等[31]发现施用有机肥后无
机磷形态以 Fe-P 和 Al-P 为主， 并且随着施用有
机肥量的增加土壤中 Ca-P、 O-P、 Fe-P和 Al-P的
质量分数不断增加， 说明有机肥对以上 4种形态无
机磷有促进转化作用。 苏冰莹等 [23]的研究结果表
明， 在长期施用 N、 P、 K 的基础上增施秸秆或猪
厩肥能显著增加 Ca2-P、 Al-P、 Fe-P 的含量， 且
Ca2-P 的含量增加最多。 杜立宇等 [32]发现， 长期定
位施用有机肥可显著提高土壤 Ca2-P、 Ca8-P 的含
量， Al-P、 Fe-P 以及 O-P、 Ca10-P 没有显著增加。
而 Huang等[33]研究发现， 施用作物秸秆的土壤无机
磷含量较低， 而新鲜猪粪和腐熟有机肥无机磷含量
大幅增加。 Xu 等 [34]研究结果表明， 在淹水的水稻
土中施用有机肥可以提高土壤磷组分的含量， Al-
P 和 Ca-P 能转化为中等活性和中稳性的有机磷，
并且能使 O-P 转变为高稳性的有机磷， 从而降低
了土壤无机磷的总量。 这与本研究的结果类似。 本
研究的结果也表明， 施用绿肥后土壤 O-P 大幅降
低， 并且无机磷总量也降低， 这很有可能是转化成
了有机磷。 冯跃华等[35]长期定位试验结果表明， 长
期施用有机肥后， 随着时间的变化， 红粘土 Ca2-
P、 Ca10-P 和 Fe-P 含量都有下降趋势， 而 Al-P、
O-P和 Ca8-P含量则都有上升趋势， 此外， 其研究
结果表明， 冬季施用绿肥可有效降低土壤的 Fe-P
含量。 而本研究的结果表明， 施用绿肥可显著增加
土壤 Fe-P 以及 Al-P 的含量， 但可显著降低土壤
中 Ca-P以及 O-P的含量。 综合上述上面的研究结
果可以看出， 施用有机肥对于土壤无机磷含量的影
响结果并不一致， 甚至相反。 这些结果说明， 虽然
施用的绿肥等有机肥中含有一定量的磷， 但施用绿
肥并不一定造成土壤磷分级各组分的增加， 如本研
究中仅是 Al-P、 Fe-P 的含量增加， 而 O-P、 Ca-P
却显著降低， 并最终造成无机磷总量降低， 其原因
可能在于绿肥施用后， 虽然带入土壤一定量的磷，
但同时也改变土壤的理化与生物学性质， 导致土壤磷
各组分的显著变化， 从而造成土壤磷各组分含量变化
不一致， 并且这些变化还受施用有机肥的种类、 土
壤类型以及施肥条件等因素的影响。
洪继旺等： 施用不同豆科绿肥对酸性土壤无机磷分级的动态影响 1479- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
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责任编辑： 赵军明
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