免费文献传递   相关文献

三峡库区橘园不同豆科绿肥的生长及养分积累比较



全 文 :第33卷 第1期
2014年 1月
华 中 农 业 大 学 学 报
Journal of Huazhong Agricultural University
Vol.33 No.1
Jan.2014,62~66
收稿日期:2013-07-10
基金项目:公益性行业(农业)科研专项经费(201103005)、国家绿肥种质资源平台(2012-019)和作物种质资源保护和利用项目(NB2013-
2130135-34)
韩 上,硕士研究生.研究方向:绿肥作物生产利用.E-mail:hs0059@126.com
通信作者:张 建,博士,讲师.研究方向:高通量作物表型信息获取和高光谱影像处理.E-mail:jz@mail.hzau.edu.cn
三峡库区橘园不同豆科绿肥的生长及养分积累比较 %
韩 上1 耿明建1 宋 莉1 李小坤1
鲁剑巍1 吴述勇2 曹卫东3 张 建1
1.华中农业大学资源与环境学院,武汉430070;2.湖北省秭归县特产技术推广中心,秭归443600;
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,比较5种豆科绿肥在三峡库区橘园的生长及养分积累状况。结果表明,除白三叶
为多年生绿肥外,毛叶苕子生育期最长,其次为箭筈豌豆和光叶苕子,比紫云英长23~38d。光叶苕子、毛叶苕
子和箭筈豌豆冬前生长较快,覆盖度较高,紫云英和白三叶冬后生长较快。盛花期光叶苕子鲜草产量和氮、磷、
钾养分累积量最高,其次为毛叶苕子和箭筈豌豆,再次为紫云英,白三叶最小。5种绿肥均适宜三峡库区秭归橘
园生长,正常完成全部生育过程,相对而言,光叶苕子长势较好,各养分积累量较高,具有较强的适应性。
关键词 豆科绿肥;三峡库区;橘园;生育期;养分积累
中图分类号 S 551.9  文献标识码 A  文章编号 1000-2421(2014)01-0062-05
  我国传统果园管理以清耕为主,依赖化肥维持
土壤肥力,清耕制短期效果虽好,但长期易导致果园
地力退化,生物多样性降低,果实产量和品质下
降[1]。欧美和日本果园林下大多植草,绿肥覆盖率
占果园总 面积的 55% ~70% 以 上,部 分 达 到
95%[2]。我国果园绿肥栽培研究起步较晚,20世纪
60年代才有零星报道,其后逐步在部分果园应用。
中国绿色食品发展中心于1998年将果园绿肥种植
纳入绿色果品生产技术体系在全国进行推广,但应
用规模有限。随着现代果业的发展,建立绿肥作物
覆盖的生态果园是产业发展的必然趋势[3]。
三峡库区是我国柑橘最适宜生态区之一,位于
库区的湖北、重庆两省市柑橘产量占全国总产量的
16.5%,居于首位[4]。然而,该地区柑橘生产中存在
不少亟待解决的问题,如橘园土壤多由紫色砂岩发
育而成,风化成土块,土层薄,管理不当易造成水土
流失[5];橘园大多土壤有机质偏低、速效氮和磷缺
乏,土壤肥力不高[6];柑橘林间土地一般闲置,杂草
丛生,大量使用除草剂影响果品绿色生产[7]。在橘
园林间种植绿肥作物,充分发挥绿肥作物的作用,是
改良橘园土壤、提高柑橘产量和品质、解决库区橘园
土壤生态环境问题的良好技术措施[8-11]。近年来,
我国在苹果园、葡萄园、橘园、桃园和梨园进行了大
量绿肥试验,取得了一些成果,但仍存在一些问题。
如对草种的筛选和适应性方面研究较少,许多果园
绿肥试验只选取2~3种常用绿肥进行,如白三叶、
百喜草,并未进行不同品种的适应性比较研究,而选
择优良品种是确保果园绿肥生产和利用获得成功并
取得良好效益的关键。为此,笔者所在课题组从
2011年开始,在三峡库区的秭归柑橘园开展绿肥作
物生产利用技术研究。笔者结合绿肥自身生长特性
和柑橘生长状况,选择几种近年在农田或果园常用
的豆科绿肥,考察其在橘园的生长及养分积累状况,
以期选择适合当地的绿肥作物。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验地点位于三峡库区的秭归县柑橘育种繁育
示范场,果树为10a生纽荷尔脐橙,株行距3.0m×
2.5m,树 势 中 等。试 验 地 海 拔 320 m,东 经
110°47′23.0″,北纬30°47′40.5″,属亚热带大陆性季风
气候,年均温18.0℃,无霜期306d,年降水量1 016
DOI:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2014.01.012
 第1期 韩 上 等:三峡库区橘园不同豆科绿肥的生长及养分积累比较 %  
mm。土壤为酸性紫色土,基本理化性质见表1。
1.2 试验设计
试验选用5种豆科绿肥作物:光叶苕子(Vicia
villosa var.glabrescens,代号SV);毛叶苕子(Vicia
villosa Roth.,代号 HV);箭筈豌豆(Vicia sativa
L.,代号CV);紫云英(Astragalus sinicus L.,代号
MV);白三叶(Trifoliurn repens L.,代号 WC)。
每个处理3次重复,每重复54m2,随机区组排列。
柑橘园行间翻耕耙平后,于2011年10月13日播种
绿肥,绿肥在柑橘行间条播,树基两侧90cm不播种
绿肥,绿肥行距30cm。光叶苕子、毛叶苕子、箭筈
豌豆、紫云英、白三叶播种量分别为60、75、120、22.
5、7.5kg/hm2。果树施肥及其他管理按照当地常
规措施进行,绿肥作物不刈割、不翻压,自然生长。
表1 供试土壤理化性质
Table 1 Physical and chemistry character of the soil in the experimental site
土层/cm
Soil layers
pH
有机质/(g/kg)
Organic matter
碱解氮/(mg/kg)
Available N
速效磷/(mg/kg)
Available P
速效钾/(mg/kg)
Available K
0~20  5.58  14.8  65.1  68.0  233.0
21~40  6.07  9.5  42.4  35.5  163.1
1.3 测定项目及方法
在冬前(2012年1月6日)、返青期(2012年
3月13日)用数码相机照相法[12]测定绿肥覆盖度。
在盛花期每小区随机选取10株调查各绿肥生长状
况。在返青期和盛花期取1.2m×1.5m 样方测定
地上部鲜草产量。不同绿肥返青期均于2012年
3月13日取样,盛花期取样时间分别为:紫云英在
4月25日,光叶苕子和箭筈豌豆在5月15日,毛叶
苕子和白三叶在5月31日。样品烘干、磨碎后测定
氮、磷、钾养分含量。样品经 H2SO4-H2O2消化,
半微量开氏法测定全氮含量,钼锑抗比色法测定全
磷含量,火焰光度计法测定全钾含量[13]。
1.4 数据处理
用Excel 2003进行图表处理,用DPS v3.01软
件进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同豆科绿肥的物候期
不同类型绿肥在三峡库区秭归橘园的物候期存
在明显差异(表2)。光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌
豆在播种后7~8d出苗,紫云英和白三叶在播种后
14~15d出苗。紫云英各物候期最早,盛花期在
4月下旬,5月下旬枯萎,全生育期约200d;其次为
光叶苕子和箭筈豌豆,盛花期在5月中旬,6月上旬
枯萎,全生育期约223~226d;毛叶苕子和白三叶
盛花期最晚,在5月底,毛叶苕子枯萎期在6月
下旬。
表2 秭归橘园不同绿肥的物候期1)
Table 2 The main phenological period of different kinds of green manure crops in Zigui citrus orchard
绿肥类型
Green manure
crops
播种期
Sowing
出苗期
Seeding
初花期
Primary
flowering
盛花期
Ful
flowering
成熟期
Maturating
枯萎期
Wilting
生育期/d
Growing
period
光叶苕子SV  2011-10-13  2011-10-19 2012-04-30 2012-05-12  2012-05-30  2012-06-07  223
毛叶苕子 HV  2011-10-13  2011-10-19 2012-05-21 2012-05-28  2012-06-14  2012-06-20  238
箭筈豌豆CV  2011-10-13  2011-10-20 2012-05-05 2012-05-15  2012-06-03  2012-06-10  226
紫云英 MV  2011-10-13  2011-10-27 2012-04-16 2012-04-22  2012-05-15  2012-05-22  200
白三叶 WC  2011-10-13  2011-10-28 2012-05-15 2012-05-30  2012-06-22 / /
 1)SV:Vicia villosa var.glabrescens;HV:Vicia villosa Roth.;CV:Vicia sativa L.;MV:Astragalus sinicus L.;WC:Trifoliurn re-
pens L.;白三叶为多年生绿肥作物 White clover is a perennial green manure crop;下同 The same appeared in folows.
2.2 不同豆科绿肥的长势
不同类型豆科绿肥在三峡库区秭归橘园苗期长
势存在显著差异(图1),越冬期和返青期光叶苕子、
毛叶苕子、箭筈豌豆长势接近,紫云英和白三叶长势
接近,前3种绿肥地面覆盖度显著高于后2种,越
冬、返青期分别高0.71~1.25、0.53~0.62倍。从
越冬期到返青期各绿肥覆盖度增加幅度不同,白三
叶最高(27.1%),其次是光叶苕子、毛叶苕子、箭筈
豌豆(20.2%~24.2%),紫云英增加幅度最低
(17.8%)。到盛花期,各绿肥均能全部覆盖地面,覆
盖度达100%。
不同种类豆科绿肥盛花期生长状况也存在显
著差异(表3)。光叶苕子株高显著高于其他绿肥,
毛叶苕子和箭筈豌豆其次,再次为紫云英,白三叶
36
   华 中 农 业 大 学 学 报 第33卷 
最矮。紫云英复叶最长,达17.2cm,其次为箭筈
豌豆、毛叶苕子和光叶苕子,白三叶最小。不同绿
肥的含水量无显著差异,在84.50%~86.39%
之间。
 同一生育期柱状图上方字母不同表示差异达0.05显著水平。
The different letters above the column at the same growth stage
indicate significant difference at 5%level.
图1 秭归橘园不同绿肥的覆盖度
Fig.1 The coverage of diferent kinds of green
manure crops in Zigui citrus orchard
表3 秭归橘园不同绿肥盛花期的个体特征1)
Table 3 Individual characteristics of different kinds of green
manure crops at ful flowering stage in Zigui citrus orchard
绿肥类型
Green manure
crops
株高/cm
Plant
height
叶长/cm
Leaf
length
叶宽/cm
Leaf
width
含水量/%
Water
content
光叶苕子SV  213.5±9.8a11.3±0.6b 5.4±0.6a 85.30±1.15a
毛叶苕子 HV 173.5±15.1b11.6±0.8b 5.3±0.6a 84.50±0.89a
箭筈豌豆 CV  161.3±8.3b13.0±2.2b 5.0±0.5a 86.39±0.27a
紫云英 MV  75.9±8.9c 17.2±0.6a 4.6±0.2a 85.75±1.36a
白三叶 WC  43.2±1.8d 4.1±0.8c 2.3±0.3b 85.59±0.82a
 1)同列数字后不同字母表示差异达0.05显著水平,下同。The
different letters in the same column indicate significant differ-
ence at 5%level,the same appeared in next tables.
2.3 不同豆科绿肥的鲜草产量
返青期光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆地上部
鲜草产量较高,比紫云英和白三叶高5.22~5.70倍
(表4)。盛花期光叶苕子鲜草产量最高,是其他绿
肥的1.05~2.19倍;毛叶苕子产草量与光叶苕子接
近;箭筈豌豆产草量居中,比光叶苕子低17.4%,比
表4 秭归橘园不同绿肥地上部鲜草产量
Table 4 Fresh shoots weight of different kinds of green manure crops in Zigui citrus orchard  g/m2
物候期
Phenological period
光叶苕子SV 毛叶苕子 HV 箭筈豌豆CV 紫云英 MV 白三叶 WC
返青期 Reviving stage  1 198±19a 1 157±3b 1 118±28c 179±17d 180±15d
盛花期Ful flowering stage  4 044±115a 3 822±109a 3 342±130b 2 685±205c 1 844±100d
白三叶高81.2%,紫云英和白三叶产草量较低。从
返青期到盛花期,光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆鲜
草产量增加1.99~2.38倍,紫云英和白三叶增加
14.01倍和9.26倍,后2种绿肥春季生长速度显著
高于前3种绿肥。
2.4 不同绿肥的养分吸收和积累
返青期不同类型绿肥的N、P、K含量差异显著
(表5)。其中毛叶苕子、光叶苕子和箭筈豌豆 N含
量显著高于紫云英和白三叶;光叶苕子P含量最
高,其次是毛叶苕子、箭筈豌豆和白三叶,紫云英最
低;毛叶苕子和光叶苕子K含量显著高于其他3种
绿肥作物。在盛花期,光叶苕子N含量达2.86%,
显著高于其他绿肥;光叶苕子P含量也最高,白三
叶次之;除箭筈豌豆外,其他绿肥K含量均在3%以
上,以白三叶含量最高。从返青期到盛花期,各绿肥
作物的N、P含量均有一定下降,光叶苕子、毛叶苕
子和箭筈豌豆K含量也有降低趋势,紫云英和白三
叶有升高趋势。
表5 秭归橘园不同绿肥的养分含量
Table 5 Nutrients content of different kinds of green manure crops in Zigui citrus orchard %
绿肥类型
Green manure crops
返青期 Reviving stage
N  P  K
盛花期Ful flowering stage
N  P  K
光叶苕子SV  3.48±0.18a 0.53±0.07a 3.77±0.20a 2.86±0.03a 0.39±0.03a 3.59±0.15a
毛叶苕子 HV  3.56±0.12a 0.45±0.05ab  3.81±0.21a 2.21±0.11b 0.27±0.03c 3.13±0.32b
箭筈豌豆CV  3.40±0.09a 0.43±0.05bc  3.28±0.63b 2.13±0.19b 0.30±0.07bc  2.73±0.17b
紫云英 MV  2.55±0.25c 0.35±0.01c 3.21±0.19b 1.83±0.09c 0.27±0.04c 3.53±0.11a
白三叶 WC  3.04±0.07b 0.41±0.03bc  3.31±0.11b 2.18±0.15b 0.38±0.05ab  3.96±0.39a
  不同豆科绿肥在不同生育期养分吸收累积量存
在显著差异(表6)。在返青期,光叶苕子、毛叶苕子
和箭筈豌豆3种绿肥的N、P和K养分积累量接近,
均显著高于紫云英和白三叶。在盛花期,光叶苕子
N、P、K 积累量均最大,分别是其他4种绿肥的
1.24~2.81、1.42~2.22、1.10~1.93倍;毛叶苕子
居于次位,N、P、K积累量分别是其他3种绿肥的
1.35~2.26、1.16~1.56、1.49~1.76倍;再次是箭
46
 第1期 韩 上 等:三峡库区橘园不同豆科绿肥的生长及养分积累比较 %  
表6 秭归橘园不同绿肥的养分积累量1)
Table 6 Nutrients accumulation of different kinds of green manure crops in Zigui citrus orchard  kg/hm2
绿肥类型
Green manure crops
返青期 Reviving stage
N  P  K
盛花期Ful flowering stage
N  P  K
光叶苕子SV  26.79±2.73a 9.35±1.11a 34.91±2.85a 97.24±3.63a 30.61±2.31a 147.35±9.54a
毛叶苕子 HV  27.79±2.32a 8.04±1.39a 35.96±4.36a 78.37±5.34b 21.58±2.70b 124.14±15.93a
箭筈豌豆CV  29.59±2.60a 8.55±0.12a 34.25±2.72a 58.18±6.96c 18.57±4.93bc  89.96±9.29b
紫云英 MV  4.15±1.01b 1.30±0.18b 6.21±0.82b 42.05±2.81d 14.38±1.45c 97.90±9.92b
白三叶 WC  4.93±0.50b 1.51±0.18b 6.44±0.50b 34.65±0.89d 13.82±1.48c 76.17±11.00b
 1)以绿肥覆盖橘园面积60%计算其养分积累量。Nutrients accumulation calculated according to planting green manure crops in 60%
of citrus orchard.
筈豌豆和紫云英,白三叶养分累积量最低。从返青
期到盛花期,光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆氮、磷、
钾累积量增加1.0~3.2倍,而紫云英氮、磷、钾累积
量增加9.1~14.8倍,白三叶氮、磷、钾累积量增加
6.0~10.8倍。
3 讨 论
在果园行间套种绿肥,是果园广辟肥源、提高土
壤肥力、改造低产果园的根本措施[9]。国内外大量
试验表明,果园种植覆盖绿肥可调节土壤温度、减少
地表径流、增加土壤水分蓄纳、有效抑制杂草、改善
土壤结构、提高土壤肥力、增加水果产量和品
质[8,14]。三峡库区橘园土壤肥力低下[6]、成土母质
特性决定了其水土流失风险高[5],柑橘高效优质生
产过程更需林下覆盖绿肥作物,减少裸露地面。本
试验选用的5种豆科冬绿肥(光叶苕子、毛叶苕子、
箭筈豌豆、紫云英、白三叶)在三峡库区的秭归橘园
均可正常完成全部生育过程,绿色覆盖期达200d
以上,返青期覆盖度56%~90%,花期达100%,为
橘园提供绿肥鲜草1.8~4.0kg/m2以及大量养分,
均可在三峡库区橘园种植。相对而言,光叶苕子长
势更好,有机物质积累量大,生物固氮和活化土壤
磷、钾较多,更有利于橘园土壤培肥,其次为毛叶苕
子,箭筈豌豆、紫云英、白三叶较低。
种植并利用绿肥后,可适当减少柑橘的化肥用
量,避免肥料投入过多,影响柑橘生长。按照橘园
60%林下空间种植绿肥,光叶苕子盛花期积累 N、
P、K量分别相当于当地橘园推荐化肥用量[15]的
10%~17%、8%~13%、22%~32%,毛叶苕子稍
低,箭筈豌豆、紫云英、白三叶替代化肥的比例依次
减少。秭归橘园5种冬绿肥盛花期均在4月下旬到
5月下旬,其后逐渐枯萎。无论是绿肥在盛花期翻
压利用,还是自然枯萎覆盖地表,绿肥作物逐渐腐
解,至7、8月,60%~90%的氮、磷、钾可以释放出来
(资料未发表),不会在柑橘养分需求较大时期与树
体争肥。种植利用绿肥后,可适当减少柑橘稳果肥
和壮果肥数量,具体化肥减少数量和时期还需进一
步试验研究。
供试5种豆科绿肥中,光叶苕子、毛叶苕子、箭
筈豌豆冬前生长较快,地面覆盖度、鲜草产量、养分
累积量分别是紫云英和白三叶的1.71~2.25、
6.2~6.7、5.3~7.2倍。返青后紫云英和白三叶生
长较快,至盛花期其鲜草产量增加9.3~14.0倍,其
他3种绿肥仅增加2.0~2.4倍。在播种冬绿肥时
可以将冬前生长快的品种和春季快发的品种混播,
绿肥混播不仅可以充分利用各绿肥品种在不同时期
生长优势,较好地覆盖橘园地面,也可利用绿肥作物
混播优势,促进绿肥作物更好地生长发育和培肥橘
园土壤[16]。同时,也可考虑豆科绿肥与禾本科绿肥
混播以及冬夏绿肥结合,实现橘园全年覆草,更完善
的橘园绿肥种植技术有待进一步研究。另外,绿肥
的利用技术以及在三峡库区现代橘园中改善果园生
态、减少水土流失、培肥土壤、对树体生长发育的影
响等方面的具体效果也有待进一步研究。
参 考 文 献
[1] 李会科,张广军,赵政阳,等.生草对黄土高原旱地苹果园土壤
性状的影响[J].草业学报,2007,16(2):32-39.
[2] 惠竹梅,李华,刘延琳,等.果园生草对土壤性状的作用研究进
展[J].中国农学通报,2005,21(5):284-287.
[3] 何庆.推广全国绿色食品果园生草技术[J].中国食物与营养,
1998(6):40.
[4] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴2012[M].北京:
中国统计出版社,2012.
[5] 钟冰,唐治诚.三峡库区水土流失及其防治[J].水土保持研究,
2001,8(2):147-149.
[6] 周鑫斌,石孝均,孙彭寿,等.三峡重庆库区柑橘园土壤养分丰
缺状况研究[J].植物营养与肥料学报,2010,16(4):817-823.
[7] 唐强,贺秀斌,鲍玉海,等.三峡库区柑橘园生态复合经营模式
[J].中国水土保持,2010(10):10-12.
56
   华 中 农 业 大 学 学 报 第33卷 
[8] 王隽英,郭永兰,陈礼智.果桑园覆盖绿肥的种植和利用[J].土
壤肥料,1991(5):31-35.
[9] 中国农业科学院郑州果树研究所,辽宁省果树研究所.果园绿
肥及其栽培利用技术[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1983.
[10]ALCANTARA C,PUJADAS A,SAAVEDRA M.Management
of cruciferous cover crops by mowing for soil and water conser-
vation in southern Spain[J].Agricultural Water Management,
2011,98(6):1070-1080.
[11]毕磊,谭启玲,胡承孝,等.养分管理措施对丹江口库区橘园氮
磷流失的影响[J].华中农业大学学报,2011,30(4):474-478.
[12]张学霞,朱清科,吴根梅,等.数码照相法估算植被盖度[J].北
京林业大学学报,2008,30(1):164-169.
[13]鲍士旦.土壤农化分析[M].3版.北京:中国农业出版社,2000:
265-271.
[14]WUTKE E B,TERRA M M,PIRESE J P,et al.Productivity of
‘Niagara Rosada’grapes on intercrop planting of green manu-
ring[J].Revista Brasileira De Fruticultura,2011,33(S1):528-
535.
[15]黄鸿.湖北省秭归地区三个品种脐橙矫正施肥及其效应研究
[D].武汉:华中农业大学图书馆,2012:54-58.
[16]包兴国,杨文玉,曹卫东,等.豆科与禾本科绿肥饲草作物混播
增肥及改土效果研究[J].中国草地学报,2012,34(1):43-47.
Differences of growth and nutrient accumulation of five leguminous
green manure crops intercropping in citrus orchard at Three Gorges Reservoir
HAN Shang1 GENG Ming-jian1 SONG Li 1 LI Xiao-kun1
LU Jian-wei 1  WU Shu-yong2 CAO Wei-dong3 ZHANG Jian1
1.College of Resources and Environment,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;
2.Extension Center for Specialty Technology of Zigui County,Zigui 443600,China;
3.Institute of Agricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy
of Agricultural Sciences,Beijing100081,China
Abstract The growth,uptake and accumulation of nutrient of 5leguminous green manure crops
were compared to screen suitable species for citrus orchard at Three Gorges Reservoir under field experi-
ments.The results showed that hairy vetch was on the top of long growth period,folowed by smooth
vetch and common vetch,which were 23-38days longer than that of Chinese milk vetch.Smooth vetch,
hairy vetch and common vetch grew and covered better before winter,while Chinese milk vetch and white
clover grew faster in spring.The yield of fresh grass and the accumulation of N,P and K of smooth vetch
were the highest at ful flowering stage,closely folowed by hairy vetch,common vetch and Chinese milk
vetch,the smalest was white clover.Al of 5leguminous green manure crops could normaly grow and
accomplish their life cycle in citrus orchard at Three Gorges Reservoir.Smooth vetch was the most ap-
propriate for better growth vigor and more nutrients accumulation.
Key words leguminous green manure crops;Three Gorges Reservoir;citrus orchard;growth peri-
od;nutrient accumulation
(责任编辑:陆文昌)
66