全 文 ：doi:10. 11838 /sfsc. 20150119
两种禾本科冬绿肥生长规律及腐解特征比较
常 帅1，2，闫慧峰1，杨举田3，张永春3，孙艳茹1，2，贺 远1，2，石 屹1*
(1． 农业部烟草生物学与加工重点实验室，中国农业科学院烟草研究所，山东 青岛 266101;
2． 中国农业科学院研究生院，北京 100081;3． 山东临沂烟草有限公司，山东 临沂 276003)
摘 要:在山东临沂研究了冬播绿肥黑麦 (冬牧 70)和大麦的生长发育、养分吸收规律，并通过原位培养法比较
了绿肥翻压后腐解及养分释放的差异。结果表明，冬牧 70 和大麦在返青后均迅速积累干物质，大麦的快速生长期
在 3 月下旬，冬牧 70 的快速生长期在 4 月上旬，冬牧 70 进入快速生长期后的生长速率高于大麦。两种绿肥的养
分吸收规律与干物质积累规律一致，冬牧 70 和大麦的氮、磷、钾吸收量基本一致。两种绿肥在翻压 30 d 内快速
腐解，腐解率和氮素释放率达到了 80%以上，大麦的腐解速率高于冬牧 70，而矿质营养元素的释放率低于冬牧
70，根据腐解和养分释放规律确定两种禾本科绿肥的适宜翻压时间为 4 月上旬。
关键词:绿肥;黑麦;大麦;生长特征;养分积累;腐解特征
中图分类号:S142 文献标识码:A 文章编号:1673 － 6257 (2015)01 － 0101 － 05
收稿日期:2014 － 03 － 05;最后修订日期:2014 － 04 － 19
基金项目:公益性行业 (农业)科研专项经费 (201203091);中
国烟草总公司山东省公司科技重大专项 (201101)。
作者简介:常帅 (1988 －)，男，山东青岛人，在读硕士，研究方
向为作物栽培与作物营养。E － mail:ccss22@ yeah. net。
通讯作者:石屹，E － mail:qdshiyi@ 163. com。
绿肥是一种重要有机肥源［1 － 2］，主要有豆科、
禾本科和十字花科类植物［3］。种植绿肥可改变土壤
物理结构，提高土壤保水能力，并缓解单纯使用化
肥造成的有机质下降［4 － 6］。研究表明，沙打旺、毛
叶苕子等豆科绿肥具有较强的固氮作用，而油菜、
油葵等豆科绿肥表现了较强的吸钾特性［7］。不同种
类绿肥在生产能力和养分利用能力上存在着明显差
异［8］，翻压后对土壤碳氮蓄积量、有机质、速效钾
等指标［6，9 － 11］的影响亦有所不同。
黄淮区烟草收获后烟田进入休闲季，土壤裸
露，可引起水分蒸发、养分流失及扬尘等生态环境
问题［12］，罗贞宝［13］、石屹等［14］筛选出适宜黄淮区
烟田种植的绿肥如冬牧 70、大麦等［13］，可达到覆
盖烟田、改良土壤、蓄养肥水的目的［4］，但对其腐
解及养分释放研究较少［15］。因此，研究冬牧 70 黑
麦草在山东棕壤上生长与腐解过程中养分积累与释
放特征，可根据烟草养分需求确定绿肥适宜翻压时
间，根据生物量形成确定适宜播种时间，从而为优
化黄淮区烟田绿肥种植提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
绿肥品种为黑麦冬牧 70 和大麦。其中冬牧 70
千粒重为 25. 82 g，大麦千粒重为 45. 84 g。二者的
发芽率均在 80%以上。
1. 2 试验地点
试验在山东省沂南县双堠镇上硠自然村进行，
土壤为棕壤土，pH值 6. 10，有机质 16. 1 g /kg。
1. 3 试验设计
本试验设 2 个处理，采用随机区组设计，3 次
重复，试验小区长 11 m、宽 6 m。处理一种植冬牧
70，播种量 90 kg /hm2 (T1);处理二种植大麦，播
种量 90 kg /hm2 (T2)。采用条播，播种时间为
2012 年 9 月 28 日。2013 年 3 月 8 日至 4 月 9 日每
隔 5 ～ 8 d取样一次，调查绿肥的株高、分蘖数、叶
数、最大叶长，并将绿肥植株连根挖取，冲洗干
净，放入恒温干燥箱中干燥，分离绿肥地上部和地
下部，分别称取其干物质重，并测定植株干样中的
全氮、全磷、全钾含量。
绿肥腐解研究采用田间原位培养方法，将 4 月
9 日采集的样品，剪成 1 ～ 2 cm 的小段并混匀，装
于长 15 cm、宽 10 cm 的尼龙网袋中，每袋装鲜草
25 g左右，5 月 2 日将尼龙袋平铺于烟垄下 20 cm
处，尼龙袋之间间隔 30 cm 左右，每处理设置重复
30 个。每隔 10 d 左右采集培养样品，每次每处理
—101—
中国土壤与肥料 2015 (1)
取样 5 个，共采样 6 次。采集的绿肥样品风干后保
存，测定植株干样中的全氮、全磷、全钾含量。
1. 4 测定方法与数据处理
植物样品采用 H2SO4 － H2O2法消化，并利用凯
氏定氮法测定植物中全氮含量，用钒钼黄比色法测
定全磷含量，用火焰光度法测定全钾含量。
营养元素效率［16］ (DW g /g) = 干物质积累
量 /元素吸收量
营养元素利用效率［16］ (DW g2 /g) =干物质积
累量 /元素浓度
累积腐解率［17］ (%) = (0 d 干物质总量 － n
d干物质总量) /0 d干物质总量 × 100
矿质养分累积释放率［16］ (%) = (0 d 养分总
量 － n d养分总量) /0 d养分总量 × 100
数据采用 Excel软件作图，SPSS 13. 0 软件进行
差异性分析 (P ＜ 0. 05)。
2 结果与分析
2. 1 两种绿肥的生长特性与干物质积累比较
图 1 为冬牧 70 和大麦的生长变化特征。冬牧
70 和大麦的株高、分蘖数等主要农艺性状随时间
推移的变化趋势基本一致。试验数据表明，两种
绿肥材料前期株高增长较缓，从 3 月中旬开始，
株高的增长速率逐渐提高，总体上大麦的株高略
高于冬牧 70;大麦的最大叶叶长在整个调查时间
内均略高于冬牧 70;不同取样时期冬牧 70 分蘖数
均高于大麦;在整个取样时期内，大麦的叶片数
明显少于冬牧 70。
图 1 两种绿肥的生长特性
两种绿肥品种干物质重的变化如图 2 所示。从
图中可以看出，冬牧 70 和大麦在返青后 10 d 到翻
压的 20 d内干物质迅速积累，分别占干物质总量的
93. 27%和 77. 30%。两种绿肥的干物质积累变化特
征存在明显差异，大麦在 3 月中、下旬进入快速生
长阶段，而冬牧 70 在 4 月上旬才进入快速生长阶
段。冬牧 70 和大麦的冠根比均随着生育期的延长
而增大，大麦的冠根比在各个阶段均高于冬牧 70。
图 2 两种绿肥的干物质积累特征
—201—
中国土壤与肥料 2015 (1)
对比两种绿肥不同部位干物质积累情况，生长
前期大麦每公顷地上部和根系干物质积累量在不同
取样时期内均高于冬牧 70，4 月上旬随着生长速率
的变化，翻压前冬牧 70 每公顷干物质积累量高
于大麦。
2. 2 两种绿肥的养分吸收及利用特征比较
图 3 显示了两种绿肥品种养分吸收的变化特
征。从图中可以看出，冬牧 70 和大麦全氮、全磷、
全钾的含量随时间的变化基本一致。3 月初春季返
青开始到 4 月上旬翻压前，冬牧 70 和大麦整株氮、
磷、钾含量均呈上升趋势，返青后前 10 d养分吸收
速率缓慢，而从 3 月中旬到翻压前，养分吸收速率
显著提高。对比冬牧 70 和大麦的养分吸收特征，
可以发现在整个 3 月的取样期内，冬牧 70 和大麦
的氮、磷、钾吸收量基本一致，而在翻压前的一周
时间里，冬牧 70 的养分吸收量显著提高。
图 3 两种绿肥的养分吸收特征
两种绿肥品种的养分利用特征如表 1 所示。在
养分效率方面，两种绿肥差异不显著，氮效率表现
为大麦 ＞冬牧 70，磷效率表现为冬牧 70 ＞ 大麦，
钾效率表现为大麦 ＞冬牧 70。而在养分利用效率
上，冬牧 70 均高于大麦，其中两者的氮利用效率
和钾利用效率差异显著。
表 1 两种绿肥的养分利用特征
养分利用特征 冬牧 70 大麦
氮效率
(DW g /g)
28. 9 ± 0. 76a 35. 4 ± 2. 67a
氮利用效率
(DW g2 /g)
6. 90 ± 0. 57a 4. 35 ± 0. 43b
磷效率
(DW g /g)
309. 3 ± 53. 4a 288. 3 ± 25. 4a
磷利用效率
(DW g2 /g)
74. 28 ± 14. 9a 34. 67 ± 2. 7a
钾效率
(DW g /g)
33. 3 ± 1. 2a 35. 6 ± 1. 55a
钾利用效率
(DW g2 /g)
7. 90 ± 0. 62a 4. 37 ± 0. 31b
注:同行数据后字母不同表示差异显著。
2. 3 两种绿肥的腐解动态变化特征
图 4 为两种绿肥的腐解变化特征，冬牧 70 和
大麦在埋入土壤后，腐解的过程均可分成快速腐解
时期和缓慢腐解时期两个阶段，其中翻压后 30 d内
为快速腐解时期，这一时期冬牧 70 和大麦的累积
腐解率分别达到了 87. 1%和 88. 9%，平均腐解速
率分别为 0. 65 和 0. 78 g /d。翻压后 30 ～ 90 d 为缓
慢腐解时期，冬牧 70 和大麦的累积腐解率分别达
到了 95. 4%和 95. 3%，而这一时期平均腐解速率
仅为 0. 04 和 0. 03 g /d。对比两种绿肥在快速腐解
期内，大麦的腐解速率明显高于冬牧 70。
图 4 两种绿肥的腐解特征
—301—
中国土壤与肥料 2015 (1)
两种绿肥腐解过程中的养分释放特征如图 5 所
示。翻压后的前 30 d为养分快速释放期，冬牧 70 和
大麦的氮累积释放率分别为 88. 5%和 80. 4%，磷累
积释放率分别为 78. 5%和 73. 7%，钾累积释放率分
别为 98. 9%和 87. 4%;翻压后 60 d 氮、磷、钾的释
放基本停滞，试验结束时，冬牧 70 和大麦的氮累积
释放量分别为337. 23和 280. 11 mg，占相应加入量的
96. 35%和 93. 37%，磷累积释放量分别为 46. 63 和
26. 05 mg，占相应加入量的 93. 25%和 86. 83%，钾
累积释放量分别为378. 83和 347. 47 mg，占相应加入
量的 99. 69%和 99. 28%。对比各时期两种绿肥的养
分累积释放量和累积释放率，冬牧 70 均显著高于
大麦。
图 5 两种绿肥的腐解过程的养分释放特征
3 讨论
绿肥翻压后通过腐解可提高土壤肥力以满足后
茬作物的养分需求。本研究中，两种绿肥快速腐解
阶段同时也是养分的快速释放阶段，与前人研究结
果相同［18］。两种禾本科绿肥的快速腐解期为翻压
后 30 d，养分释放在 60 d左右达到最大值。烟草在
移栽后 30 d内的养分吸收较少，其吸肥高峰在移栽
后 40 ～ 65 d，说明两种禾本科绿肥作物腐解后养分
释放能较好地适应烟草养分需求。目前山东地区烟
草的移栽期在 5 月上旬［14，19 － 20］，因此为配合烟草大
田期的吸肥高峰，根据两种禾本科绿肥的养分释放
规律，可确定最适宜的绿肥翻压时间为 4 月上旬，
并进行适当的肥料配方施肥以提高禾本科绿肥产
量，同时提高其对养分的吸收和释放［21］。
本试验中绿肥冬牧 70 和大麦 4 月上旬翻压时
干重分别为 11 805 和 8 610 kg /hm2。由于足够的绿
肥翻压量才能够对烤烟产量和品质产生显著的影
响［22］，所以与正常秸秆还田量相比，两种禾本科
绿肥的生物量没有满足翻压需要。在北方冬季，绿
肥播种期降水较少，气温较低，影响绿肥作物出苗
率和前期生长，因此，可将播种时间适当提前。另
外，有研究指出，绿肥产量可以通过适度增加播种
密度来提高［23］，同时加强返青后的水肥管理，可
以保证在翻压时达到足够的翻压量。
4 结论
(1)两种绿肥在翻压 30 d 内快速腐解，腐解
率和氮素释放率达到了 80%以上，大麦的腐解速率
高于冬牧 70，而矿质营养元素的释放率低于冬牧
70。两种绿肥适宜翻压时间为 4 月上旬。
(2)冬牧 70 和大麦在返青后均迅速积累干物
质，但翻压时生物量不足。通过前移播种时间、增
加播种密度并配合后期水肥管理，可获得足够的翻
压量。
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The comparison of growth dynamic and decomposing characteristics of two kinds of winter green manure
CHANG Shuai1，2，YAN Hui-feng1，YANG Ju-tian3，ZHANG Yong-chun3，SUN Yan-ru1，2，HE Yuan1，2，SHI Yi1* (1．
Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing，Ministry of Agriculture，Tobacco Ｒesearch Institute，Chinese Academy of
Agricultural Sciences，Qingdao 266101;2． Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081;
3． Linyi Tobacco Corporation，Linyi 276003)
Abstract:In this study，winter grass 70 rye (Secale cereale L．)and barley (Hordeum vulgare L．)was selected as the two
winter green manures to compare the differences on growth dynamic，nutrient absorption and utilization，decomposition changes
and nutrients release after incubation． The results showed that dry matter accumulated rapidly after reviving for both of them．
The fast growth rate of barley height and winter grass 70 rye were happened in late March and early April，respectively，and
the growth rate of winter grass 70 rye was higher than barley in the fast growth period． The dynamic of nutrient accumulation
characteristics were similar with the dry matter accumulation for both winter green manures． NPK absorption in both green ma-
nures were at the same level． Both green manure decomposed fastly in the first 30 days after incubation and the decomposition
rate were higher than 80% ． In this stage，decomposition rate of barley was higher than winter grass 70 rye，but the mineral
nutrition release rate was less than winter grass 70 rye． According to the decomposition and nutrient release rules，it was con-
cluded that the suitable pressure over time of two kinds of gramineous green manure was in early April．
Key words:green manure;Secale cereale L．;Hordeum vulgare L．;growth dynamic;nutrient accumulation;decomposition char-
acteristics
—501—
中国土壤与肥料 2015 (1)