桃园种植不同绿肥对土壤肥力的影响
时间：2020-03-29 05:24:55 来源：千叶帆 本文已影响人
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摘要：通過在桃园行间种植不同品种绿肥，研究种植绿肥对土壤肥力的影响。结果表明：果园种植翻压绿肥，能够降低土壤容重，提高土壤肥力。2016年度，与清耕处理相比，桃园种植二月兰、毛苕子、鼠茅草后的土壤容重分别降低4.97%、4.34%、2.48%;2017年度，与清耕处理相比，三种绿肥翻压模式下的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾分别提高0.60%～2.71%、3.85%～9.81%、2.73%～4.76%、2.00%～4.14%;桃园种植绿肥能够显著提高土壤微生物数量，土壤细菌、真菌数量以二月兰处理最高，放线菌数量以毛苕子处理最高;桃园覆盖绿肥后土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性都显著高于清耕，三种酶活性都以二月兰处理最高。可见桃园种植翻压绿肥能够起到很好的改土增效作用。
关键词：桃园;二月兰;毛苕子;鼠茅草;土壤肥力
中图分类号：S55：S662.106+.1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）02-0072-04
Effects of Planting Different Green Manure Crops on
Soil Fertility in Peach Orchards
Yu Shuhui Zhu Guoliang Dong Hao Mu Xiaoling
Shi Guifang Bi Jun Xia Guangli Cao Weidong2
（1.Taian Academy of Agricultural Sciences， Taian 271000， China;
2. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 10008 China）
AbstractThe effect of planting green manure crops on soil fertility was studied by planting different species of green manure crops between rows in peach orchards. The results showed that the soil bulk density and soil fertility could be reduced by planting and overturning the green manure crops in peach orchards. In 2016， compared with the cleared tillage treatment， planting Orychophragmus violaceus， Vicia villosa Roth， and Vulpia myuros grasses decreased the soil bulk density by 4.97%， 4.34% and 2.48% respectively. In 2017， the soil organic matter， alkali-hydrolysis nitrogen， available phosphorus and available potassium under the three species of green manure crops increased by 0.60%～2.71%， 3.85%～9.81%， 2.73%～4.76% and 2.00%～4.14% respectively. Planting green manure crops in peach orchards could significantly increase the microbial quantity in soil. The amount of bacteria and fungi was the highest when planting Orychophragmus violaceus， while that of actinomyces was the highest when planting Vicia villosa Roth. The activity of urease， alkaline phosphatase and sucrose enzyme in soil covered with green manure crops in peach orchard was significantly higher compared with the cleared tillage treatment， and the highest activity of the three enzymes was in the peach orchard planted with Orychophragmus violaceus. It was conclued that planting and turning over the green manure crops in peach orchard played better roles in improving soil fertility.
KeywordsPeach orchard; Orychophragmus violaceus; Vicia villosa Roth; Vulpia myuros; Soil fertility
目前，我国的果园土壤管理仍以传统的清耕制为主，依赖化肥维持土壤肥力，清耕果园面积占果园总面积的 90%以上，长期清耕管理容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]。而在果园中种植绿肥作物不仅能够充分利用果园间的空闲地，而且能够为果园提供养分、培肥地力、改善土壤结构、提供饲草[2]。果园中种植绿肥作物的栽培模式在我国尚处于试验与小面积推广应用阶段，已有的研究多以生产性试验和简单的种植对比试验为主，缺乏机理性和系统性研究，且多数研究集中在南方橘园、梨园等的生草问题上，对于山东省果树产区的研究较为薄弱。
桃是山东省第二大果树树种，已经成为部分地区的支柱产业之一。肥城桃闻名中外，肥城桃园大多分布在丘陵山地，土壤瘠薄、有机质含量低、保肥保水能力差，生产中普遍存在重施化肥，轻施有机肥情况[3]。另外，桃园行间土地一般闲置，杂草丛生，除草剂的大量使用，影响果品绿色生产[4]。在桃园林间种植绿肥作物，能够充分利用闲置的土地。本研究通过3年定位试验，测定桃园绿肥覆盖的土壤理化性质变化特征，以及土壤微生物生物量特性和土壤酶的变化，旨在为桃园绿肥种植模式的构建和绿肥作物在果树中的推广应用奠定基础。
1材料与方法
1.1试验设计与方法
试验于2016—2018年在泰安市肥城市桃园镇北僧台村核心试验区进行。桃树品种为7～8年生莱山密，桃树株行距为4 m×4 m。桃园土壤类型为褐土，土壤理化性状：有机质含量14.89g/kg，pH值5.77，碱解氮103.25 mg/kg，有效磷35.24 mg/kg，速效钾112.33 mg/kg。
试验设置4个处理：（1）清耕桃园;（2）桃园种植二月兰;（3）桃园种植鼠茅草;（4）桃园种植毛苕子。三种绿肥植物种子均在9月初撒播在桃园行间，二月兰、毛苕子在盛花期翻压至土壤中，鼠茅草覆盖不翻压。大区设计，每处理面积1 000 m2，树冠下土壤管理措施相同。
1.2测定项目及方法
于每年9月份取土样测定各指标。用环刀法测定土壤容重，在每个处理中，采集0～20 cm土层的土样5个，混合均匀后，一部分自然风干测定土壤养分含量，另一部分于冰箱内冷藏（-4℃，<72 h），用于微生物群体数量和酶活性的测定。有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定;碱解氮采用碱解扩散法测定;速效磷采用钼锑抗比色法测定;速效钾采用火焰光度计法测定。微生物群落均采用培养基培养，用稀释平板涂布法计数。土壤蔗糖酶活性用硫代硫酸钠滴定法测定，过氧化氢酶活性用高锰酸钾滴定法测定，脲酶活性用苯酚钠比色法，碱性磷酸酶活性用磷酸苯二钠比色法测定[5]。
1.3数据分析
采用SPSS 17.0 软件进行数据处理和统计分析。对处理数据进行方差分析，并采用Duncan’s法进行多重比较。
2结果与分析
2.1不同绿肥对桃园耕层土壤容重的影响
从图1可以看出，2016年度，清耕处理的0～20 cm土层土壤容重最高，经过绿肥种植翻压后耕层土壤容重显著降低。其中二月兰处理的土壤容重最小，比清耕处理降低4.97%;毛苕子处理耕层土壤容重降低4.34%，鼠茅草处理也降低了2.48%;2017年度，各处理间变化趋势与2016年相似，二月兰、鼠茅草、毛苕子处理的土壤容重分别较清耕处理降低3.80%、1.27%、3.16%;2018年度分别降低7.98%、4.91%和6.75%。可见，桃园种植绿肥可以加大土壤疏松程度，提高土壤透气性，且以种植二月兰和毛苕子的效果更明显。
2.2不同绿肥对桃园土壤养分的影响
从表1看出，桃园翻压绿肥可以显著影响耕层土壤养分含量。2016年度，与清耕处理相比，二月兰和毛苕子处理均增加了土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的含量，鼠茅草处理增加了土壤有机质、速效钾的含量;二月兰和毛苕子处理的土壤有机质含量比清耕处理分别增加0.92%和0.52%，碱解氮含量增加4.87%和3.51%。2017年度，桃园覆盖绿肥模式的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的含量均有所增加，且以二月兰、毛苕子翻压处理增幅更大。与清耕处理相比，二月兰和毛苕子处理土壤有机质含量分别增加2.71%和2.24%，碱解氮含量分别增加9.81%和8.71%。2018年度，处理间变化趋势与2017年度相似。不同年度间比较，随着桃园绿肥覆盖年限的增加，绿肥覆盖处理的土壤有机质和碱解氮含量均有不同程度的提高。可见，桃园覆盖或翻压绿肥具有较好的改土效果。
2.3不同绿肥对桃园土壤微生物数量的影响
由表2看出，在桃园中覆盖绿肥可以显著影响土壤微生物数量。与清耕处理相比，桃园覆盖3种绿肥处理微生物数量均有显著提高，土壤细菌、真菌数量以二月兰处理最高，放线菌数量以毛苕子处理最高。表明桃园覆盖绿肥有利于微生物的生长繁殖。
2.4不同绿肥对桃园土壤酶活性的影响
从表3中可以看出，桃园覆盖绿肥对表层土壤酶活性有一定影响。2017年度，与清耕比较，二月兰和毛苕子翻压后可以显著提高表层土壤脲酶活性，覆盖鼠茅草的土壤脲酶活性也高于清耕，但差异不显著;各处理土壤碱性磷酸酶活性以二月兰处理最高，较清耕处理增加20.03%，差异达显著水平。土壤蔗糖酶活性也以清耕处理最低，覆盖二月兰、鼠茅草、毛苕子的土壤蔗糖酶活性分别比清耕处理增加28.38%、1.10%和10.95%。在2018年度，桃园覆盖绿肥后土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性都显著高于清耕，三种酶活性均以二月兰处理最高。
3讨论与结论
绿肥是一种养分完全的优质生物肥源，在为作物提供养分、防止水土流失、改善生态环境等方面具有良好效果[6]。在果园中种植绿肥作物能够充分利用果园行间的空闲地，改良果园土壤，提高果品质量。刘国顺 [7]、杨春霞 [8]、兰延 [9] 等的研究均表明冬闲田种植和翻压绿肥，可作为提高土壤肥力、改善土壤环境、实现作物生产可持续性发展的重要措施。本研究也得出，在桃園间种植不同种类的绿肥，经翻压后能够降低土壤容重，提高土壤养分含量，改变土壤微生物群落组成和数量，提高土壤酶活性，并以二月兰、毛苕子处理效果更明显。
本研究通过连续3年在桃园种植不同的绿肥品种后发现，与清耕处理相比，二月兰、毛苕子和鼠茅草处理都降低了桃园土壤容重，其中二月兰效果最好，其次是毛苕子和鼠茅草，并且年度间比较，二月兰和毛苕子处理土壤容重逐年降低，鼠茅草处理的2017和2018年度降低不明显。与邓小华等[10]、李正等[11]的研究结果一致。土壤容重是反映土壤松紧度的一项重要指标，它受到土壤疏松度、质地类型、有机质含量、土壤结构类型和耕作等因素影响。通过本研究可以得出，桃园种植绿肥可以提高土壤疏松程度，增加土壤透气性，对改良果园土壤质量有一定的作用。
在桃园翻压绿肥，连续3年的土壤养分含量测定结果表明：翻压绿肥对桃园土壤的养分含量均有提高，二月兰和毛苕子处理与清耕相比，桃园土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量提高程度较大;年度间相比，随着桃园绿肥覆盖年限的增加，土壤有机质和碱解氮含量均有不同程度的提高。这与前人研究的种植绿肥能够增加土壤有机质，提高土壤肥力结论相一致[12，13]。
土壤微生物生物量能够影响土壤有机质矿化及养分循环，是反映土壤肥力的重要指标之一[14，15]，土壤微生物数量多，区系复杂，有利于保持土壤微生态系统平衡及作物的健康生长[16]。在本研究中，果园间种植绿肥能够显著提高土壤微生物数量，土壤细菌、真菌数量以二月兰处理最高，放线菌数量以毛苕子处理最高;在桃园翻压绿肥，绿肥腐解后，改变了土壤环境，丰富了土壤中碳源、氮源，从而影响土壤微生物活性，并且能够改变其群落组成和功能，增加微生物多样性及活性，因此对土壤肥力有一定的影响。
土壤酶直接参与土壤营养元素的有效转化过程，在一定程度上能够反映土壤养分转化的动态，对维持土壤生态系统的碳、氮平衡起着重要的作用[17]。在本研究中发现桃园覆盖绿肥后土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性都显著高于清耕，三种酶活性都以二月兰处理最高。说明桃园翻压绿肥能够提高土壤酶活性，进而影响土壤的综合肥力水平。
通过以上分析，可以得知在桃园翻压不同种类的绿肥，能够降低土壤容重，增加土壤有机质，提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量，增加微生物多样性及活性，并且能够提高土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性。可见在桃园翻压绿肥对桃园土壤能够起到很好的改土增效作用。
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