不同绿肥翻压还土后植烟土壤主要养分动态变化

赵炯平，邓小华，江智敏，郑宏斌，张仲文，覃 勇，田 峰，张明发

(1 浙江中烟工业有限责任公司，杭州 310009； 2 湖南农业大学，长沙 410128； 3 湖南省烟草公司湘西自治州公司，吉首 416000)

不同绿肥翻压还土后植烟土壤主要养分动态变化

赵炯平1，邓小华2*，江智敏1，郑宏斌1，张仲文1，覃 勇2，田 峰3，张明发3

(1 浙江中烟工业有限责任公司，杭州 310009； 2 湖南农业大学，长沙 410128； 3 湖南省烟草公司湘西自治州公司，吉首 416000)

为探索不同绿肥翻压还土对土壤养分的影响，采用大田试验研究了光叶紫花苕、箭舌豌豆、紫云英、普通黑麦草、冬牧70、满园花等6种绿肥翻压后土壤主要养分含量的动态变化。结果表明：(1)绿肥翻压还土能够提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量，分别为2.64%～13.33%、19.25%～40.99%、2.32%～18.75%、47.94%～76.50%；(2)不同绿肥品种以普通黑麦草提高土壤有机质幅度最大，以箭舌豌豆提高土壤碱解氮和有效磷幅度最大，以紫云英提高土壤速效钾幅度最大；(3)不同绿肥种类以禾本科绿肥提高土壤有机质的效果较好，以豆科绿肥提高土壤碱解氮、有效磷和速效钾的效果最好。

绿肥；植烟土壤；土壤养分

湘西自治州地处云贵高原向东部平原过渡区域的武陵山区，生态条件优越，水热资源丰富，是中国优质烟叶的重要产区之一[1～3]。由于植烟年限延长和化肥长期施用，植烟土壤质量衰退已成为湘西烟叶产业发展的重要障碍因素之一。充分利用冬季光热资源和空闲茬口种植绿肥翻压还土，既能覆盖地面保持水土，又能活化与富集土壤磷、钾等养分[4]，还能提高土壤有机质含量，为后季作物提供速效养分[5，6]，进而提高烤烟产质量[7]。近年来，已有不少学者在利用种植绿肥提升和改良土壤肥力方面做了许多卓有成效的研究。胡颖梅[8]在陕西省、徐祥玉等[9]在湖北省、刘国顺等[10]在河南省、潘福霞等[11]采用盆栽试验研究了不同种类绿肥对土壤养分的影响，罗玲等[12]研究了绿肥不同翻压年限对植烟土壤养分的影响。但不同种类绿肥翻压对湘西旱地植烟土壤养分的研究鲜有报道。本研究分析了在湘西州种植的6种绿肥翻压还土后植烟土壤主要养分的动态变化，旨在探究绿肥翻压对植烟土壤的改良功效，为植烟土壤质量的维持和进一步提高湘西烟叶质量提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2013年在湘西自治州凤凰县千工坪乡岩板井村(海拔452 m，经度E 109.30°，纬度N 28.01°)进行。供试土壤为石灰岩母质发育的旱地土壤，土壤pH 6.23，有机质10.46 g/kg，碱解氮38.20 mg/kg，有效磷9.75 mg/kg，速效钾108.76 mg/kg。其烤烟生产主要依靠天然降水和土壤自身蓄水。种植制度为一年一熟(烤烟)。

试验共设7个处理，分别为光叶紫花苕(T1)、箭舌豌豆(T2)、紫云英(T3)、普通黑麦草(T4)、冬牧70(T5)、满园花(T6)等6个绿肥品种，以冬季休闲为对照(CK)。T1～T6鲜草的全氮含量分别为4.94%、3.72%、4.12%、2.65%、2.40%、2.70%，全磷含量分别为0.55%、0.54%、0.52%、2.34%、2.29%、2.41%，全钾含量分别为2.23%、3.19%、3.55%、2.32%、2.29%、2.41%。每个处理3次重复，随机区组排列。小区长6.5 m，宽6 m，烟垄行距1.2 m，株距0.5 m，小区面积39 m2，栽烟65株。在2012年10月份烤烟收获后拔除烟秆和杂草，地块翻耕后用条播方式播种绿肥。4月9日，将不同品种绿肥地上部分割断，称重地上部分后通过翻耕将绿肥翻压还土，翻压量均为22 500 kg/hm2，然后再起垄种植烤烟。

烤烟品种为云烟87，4月28日移栽，烤烟施氮量为105 kg/hm2(没有扣除绿肥中的养分含量)，氮磷钾比例为1∶1.22∶2.95。其他管理按照《湘西州烤烟标准化生产技术方案》执行。

1.2 土壤养分测定方法

分别于移栽后10、30、45、60、75、90 d，分小区随机采集烟垄上两株烟正中位置的0～20 cm土样5个，混匀后用于测定土壤养分。有机质含量用重铬酸钾容量法、碱解氮含量用凯氏定氮仪碱解蒸馏法、有效磷含量用0.5 mol/L的碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法、速效钾含量用1 mol/L醋酸铵浸提火焰光度计法测定[13]。

1.3 统计方法

采用Microsoft Excel 2003和SPSS17.0进行数据处理和统计分析。相对增量(%)=(翻压绿肥-对照)/对照×100，以相对增量大小表示不同绿肥品种对土壤养分的影响大小。

2 结果与分析

2.1 土壤有机质含量动态变化

由图1(a)可知，不同绿肥翻压后土壤有机质含量的变化趋势一致，均呈缓慢下降趋势，但翻压绿肥的土壤有机质含量始终大于对照。不同绿肥翻压导致土壤有机质的增幅不同，光叶紫花苕增幅为4.92%～16.07%，平均增幅10.18%；箭舌豌豆增幅为0.88%～4.10%，平均增幅2.64%；紫云英增幅为3.28%～14.15%，平均增幅11.09%；普通黑麦草增幅为8.20%～16.98%，平均增幅13.33%；冬牧70增幅为6.84%～16.04%，平均增幅11.09%；满园花增幅为0.82%～12.06%，平均增幅6.77%。总体上以普通黑麦草增幅最多。但不同时期略有差异，在翻压后10 d，冬牧70和普通黑麦草翻压后的土壤有机质含量变化明显，增幅达到了9.8%和8.2%。普通黑麦草、紫云英和满园花还土的土壤有机质变化较平缓，紫花苕子还土在后期的30 d内，土壤有机质含量下降明显。土壤有机质在翻压初期较高，可能是由于化肥的施入，初期造成了有机质的激发效应，促进了有机质的分解；随后则是纤维素在微生物的作用下转化为有机质，因而趋于平缓。

由图1(b)可知，不同种类绿肥翻压后土壤有机质相对增量变化均呈上升趋势。豆科绿肥(光叶紫花苕、箭舌豌豆、紫云英)翻压还土后土壤有机质增幅为4.10%～9.82%，平均增幅为7.31%；禾本科绿肥(普通黑麦草、冬牧70)翻压还土后土壤有机质增幅为9.02%～16.51%，平均增幅为12.21%；十字花科绿肥(满园花)平均增幅只有6.77%。总体上看，以禾本科绿肥还土的土壤有机质增幅较高。

图1 翻压不同绿肥后土壤有机质含量变化动态Fig.1 The dynamic of soil organic matter content under turnover different green manure

2.2 土壤碱解氮含量动态变化

由图2(a)可知，6种绿肥翻埋后土壤碱解氮含量均明显高于对照，说明绿肥还土能提高土壤碱解氮含量。绿肥翻埋还土的土壤碱解氮含量呈递增的趋势，但在翻埋60 d后增加缓慢，这主要与绿肥在大田分解释放氮的规律有关。不同绿肥翻压后土壤碱解氮的增幅不同，光叶紫花苕增幅为4.35%～24.27%，平均增幅19.21%；箭舌豌豆增幅为17.16%～38.60%，平均增幅30.65%；紫云英增幅为18.76%～48.12%，平均增幅40.99%；普通黑麦草增幅为14.42%～38.85%，平均增幅32.75%；冬牧70增幅为10.30%～31.14%，平均增幅25.47%；满园花增幅为16.48%～38.35%，平均增幅31.88%。总体上看以紫云英增幅最多。

由图2(b)可知，不同种类绿肥翻压后土壤碱解氮相对增量变化在移栽后10～45 d均呈上升趋势，但45 d以后呈缓慢下降趋势。豆科绿肥翻压还土后土壤碱解氮增幅为13.42%～36.26%，平均增幅为31.28%；禾本科绿肥翻压还土后土壤碱解氮增幅为12.36%～33.74%，平均增幅为29.11%；十字花科绿肥平均增幅31.88%。总体上看，以豆科绿肥还土的土壤碱解氮增幅较高。

图2 翻压不同绿肥后土壤碱解氮含量变化动态Fig.2 The dynamic of soil available N content under turnover different green manure

2.3 土壤有效磷含量动态变化

由图3(a)可知，不同绿肥翻压后土壤有效磷含量的变化趋势一致，均先上升后下降再上升。绿肥翻压60 d前，土壤有效磷含量均高于对照；但在绿肥翻压60 d后，禾本科绿肥和紫花苕子的土壤有效磷含量与对照差异不大。不同绿肥翻压后土壤有效磷的增幅不同，光叶紫花苕增幅为0%～5.94%，平均增幅2.32%；箭舌豌豆增幅为14.43%～22.77%，平均增幅18.75%；紫云英增幅为7.77%～19.80%，平均增幅13.55%；普通黑麦草增幅为1.94%～8.91%，平均增幅4.80%；冬牧70增幅为0.97%～5.15%，平均增幅2.99%；满园花增幅为6.80%～9.80%，平均增幅8.57%。总体上看以箭舌豌豆增幅最多。

由图3(b)可知，不同种类绿肥翻压后土壤有效磷相对增量总体上呈下降趋势，但豆科绿肥在翻压45 d前呈上升趋势，45 d以后呈下降趋势。豆科绿肥翻压还土后土壤有效磷增幅为9.06%～16.17%，平均增幅为11.54%；禾本科绿肥翻压还土后土壤有效磷增幅为1.46%～5.94%，平均增幅为3.89%；十字花科绿肥平均增幅只有8.57%。总体上看，以豆科绿肥还土的土壤有效磷增幅较高。

图3 翻压不同绿肥后土壤有效磷含量变化动态Fig.3 The dynamic of soil available P content under turnover different green manure

2.4 土壤速效钾含量动态变化

由图4(a)可知，对照土壤的速效钾含量基本保持稳定，而翻压绿肥的土壤速效钾含量均明显大幅度高于对照组。从变化趋势来看，除光叶紫花苕翻压后10～30 d土壤速效钾上升外，其余所有处理土壤速效钾含量都先下降后上升，各处理土壤速效钾含量大致都在翻亚后45 d出现最低值，呈现V型变化。

不同绿肥翻压后土壤速效钾的增幅不同，光叶紫花苕增幅为31.63%～66.81%，平均增幅53.74%；箭舌豌豆增幅为64.24%～81.21%，平均增幅76.50%；紫云英增幅为53.35%～92.99%，平均增幅71.52%；普通黑麦草增幅为47.14%～70.17%，平均增幅61.06%；冬牧70增幅为27.67%～62.87%，平均增幅52.88%；满园花增幅为32.57%～68.90%，平均增幅47.94%。总体上看以箭舌豌豆增幅最多。

由图4(b)可知，不同种类绿肥翻压后土壤速效钾在翻压后30 d前增幅下降，在30 ～ 60 d增幅增加，以后又下降。豆科绿肥翻压还土后土壤速效钾增幅为58.24%～76.60%，平均增幅为67.26%；禾本科绿肥翻压还土后土壤速效钾增幅为45.20%～64.60%，平均增幅为56.67%；十字花科绿肥平均增幅只有47.94%。总体上看，以豆科绿肥还土的土壤速效钾增幅较高。

图4 翻压不同绿肥后土壤速效钾含量变化动态Fig.4 The dynamic of soil available K content under turnover different green manure

3 讨论

绿肥翻压还土在一定程度上可以在当季提高植烟土壤中的有机质含量，不同绿肥品种以普通黑麦草提高土壤有机质的幅度最大；不同绿肥种类以禾本科绿肥提高土壤有机质的效果较好。绿肥翻压后经分解和矿化，增加了土壤中的有机质含量，使植烟土壤有机质得以提高和更新，从而改善了土壤结构，为烟株生长发育创造了一个良好的环境，有利于烟叶的高产、稳产和高品质。

绿肥翻压还土可提高植烟土壤碱解氮含量，不同绿肥品种以紫云英提高土壤碱解氮含量幅度最大；不同绿肥种类以豆科绿肥提高土壤碱解氮的效果最好。这可能与豆科绿肥的根瘤菌能够固氮，其本身体内含氮量较高，从而积累和丰富了土壤中的氮素有关。烤烟对氮极其敏感，施氮量少，产量低，品质差；但施氮量过多，品质下降且可用性差。在烟草生育后期，翻压绿肥的土壤碱解氮含量始终维持在较高水平，有可能是绿肥翻压的时间过迟或翻压量过大导致的。实际生产过程中，绿肥翻压还土后化肥氮施用量应适当调减，以防止后期氮素供应过多，导致上部烟叶烟碱含量过高[16]。

绿肥翻压还土能提高植烟土壤有效磷含量，不同绿肥品种以箭舌豌豆提高土壤有速磷含量幅度最大；不同绿肥种类以豆科绿肥提高土壤有效磷的效果最好。绿肥翻压还土可以直接提供磷素，还能解除土壤对磷素的固定作用，通过还原、酸溶和络合溶解以及促进解磷微生物增殖等活化土壤中难以利用的磷素。特别是豆科绿肥根系发达，根分泌的酸和酶较多，根际解磷微生物旺盛，吸磷能力强，分解难溶性磷的能力也强。在湘西烟区土壤有效磷含量不高的现实状况下，种植绿肥并翻压还土不失为缓解土壤磷肥供应不足的良策。

绿肥翻压还土能提高植烟土壤速效钾含量，不同绿肥品种以箭舌豌豆提高土壤有效磷含量幅度最大；不同绿肥种类以豆科绿肥提高土壤速效钾的效果最好。绿肥尤其是豆科绿肥都具有强大的根系，对土壤潜在的钾素具有较强的活化和吸收能力。因为发达的根系和主根入土深，能吸收深层土壤中的钾素，待绿肥翻压还土后在耕作层内富集；此外，绿肥具有较大的活性根表面积，对K+的亲和力较强，土壤中各种形态钾之间的平衡可以不断被打破，不断地使土壤中的矿物钾转变为有效钾，从而提高土壤中的速效钾含量。

本试验只是统一了不同绿肥地上部分生物量，绿肥地下部分提供的养分量一般在10%以下[4]，对绿肥还田后的土壤养分的影响较少。因此，本试验结果对探究不同绿肥翻压对植烟土壤的改良功效还是具有一定意义的。烤烟生长过程中的土壤养分变化受烤烟施肥、绿肥养分释放、烤烟对养分的吸收等的影响，这种影响的程度到底多大，还需进一步的研究探讨。

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Dynamic Changes of Main Nutrients in Tobacco-planting Soil Under Different Green Manure Application

ZHAO Jiong-ping1，DENG Xiao-hua2*，JIANG Zhi-min1，ZHENG Hong-bin1， ZHANG Zhong-wen1，QING Yong2，TIAN Feng3，ZHANG Ming-hua3

(1 China Tobacco Zhejiang Industrial Co.，Ltd，Hangzhou，Zhejiang 310009，China; 2 Hunan Agricultural University，Changsha， Hunan 410128，China; 3 Xiangxi Autonomous Prefecture Company of Hunan Tobacco Cooperation，Jishou，Hunan 416000，China)

In order to investigate the effect of different green manure application on soil main nutrient，a field experiment was conducted with vicia villosa，common vetch，milk vetch，ryegrass，Dongmu-70，radish.The results showed that (1)green manure application could improve the contents of soil organic matter，available N，available P，available K by 2.64%-13.33%，19.25%-40.99%，2.32%-18.75%，47.94%-76.50% respectively.(2) The influence of ryegrass was biggest on the soil organic matter among different green manure varieties，and common vetch on available N and available P，and milk vetch on available K.(3)The influence of graminaceous green-manure was biggest on the soil organic matter among different green manure types，while leguminous green manure on soil available N，available P，available K.

green manure; tobacco-planting soil; soil nutrient

2014-05-30

赵炯平(1971-)，男，工程师，主要从事烟草原料研究与基地建设，Email：t zhaojp@zjtobacco.com。

*通信作者：邓小华，博士，教授，主要从事烟草科学与工程技术研究，Email：yzdxh@163.com。

浙江中烟工业有限责任公司项目(ZJZY2013B003)；湖南省烟草专卖局重点项目(13-14ZDAa03)。

S550.6

A

1001-5280(2015)02-0161-05

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.02.12