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施用豆科绿肥对砖红壤有效磷含量的影响



全 文 :28卷10期
Vol.28,No.10
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
1781-1786
10/2011
施用豆科绿肥对砖红壤有效磷含量的影响
线 琳1,2,刘国道2,郇恒福2,高 玲2
(1.海南大学农学院,海南 儋州571737;
2.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 农业部热带作物种质资源利用重点开放实验室,海南 儋州571737)
摘要:土壤缺磷是热带和亚热带地区作物生产的主要限制因子之一。本研究分析了14份热带、亚热带豆科绿肥
施入土壤后对砖红壤有效磷含量影响的时间动态变化。结果表明,施用绿肥后不同时段能不同程度地提高土壤
有效磷的含量,且施用绿肥后的土壤有效磷含量显著高于不施用绿肥土壤,其中木蓝(Magnolia lotungensis)对砖
红壤有效磷含量增量变幅高达339%。此外,施用不同的绿肥对土壤有效磷含量的影响不同,但对土壤有效磷含
量影响的基本规律一致。施用绿肥时砖红壤有效磷含量提高较大的最佳埋田时间为1个月。
关键词:豆科绿肥;砖红壤;有效磷
中图分类号:S156.6;S158.2   文献标识码:A   文章编号:1001-0629(2011)10-1781-06

  我国的酸性土壤主要包括红壤、砖红壤等土壤。
红壤主要分布于我国南部广阔的低山丘陵区,占全
国土地面积的22%[1-3]。砖红壤是热带地区乃至部
分亚热带地区存在最为广泛的土壤之一,热带雨林
或季雨林中的土壤在热带季风气候下,土壤风化强
烈,富铝化作用明显,大多数土壤呈酸性或强酸性,
不少酸性土壤固磷强度大,全磷含量小于0.05%,
有效磷含量通常约 2 mg/kg,一些土壤甚至在
1mg/kg以下[4-5]。酸性土壤的主要问题是养分有
效性低,而且所涉及的养分种类也比较多,缺磷、钾、
钙等[6]。在我国,砖红壤主要存在于海南岛以及广
东的雷州半岛,绝大多数是在海南岛,目前海南岛大
约63.85%的土壤为砖红壤[7]。
土壤中的磷素养分,是作物磷素营养的主要来
源之一,所以土壤中的磷素含量及其供磷特性对作
物生长有十分重要的影响[8]。我国南方酸性土壤中
铁、铝活性高,与磷形成难溶性的铁磷和铝磷,甚至
有效性更低的闭蓄态磷,使土壤磷和施入土壤中的
肥料磷绝大部分转化为固定态磷,致使绝大多数的
酸性土壤都严重缺磷,植物生长期间对磷肥的利用
效率很低[9-10]。缺磷是南方作物生产的主要养分限
制因子之一[11]。南方地区缺磷面积占总面积的
60%,严重缺磷的面积约占总面积的20%,主要是
酸性旱地和低产水田[12]。
在土壤磷素与绿肥作物的相关研究中,国内外
大量的试验证明绿肥对土壤磷库具有调节作用,能
够提高土壤磷的有效性[13-19],特别是在磷素含量较
低的土壤环境中,对有效磷含量的增加具有显著作
用[20]。国内外试验均表明,秸秆还田后土壤有机质
和养分含量明显增加,尤以表层最为显著[21-23]。果
园套种牧草能提高土壤有机质含量,改善0~40cm
土壤的氮、磷、钾含量[24-26]。但是,这些报道都是针
对某些特定的绿肥进行的研究,而对热带、亚热带豆
科绿肥在不同时间对砖红壤磷素的动态研究还少有
报道,因此,本研究在分析多种豆科绿肥含磷量的基
础上,通过尼龙袋法研究了施用不同热带、亚热带豆
科绿肥后,土壤磷素的时间动态变化,主要反映施用
热带、亚热带豆科绿肥对砖红壤磷素的影响,可为豆
科绿肥的砖红壤改良及科学合理施用提供相关的理
论依据,在生产实践中具有重要的指导意义。
1 材料与方法
1.1试验地概况 试验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,19°30′N,109°30′E,海拔149m,属
热带季风气候,夏秋季高温多雨,冬春季低温干旱,
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
*收稿日期:2010-12-07  接受日期:2011-01-25
基金项目:国家自然科学基金项目(40961016);海南省自然科学
基金(410200);农业部热带作物种质资源利用重点开
放实验室基金(KFKT-2010-10);现代农业产业技术
体系建设专项资金(NYCYTX-37);公益性行业(农
业)科研专项(200903026-1)
作者简介:线琳(1985-),女(傣族),在读硕士生,主要从事豆科
绿肥资源评价与研究。
E-mail:xianlin0908@163.com
通信作者:刘国道 E-mail:liuguodao2008@163.com
郇恒福 E-mail:hengfu.huan@163.com
PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.28,No.10) 10/2011
℃,年均降水量1 994.8mm,年日照时数1 996.2h。
1.2试验材料
1.2.1供试土壤 在试验地取其0~15cm表土,经
风干后过2mm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[27],土壤pH值4.59,有机质1.53%,
全氮0.069%,碱解氮54.74mg/kg,有效磷14.55
mg/kg,速效钾46.80mg/kg。
1.2.2供试绿肥 野外采集的14份豆科绿肥植物
的地上部分(表1),用百分之一的天平现场称量,记
录鲜质量和物候期,装于细网状样品袋中,置于通风
处。将所采集的绿肥鲜样105℃杀青30min后置
于75℃烘干24~48h,粉碎过1mm的筛,然后装
瓶备用。
表1 供试豆科绿肥植物材料
植物名称 全磷含量(g/kg) 物候期 采样地点经纬度
刺果苏木(Caesalpinia crista) 3.61 营养期 25°15′21″N,105°39′21″E
马占相思(三亚)(Acacia mangium) 2.27 营养期 18°27′16″N,109°18′00″E
圆叶舞草(Codariocalyx gyroides) 2.46 营养期 19°30′00″N,109°30′00″E
度尼山蚂蝗(Desmodium rensonii) 2.74 营养期 19°30′00″N,109°30′00″E
链荚豆(Alysicarpus vaginalis) 4.65 营养期 18°17′59″N,109°20′53″E
紫花圆叶舞草(Codariocalyx gyroides) 1.95 营养期 19°30′00″N,109°30′00″E
绒毛山蚂蝗(Desmodium velutinum) 2.09 营养期 18°32′40″N,109°15′19″E
木蓝(Magnolia lotungensis) 2.62 营养期 19°30′00″N,109°30′00″E
马占相思(福建) 1.76 营养期 24°30′35″N,117°48′59″E
草决明(Cassia tora) 1.48 营养期 18°57′42″N,109°33′24″E
紫云英(Astragalus sinicus) 4.14 营养期 22°47′51″N,110°49′00″E
三裂叶葛藤(Pueraria phaseoloides) 1.99 营养期 19°30′00″N,109°30′00″E
爪哇葛藤(Pueraria javanica) 1.92 营养期 19°30′00″N,109°30′00″E
含羞草(Mimosa pudica) 2.44 营养期 18°42′26″N,109°33′37″E
1.3试验设计(尼龙袋试验)
1.3.1尼龙网袋规格 尼龙网袋为市售的孔径为
0.115mm 的纯尼龙网布制成的袋子,规格为
10cm×13.5cm,该规格的尼龙网袋既能透水透
气,又可阻止作物根系侵入袋内,使研究结果免受干
扰。
1.3.2试验方法 本研究根据文献[28]中的方法确
定绿肥与土壤的比例,这一比例相当于条施有机肥
10t/hm2(土壤容重1.333g/cm3,施肥深度20cm,
条施:施肥带宽10cm,间隔50cm)。采用尼龙网袋
方法进行,以不施绿肥的作对照,施用14份豆科供
试绿肥为处理。将风干过2mm筛的土与烘干粉碎
过1mm筛的植物样品按25∶1混合均匀,装入尼
龙网袋,并将袋口密封,每个处理18袋。于2007年
7月9日将尼龙网袋埋入表土层深约15cm处,随
机分布,分别在埋田后的第1、2、4、6、8和12个月时
取样,每次每个处理取3袋,取回风干后过筛进行相
关项目的测定。试验地是牧草基地的试验地,前茬
作物为柱花草(Stylosanthes guianensias),试验期
间不进行水肥管理,不种植任何作物,定期除草。
1.4测定方法 土壤pH 值、有机质、全氮、碱解
氮、速效钾的测定方法参照文献[29]的方法进行测
定;有效磷测定采用 NH4F(0.03 mol/L)-HCl
(0.025mol/L)浸提-钼锑抗比色法,植物全磷测
定采用 H2SO4-H2O2 钼锑抗比色法。
1.5数据统计分析 用 MS-Excel进行数据的计
算、处理和图形的绘制,用SAS 9.0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
2.1豆科绿肥含磷量与土壤有效磷含量的相
关性 豆科绿肥的全磷含量与土壤有效磷含量不
显著相关(表2)。其原因可能是绿肥在土壤中的腐
解过程比较复杂,不同绿肥的腐解速度各不相同,它
们对土壤有效磷含量的影响并不完全取决于植物本
身的全磷含量。埋田8个月后,由于绿肥在土壤中
的残留量已经很少,对于土壤有效磷含量的影响力
降低,该时期内土壤磷含量的变化可能受其他因素
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表2 豆科绿肥全磷含量与施用绿肥后不同时间段对土壤有效磷含量的相关性
项目 全磷含量
施用绿肥后不同时间段的土壤有效磷含量
第1个月 第2个月 第4个月 第6个月 第8个月 第12个月
全磷含量  1.000









绿






第1个月 -0.357  1.000
第2个月 -0.394  0.947** 1.000
第4个月 -0.118  0.701** 0.586* 1.000
第6个月 0.224  0.524  0.351  0.632* 1.000
第8个月 -0.632  0.631* 0.621* 0.459  0.116  1.000
第12个月 -0.269  0.478  0.404  0.218  0.405  0.381  1.000
 注:* 相关系数显著水平P<0.05;** 相关系数极显著水平P<0.01。
(如温度、降水等)的影响而变化。埋田1个月与埋
田第2、4个月的有效磷含量极显著相关(P<
0.01),原因可能是绿肥腐解过程形成有机酸类,降
低了土壤中铁、铝活性,溶解了一部分土壤中难溶性
磷,所以在前4个月的埋田时间内土壤有效磷含量
的相关性较大,在埋田6个月后因气候、降水等因素
的变化土壤有效磷含量的相关性较小。
2.2不同绿肥对土壤有效磷含量的动态变化
 施用豆科绿肥后,土壤有效磷含量均高于对照,
各处理与对照的差异显著(P<0.05),总体上明显
提高了土壤的有效磷含量(表3)。由于绿肥植物的
品种不同,施用14份供试绿肥后对土壤有效磷含量
的影响不同,土壤有效磷含量也存在差异。其中埋
田1个月的绿肥的土壤有效磷增加量均高于其他的
埋田时间(除链荚豆为埋田6个月最高),埋田2个
月的土壤有效磷增加量次之。刺果苏木在所设埋田
时间处理上对土壤有效磷含量的增加量变幅为
145%~81%;马占相思(三亚)为202%~97%;圆叶舞
草为305%~136%;度尼山蚂蝗为309%~108%;链荚
豆为228%~59%;紫花圆叶舞草为179%~34%;绒毛
山蚂蝗为237%~119%;木蓝为339%~90%,马占相
思(福建)为223%~94%,草决明为157%~92%,紫云
英为170%~33%,三裂叶葛藤为309%~158%,爪哇
葛藤为295%~70%,含羞草为289%~123%。
表3 施用不同绿肥对土壤有效磷含量的动态变化 mg/kg
处理
取样时间
第1个月 第2个月 第4个月 第6个月 第8个月 第12个月
刺果苏木 35.60d 32.60cd  35.50bcdef  28.81d 32.13cdef  26.33abc
马占相思(三亚) 43.97cd  33.17cd  38.17bcde  34.83bcd  39.77abcd  28.60ab
圆叶舞草 59.00ab  51.77ab  37.00bcdef  38.73bc  42.00abc  34.33a
度尼山蚂蝗 59.57ab  48.20abc  48.90ab  38.43bc  32.33bcdef  30.33ab
链荚豆 37.30d 26.30de  34.40cdef  47.77a 23.10fg  29.80ab
紫花圆叶舞草 40.57d 36.93bcd  30.63def  30.30d 35.30abcdef  19.50bc
绒毛山蚂蝗 48.97bcd  42.47abc  38.27bcde  31.83cd  40.47abc  32.27ab
木蓝 63.83a 56.53a 44.57abc  41.70ab  34.30abcdef  27.63ab
马占相思(福建) 46.93bcd  39.00bcd  23.93fg  28.50d 38.00abcdef  30.47ab
草决明 37.33d 33.47cd  30.60def  31.50cd  28.00def  29.47ab
紫云英 39.27d 34.57cd  28.03ef  29.37d 27.03ef  19.33bc
三裂叶葛藤 59.50ab  48.27abc  40.40abcde  40.90ab  42.00abc  37.53a
爪哇葛藤 57.40ab  45.13abc  53.50a 41.80ab  45.87a 24.73abc
含羞草 56.63abc  51.77ab  43.00abcd  41.03ab  44.77a 32.50ab
CK  14.55e 14.55e 14.55g  14.55e 14.55g  14.55c
 注:同列小写字母表示处理间在0.05水平的差异显著性。
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就同种豆科绿肥作物而言,埋田时间不同对土
壤有效磷增加量影响不一,其中在埋田1个月的取
样中,施用木蓝对土壤有效磷含量的提高优于其他
处理,施用刺果苏木的土壤有效磷含量最低,但仍高
于对照;在埋田第2个月,各施用绿肥处理的土壤有
效磷含量快速下降,但依然是施用木蓝对土壤有效
磷含量的提高优于其他处理,施用链荚豆对土壤有
效磷含量提高效果最差;在埋田第4个月的取样中,
施用爪哇葛藤对土壤有效磷含量的提高优于其他处
理,施用马占相思(福建)的土壤有效磷含量最低,但
仍高于对照;在埋田第6个月的取样中,施用链荚豆
对土壤有效磷含量的提高优于其他处理,施用马占
相思(福建)的土壤有效磷含量最低,但仍高于对照;
在埋田第8个月的取样中,施用爪哇葛藤对土壤有
效磷含量的提高优于其他处理,施用链荚豆的土壤
有效磷含量最低,但仍高于对照;在埋田第12个月
的取样中,施用三裂叶葛藤对土壤有效磷含量的提
高优于其他处理,施用圆叶舞草的次之,施用紫云英
的土壤有效磷含量最低,但仍高于对照(表3)。
3 讨论
3.1绿肥全磷含量与土壤有效磷的关系 在
供试的14份豆科绿肥作物中全磷含量各异,其中全
磷含量最高的为链荚豆和紫云英,最低的为草决明。
但在相关性分析中可以看出,植物的全磷含量与土
壤有效磷含量相关性不高,绿肥施用后与土壤有效
磷含量有一定的相关性,原因可能是绿肥施入1个
月时,腐解快,在肥料附近形成的有机酸类会引起一
系列特殊的物理、化学、生物反应,有利于土壤中难
溶性磷的释放,对土壤磷素供应产生影响,所以在前
2个月的埋田时间内,土壤有效磷含量的相关性较
大,而后受绿肥的腐解速度、气温和降水量的多少等
因素的影响较大,因而造成绿肥含磷量与土壤有效
磷含量的相关性降低。
3.2绿肥翻压对土壤有效磷含量的影响 本
研究的结果表明,土壤有效磷的含量总体趋势是随
着时间的延长不断降低,但到2个月后,土壤有效磷
含量的下降趋势有所放缓,甚至个别还有所升高,主
要可能是绿肥本身释放的磷的作用大幅降低,而其
他因素如降水、温度、土壤铁(铝)活性这些影响磷在
土壤中迁移与变化的因素的作用增强,此外绿肥本
身的性质,特别是后期绿肥的腐解变化速率等影响
养分释放的因素也起着重要的作用,所有这些因素
的多种效果,造成了后期土壤含磷量有所起伏,但总
的趋势并没有改变:随时间的延长,土壤含磷量不断
降低,并逐渐趋于对照土壤的含磷量水平。
Zai等[30]研究表明,绿肥翻压后提高了土壤中
磷含量,Brito-Neto和Pereira[31]的研究也表明豆科
植物能显著影响土壤磷、钾含量。一年蓬(Erigeron
annuus)对受酸雨影响的土壤的研究说明,一年蓬能
有效地富集土壤中的磷素[20]。在果园种植绿肥还
田试验[32]的结果中,土壤有效磷含量提高8.5%~
24.7%。本研究结果也说明施用绿肥后提高了土壤
的有效磷含量。罗玲等[33]的研究指出不同绿肥翻
压年限处理的土壤有效磷含量在烤烟整个生育期内
均高于对照,这说明种植和翻压绿肥有助于土壤有
效磷的提高。移栽后30~45d,所有处理的土壤有
效磷含量均迅速升高,在移栽后45d达到峰值,而
后降低。在本研究中,大部分绿肥在施用1个月(30
d)土壤有效磷含量迅速升高,达到峰值,施用2个月
内(即60d内)对土壤有效磷含量的影响最大,这与
罗玲等[33]的研究结果类似。
4 结论
不同的绿肥全磷含量各异,在本研究中绿肥全
磷含量并不是绿肥对土壤有效磷含量影响的唯一因
素,可能还受自身腐解速率和外界环境的影响。所
以,绿肥作物的全磷含量并不能直接作为判定其对
土壤有效磷含量影响的关键因素。
在埋田前2个月时施用木蓝的土壤有效磷含量
最高,在埋田时间为4、6个月时施用木蓝的土壤有
效磷含量排在14份绿肥中的第3位,在埋田时间为
第8、12个月时施用木蓝的土壤有效磷含量排在14
份作物的第9位。所以,在供试的14份豆科绿肥
中,对砖红壤有效磷含量提高较大的豆科绿肥为木
蓝。
在6个不同的埋田时间中,大部分绿肥在埋田
1个月后使土壤有效磷含量达到峰值,埋田2个月
的土壤有效磷增加量次之,所以施用绿肥对砖红壤
有效磷含量提高较大的最佳埋田时间为1个月。
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PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.28,No.10) 10/2011
Effects of application of the leguminous green manures on
phosphorus content in latosol soil
XIAN Lin1,2,LIU Guo-dao2,HUAN Heng-fu2,GAO Ling2
(1.Colege of agronomy,Hainan University,Hainan Danzhou 571737,China;
2.Tropical Crops Genetic Resources Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural
Sciences/Key Laboratory of Tropical Crops Germplasm Resources Utilization,
Ministry of Agriculture,Hainan Danzhou 571737,China)
Abstract:Low available phosphorus in soil is one of the major limiting factors for crop production in the
subtropical and tropical regions.A field experiment was conducted to determine the temporal changes of
the phosphorus content in latosol soil when 14tropical legumes were applied into soil in this study.The re-
sults of this study showed that the available phosphorus content of soil treated legumes green manures was
higher than that of control,indicating that application of green manures to soil increased the available P
content in soil to some extent,in which Magnolia lotungensis showed the highest effectiveness and in-
creased available phosphorus content of soil by 339%.14tropical legumes showed a different effect on the
available phosphorus content of soil as application time increased,but they shared a similar trend.This
study suggested that the best time for application of leguminous green manure to latosol was the first
month.
Key words:leguminous green manures;latosol;available phosp
櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊






























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horuscontentofsoil
2011年9月国内市场主要畜产品与饲料价格分析
猪肉批发价西部分别高于东、中部9.1%和5.1%;牛肉批发价西部分别高于东、中部4.9%和
7.4%;羊肉批发价东部分别高于中、西部4.7%和3.4%;鸡肉批发价中部分别高于西、东部17.4%和
7.8%;鸡蛋批发价中部分别高于东、西部3.4%和6.1%。东、中部猪肉批发价格已经比8月下降0.6%
和0.8%,而西部猪肉价格依然环比上涨2.5%,但全国总体趋于平缓,环比仅上涨了0.4%;牛肉、羊肉
和鸡蛋的批发价格涨幅依然较高,环比分别上涨了1.9%、4.5%和3.8%;鸡肉批发价格涨幅并不明显,
环比仅上涨了0.6%。
玉米中西部批发价格均高于东部3.6%;大豆批发价格西部分别高于东、中部2.4%和8.4%;豆粕
批发价格西部分别高于东、中部5.7%和4.9%。玉米批发价格环比仅下降了0.3%;大豆、豆粕批发价
格环比分别上涨了1.8%和0.7%。
  表1 9月国内市场主要畜产品批发价格  元/kg
畜产品
东部
地区
中部
地区
西部
地区
平均
猪肉 25.29  26.24  27.59  26.37
牛肉 34.50  33.69  36.19  34.79
羊肉 41.75  39.87  40.38  40.67
鸡肉 14.21  16.68  15.47  15.45
鸡蛋 9.66  9.99  9.42  9.69
    表2 9月国内市场主要饲料价格   元/t
饲料
东部
地区
中部
地区
西部
地区
平均
玉米 2 028  2 100  2 100  2 076
大豆 4 120  3 893  4 220  4 078
豆粕 3 197  3 222  3 379  3 266
棉粕 2 575  2 800  2 267  2 547
(兰州大学草地农业科技学院 杨林杰)
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