不同冬闲绿肥轮作处理对玉米生长和产量指标的影响

宁晓光 赵秋 张新建 程文娟

摘    要：为了明确绿肥植物的培肥效果，以‘郑单958为材料，研究了二月兰（Orychophragmus violaceus）、毛苕（Vicia villosa Roth）、草木樨（Melilotus officinalis L.）、黑麦（Secale cereale L.）、冬油菜（Brassica campestris L.）、红三叶（Trifolium pratense）和多年生黑麦草（Lolium perenne L.）以及二月兰+毛苕、黑麦+毛苕等9个冬闲绿肥植物还田处理对玉米株高、茎粗、总生物量、籽粒产量和收获指数的影响，以冬闲处理作为对照。结果表明：与冬闲处理相比，除黑麦、毛苕、二月兰+毛苕处理外，其他绿肥还田处理均可提高玉米株高，提高范围2.52%～4.84%;各绿肥还田处理均可提高玉米茎粗、总生物量（秸秆+籽粒）和籽粒产量，增幅分别为2.43%～33.01%，1.81%～18.98%，2.57%～15.12%，分别以二月兰+毛苕、二月兰+毛苕和黑麦处理增幅最大;二月兰、草木樨和黑麦+毛苕处理可提高玉米收获指数，其中以黑麦+毛苕处理收获指数最高。因不同处理对后茬作物——玉米的影响不同，故在实际生产中应根据实际用途选择适宜的冬闲绿肥进行轮作。

关键词：绿肥;轮作;玉米;产量

中图分类号：S513;S142                文献标识码：A                DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.06.006

Abstract： In order to clarify the fertilizer effect of green manure plants， the experiment was conducted with'Zhengdan 958'， nine winter and leisure green manure rotation treatments were set， including Orychophragmus violaceus， Vicia villosa Roth， Melilotus officinalis L.， Secale cereale L.， Brassica campestris L.， Trifolium pratense， Lolium perenne L.， O. violaceus +V. villosa， and S. cereal + V. villosa， the winter leisure treatment was as the control， the plant height， stem diameter， total biomass， and grain yield of rotation maize were measured， and the harvest index was calculated. The results showed that compared with the control， the plant height of maize was increased by 2.52%～4.84% in the green manure treatments except the treatments of S. cereale， V. villosa and O. violaceus +V. villosa; the stem diameter， total biomass， and grain yield of maize were increased by 2.43%～33.01%， 1.81%～18.98%， 2.57%～15.12%， in which the highest values were in the treatments of O. violaceus +V. villosa， O. violaceus +V. villosa， and S. cereal， respectively; the harvest index of maize was increased by the treatments of  O. violaceus， M. officinalis， S. cereal + V. villosa， and the treatment of S. cereal + V. villosa had the highest harvest index. In conclusion， different green manure rotation had different effects on maize growth and yield， it is necessary to select suitable green manure for winter fallow rotation according to the practical use in practical production.

Key words： green manure; crop rotation; corn; yield

玉米作为粮食和饲料兼用作物，人均占有量被视为畜牧业发展和人民生活水平的重要标志之一[1]。在我国，玉米作为主要的粮食作物[2]，种植面积约占耕地总面积的1/5，总产量占25%以上。截至2017年，天津地区玉米播种面积约20万hm2。

绿肥是用绿色植物体制成的肥料，绿肥是一种养分完全的生物肥源，其肥料价值表现在地上、地下两部分养分含量。植物体中养分含量越高，作绿肥翻压后为土壤提供的养分越多[3]。绿肥还田和根茬可以改善土壤结构和理化性质，有效增加土壤有机质含量，提高土壤肥力[4]。了解不同绿肥品种的形态特征及品质，对绿肥植物的肥饲兼用、粮草搭配、降低病虫害、提高粮食產量和品质有指导意义[5-6]。

随着化肥、农药的过度施用，土壤结构受到破坏，农业面源污染等环境问题不断显现，同时对玉米病虫害防治和品质亦产生越来越多的负面影响[7]。为了提高玉米品质和实现土壤资源的持续利用，绿肥作为一种生态友好型肥料被人们所重视[8]。邓力超[9]等研究了绿肥油菜翻压还田对土壤肥力及水稻产量的影响，表明种植翻压绿肥对维持和提高土壤肥效以及促进后茬作物增产有显著效果;官会林[10]等研究绿肥轮作对植烟土壤酶活性与微生物量碳和有机碳的影响，表明不同复种模式下均能提高土壤酶活性、土壤微生物碳及土壤有机碳的质量分数;程会丹[11]等研究绿肥对土壤有机碳含量、质量及稳定性的影响，表明绿肥的种植与利用不仅能为作物提供各种营养物质，促进作物增产，而且可增加土壤的有机物料输入，实现固定土壤碳素的目的。

本试验通过研究冬闲绿肥还田对玉米产量、构成要素及收获指数的影响，为冬闲绿肥与玉米轮作的绿肥还田技术提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2017年在天津市武清现代农业科技创新基地进行，种植方式为玉米一年一熟制。供试土壤为潮土，土壤的基本理化性状：硝态氮3.45 mg·kg-1，速效磷9.06 mg·kg-1，速效钾244.5 mg·kg-1，全氮1.04%。玉米品种为‘郑单958。

1.2 试验方法

本试验设计10个轮作处理，人工撒播，分别为：T1，冬闲;T2，多年生黑麦草（100 g）;T3，毛苕（150 g）;T4，二月兰（150 g）;T5，冬油菜（50 g）;T6，二月兰+毛苕（75 g+75 g）;T7草木樨（100 g）;T8，黑麦+毛苕（75 g+75 g）;T9，黑麦（150 g）;T10，红三叶（100 g）。

试验小区长6 m，宽3 m，完全随机排列，每个处理3次重复。前茬于2016年9月中旬种植冬闲绿肥，第二年种植玉米前，将绿肥粉碎还田，5月9日种植玉米。每个处理底施尿素194.25 kg·hm-2;氯化钾127.65 kg·hm-2;二铵194.25 kg·hm-2，玉米苗后期一次性追肥（7月11日）194.25 kg·hm-2尿素。

1.3 调查项目

1.3.1 收獲指数[12]    各处理小区取均匀地段1 m×1 m面积上的玉米地上部分全株收获，分别装入网袋，称取植株和玉米的鲜质量，完全自然风干后称取干质量。收获指数=籽粒产量/生物量。

1.3.2 株高、茎粗    各处理小区自收获样段选取代表性植株3株测量株高和茎粗。

1.3.3 籽粒产量    各处理小区选择长势均匀地段，收取1 m×1 m的样方，测定籽粒的产量。

1.4 数据统计方法

试验数据采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0统计软件进行统计分析。各处理间的差异显著性用Tukey法检测。

2  结果与分析

2.1 不同冬闲绿肥轮作处理对玉米株高和茎粗的影响

由表1可知，各处理株高变化趋势为：T5（冬油菜）>T10（红三叶）>T7（草木樨）>T2（多年生黑麦草）>T4（二月兰）>T8（黑麦+毛苕）>T1（冬闲）>T9（黑麦）>T3（毛苕）>T6（二月兰+毛苕），其中，处理T5（冬油菜）、T7（草木樨）、T10（红三叶）与冬闲处理T1差异显著（P<0.05），其他处理差异均不显著（P>0.05）;绿肥还田处理间，处理T5（冬油菜）、T7（草木樨）、T10（红三叶）与处理T6（二月兰+毛苕）、T3（毛苕）、T9（黑麦）差异显著（P<0.05），处理T6（二月兰+毛苕）与处理T2（多年生黑麦草）差异显著（P<0.05），其他处理间差异均不显著（P>0.05）。

各处理茎粗变化趋势为：T9（黑麦）>T6（二月兰+毛苕）>T5（冬油菜）>T3（毛苕）>T10（红三叶）>T2（多年生黑麦草）>T8（黑麦+毛苕）>T4（二月兰）>T7（草木樨）>T1（冬闲），其中，处理T3（毛苕）、T5（冬油菜）、T6（二月兰+毛苕）、T9（黑麦）、T10（红三叶）与冬闲处理T1差异显著（P<0.05），其他处理间差异均不显著（P>0.05）;绿肥还田处理间，处理T2（多年生黑麦草）、T4（二月兰）、T7（草木樨）、T8（黑麦+毛苕）与处理T3（毛苕）、T5（冬油菜）、T6（二月兰+毛苕）、T9（黑麦）差异显著（P<0.05），处理T10（红三叶）与处理T9（黑麦）差异显著（P<0.05），其他处理间差异均不显著（P>0.05）。

2.2 不同冬闲绿肥轮作处理对玉米生物量和收获指数的影响

由表2可知，各处理生物量变化趋势为：T6（二月兰+毛苕）>T3（毛苕）>T5（冬油菜）>T9（黑麦）>T10（红三叶）>T2（多年生黑麦草）>T7（草木樨）>T8（黑麦+毛苕）>T4（二月兰）>T1（冬闲），其中处理T3（毛苕）、T5（冬油菜）、T6（二月兰+毛苕）、T9（黑麦）与冬闲处理T1差异显著（P<0.05）;绿肥还田处理间，处理T6（二月兰+毛苕）与处理T2（多年生黑麦草）、T4（二月兰）、T7（草木樨）、T8（黑麦+毛苕）、T10（红三叶）差异显著（P<0.05），处理T4（二月兰）与处理T3（毛苕）差异显著（P<0.05），其他处理间差异均不显著（P>0.05）。各处理籽粒产量表现为：T6（二月兰+毛苕）>T8（黑麦+毛苕）>T5（冬油菜）>T9（黑麦）>T7（草木樨）、T3（毛苕）>T4（二月兰）>T10（红三叶）>T2（多年生黑麦草）>T1（冬闲），与冬闲处理T1相比较，绿肥还田处理T2～T10玉米籽粒增产2.57%～15.12%，其中，处理T6（二月兰+毛苕）、T8（黑麦+毛苕）与T1（冬闲）差异显著（P<0.05）;绿肥还田处理间，处理T6（二月兰+毛苕）与处理T2（多年生黑麦草）、T4（二月兰） 、T10（红三叶）差异显著（P<0.05），其他各处理间差异均不显著（P>0.05）。各处理的收获指数表现为：T8（黑麦+毛苕） >T4（二月兰） >T7（草木樨）>T1（冬闲）>T10（红三叶）>T5（冬油菜）>T9（黑麦）、T6（二月兰+毛苕）>T2（多年生黑麦草）>T3（毛苕），其中T8处理与T1（冬闲）差异显著（P<0.05），其他处理间差异均不显著（P>0.05）。

3 结论与讨论

绿植物肥作为有机肥的一种，在肥料结构中占有重要位置，对促进现代农业生产具有独特的作用;绿肥对农作物具有的一些特殊功能，是其他有机肥不可取代的，其利用前景十分广阔[13-16]，国内相关研究较多[17-25]。

本试验中，与冬闲处理相比，除处理T9（黑麦）、T3（毛苕）、T6（二月兰+毛苕）外，其他绿肥还田处理均可提高玉米株高，提高范围2.52%～4.84%;各绿肥还田处理均可提高玉米茎粗、总生物量（秸秆+籽粒）和籽粒产量，增幅分别为2.43%～33.01%，1.81%～18.98%，2.57%～15.12%，分别以处理T6（二月兰+毛苕）、T6（二月兰+毛苕）和T9（黑麦）增幅最大;处理T4（二月兰）、T7（草木樨）和T8（黑麦+毛苕）可提高玉米收获指数，其中以处理T8（黑麦+毛苕）收获指数最高。综合说明，不同的绿肥还田处理对后茬作物——玉米的影响不同，有的着重通过提高茎粗促进玉米籽粒产量的增加，进而促进了总生物量的提高，如处理T6（二月兰+毛苕）;有的处理着重增加其秸秆产量，如处理T3（毛苕）;有的处理着重增加籽粒产量与秸秆产量的配比（即收获指数），如处理T8（黑麦+毛苕）。因此，在实际生产中，可根据玉米的实际用途（收获籽粒或者收获全株玉米做青贮饲料）选择不同的冬闲处理方式。

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