贵州山区猕猴桃园适宜绿肥品种的筛选

吴兴洪， 冉 斌2， 王文华， 张爱华， 朱 青， 张 钦， 姚单君

(1.贵州省土壤肥料研究所， 贵阳 550006； 2.贵州大学， 贵阳 550025)

中国农业生产方式正在发生深刻变革，绿色发展将是未来农业生产的主基调[1]。绿肥是我国传统农业的精华，栽培利用历史悠久，是协调人与自然、消耗和保护的关键纽带，是低碳农业的重要环节，是确保粮食安全、实现农业可持续发展战略的重要保障。同时，发展绿肥生产也是化肥零增长行动的重要举措，对我国农业生产有着重要的作用[2-3]。果园绿肥是由美国、加拿大等发达国家开发成功并被其普遍采用的一项现代化、标准化果园管理技术[4]。果园栽培绿肥是在果树行间或全园种植多年生草本植物作为覆盖物的一种果园土壤管理方法和制度[5-6]，具有防止水土流失，提高土壤肥力、调节果园微域生态环境等作用[7-8]，是一种“以园养园” “以地养树”的重要有机肥源[9]。发展果园绿肥是多、快、好、省地解决养地用地和有机肥源的良好途径[10]。因此，应大力推广果园种植绿肥作物，促进果园绿色发展。选择适宜的绿肥作物，是果园绿肥生产利用的第一步[11]。我国绿肥资源十分丰富，据中国绿肥试验网的数据，我国绿肥资源有10科42属60多种，共1 000多个品种，生产上常用的有500多个[12]。但对果园种植绿肥的研究还较少，筛选范围较窄，许多研究根据经验选择适宜的品种而未做适应性研究[13-14]。且我国地域广阔，各地区气候差异较大，土壤条件不尽相同，应该遵循因地制宜的原则，选择适合当地环境条件的果园绿肥品种。贵州省修文县猕猴桃产业已完成猕猴桃种植1万hm2，全国排列第4[15]，猕猴桃园施肥以化肥为主，果园绿肥栽培起步较晚，目前仍还处于试验和小面积应用阶段，筛选出适宜当地修文县猕猴桃园种植的绿肥品种并大力推广具有重要意义。因此，以清耕和自然生草为对照，进行了8个绿肥品种秋播田间试验研究。研究了不同绿肥自身生长状况、抑制杂草能力、盛花期生物量、植株养分、对猕猴桃园土壤养分的影响等内容，初步筛选出适宜在贵州修文县猕猴桃园种植的绿肥品种，为筛选出适合贵州修文县猕猴桃园种植的绿肥品种提供理论依据并为大面积推广绿肥种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年10月—2018年5月，在贵州省贵阳市修文县洒坪镇红星村进行，地处北纬26°93′57″、东经106°43′74″，海拔1 308 m，属亚热带温暖湿润季和黑麦草在此期间无明显开花期。

表1 不同绿肥品种的主要生育期比较

处理名称播种期/(年-月-日)出苗期/(年-月-日)出苗密度/(株/m2)全苗期/(年-月-日)初花期/(年-月-日)盛花期/(年-月-日)T1清耕——————T2自然生草——————T3拉巴豆2017-10-31—————T4光叶苕子2017-10-312017-11-05321.00b2017-11-082018-04-042018-04-28T5紫云英2017-10-312017-11-08785.00a2017-11-122018-04-052018-04-24T6胡萝卜2017-10-312017-11-06248.67c2017-11-112018-04-102018-05-01T7黑麦草2017-10-312017-11-07738.33a2017-11-122018-04-122018-04-24T8毛叶苕子2017-10-312017-11-05291.33bc2017-11-082018-04-072018-04-28T9箭筈豌豆2017-10-312017-11-06277.00bc2017-11-102018-04-142018-05-04T10山黎豆2017-10-312017-11-09292.33bc2017-11-142018-04-102018-04-28

注：T 3处理拉巴豆由于播种后无生长，故下面不作分析；小写字母表示差异显著(p<0.05)，相同则不显著，不同则显著，下同；胡萝卜

风气候，土壤类型为黄壤。耕层土壤基本理化性质为有机质37.26 g·kg-1、碱解氮146.08 mg·kg-1、有效磷71.30 mg·kg-1、速效钾180.00 mg·kg-1、pH=5.12、全氮0.23 g·(100 g)-1、全磷0.06%、全钾0.78%。

1.2 试验材料

供试绿肥品种为紫云英、箭筈豌豆、胡萝卜、黑麦草、光叶苕子、毛叶苕子、山黎豆、拉巴豆8个品种，山黎豆种子由国家绿肥产业技术体系南充综合试验站提供，其余绿肥种子由国家绿肥产业技术体系果园及林下栽培岗位科学家提供。猕猴桃果树为4年生的“贵长”猕猴桃品种，株行距3 m×2 m，树势中等。

1.3 试验方法

1.3.1试验设计

试验设10个处理。T 1：ck 1，清耕；T 2：ck 2，自然生草；T 3：拉巴豆；T 4：光叶苕子；T 5：紫云英；T 6：胡萝卜；T 7：黑麦草；T 8：毛叶苕子；T 9：箭筈豌豆；T 10：山黎豆。每个处理3次重复，随机区组设计，小区面积约160 m2。猕猴桃园行间翻耕耙平后播种，绿肥在猕猴桃园行间撒播，树基两侧60 cm不播种绿肥。播种量为：紫云英25 kg·hm-2，山黎豆45 kg·hm-2，毛叶苕子30 kg·hm-2，箭筈豌豆45 kg·hm-2，黑麦草15 kg·hm-2，光叶苕子37.5 kg·hm-2，拉巴豆30 kg·hm-2，胡萝卜9.375 kg·hm-2，果树施肥及其它管理按照当地常规措施统一进行管理。绿肥作物在盛花期前不刈割、不翻压，自然生长。

1.3.2样品采集及测定

绿肥作物样品采集，采用每小区随机取样6株，取地上部分，测定相关指标。土壤采样方法按照农业部《测土配方施肥技术规范》进行，取土深度为0～20 cm，采用多点取样法，将各采样点土样混合均匀，用四分法取混合土样1.00 kg。采集土样后自然风干，去杂、磨碎、过筛备用。

1.4 测定项目及方法

绿肥生育期观测：参照《绿肥种质资源描述规范和数据标准》[12]记录绿肥各主要生育期。

绿肥作物覆盖度测定：用数码相机照相法测定绿肥覆盖度。

绿肥作物生长状况观测：每小区随机选取6株绿肥作物用钢尺测定株高；取1 m2样方调查杂草株数，在盛花期取1.2 m×1.5 m样方测定地上部鲜草产量，以果园种植面积60%计算每公顷产草量。

绿肥作物养分测定：在盛花期测定绿肥鲜草产量同时，取样采用烘干法测定绿肥作物含水量，磨碎后测定氮、磷、钾含量。植株全氮含量采用H2SO4-H2O2联合消煮，蒸馏法测定；全磷含量采用H2SO4-H2O2联合消煮，钼锑抗比色法测定；全钾含量采用H2SO4-H2O2联合消煮，火焰光度法[16]测定。

土壤养分测定：采用烘干法测定土壤含水量；pH采用电位法，水土比1∶1；土壤有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定；全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定；全磷含量采用氢氧化钠熔融，钼锑抗比色法测定；全钾含量采用碳酸钠熔融，火焰光度法测定；碱解氮含量采用碱解扩散法测定；速效磷含量采用NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用醋酸铵浸提，火焰光度法[16]测定。

1.5 数据分析

利用Microsoft Excel 2007软件进行试验数据处理，利用SPSS 20.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同绿肥品种的主要生育期比较

由表1可知，播种日期均为2017年10月31日，拉巴豆播种后无出苗，光叶苕子、毛叶苕子在播种后作物一样时期。下同。

表2 不同绿肥品种田间长势情况

处理名称不同时期田间绿肥长势情况(年-月-日)2017-12-142018-03-182018-04-052018-04-28T1清耕几乎无杂草几乎无杂草几乎无杂草几乎无杂草T2自然生草杂草最多杂草最多杂草最多杂草最多T3拉巴豆————T4光叶苕子良好、不倒伏良好、有直立、有倒伏、良好、匍匐良好、匍匐T5紫云英良好、不倒伏良好、不倒伏良好、有直立、有倒伏良好、有直立、有倒伏T6胡萝卜较差、较稀疏、不倒伏较差、不倒伏较差、有直立、有倒伏较差、有直立、有倒伏T7黑麦草最好、不倒伏最好、不倒伏最好、不倒伏最好、不倒伏T8毛叶苕子良好、不倒伏良好、有直立、有倒伏、良好、匍匐良好、匍匐T9箭筈豌豆良好、不倒伏良好、有直立、有倒伏良好、匍匐良好、匍匐T10山黎豆良好、不倒伏较差、不倒伏较差、有直立、有倒伏较差、有直立、有倒伏

注：调查日期对应绿肥作物时期分别为幼苗期、返青期、初花期、盛花期，但黑麦草和胡萝卜无明显开花期，故此2种调查日期视为跟其他绿肥

表3 不同绿肥品种地表覆盖度调查

5 d出苗，胡萝卜、箭筈豌豆在播种后6 d出苗，黑麦草、紫云英、山黎豆分别在播种后7 d、8 d、9 d出苗。出苗密度最大为紫云英，最小为毛叶苕子，且T 5和T 7处理与各处理存在显著性差异。各绿肥品种全苗期时间为8～14 d，除黑麦草、胡萝卜在此期间无明显开花期外，其余绿肥作物初花期时间在4月上旬，盛花期时间在4月底及5月初。

2.2 不同绿肥品种田间长势情况

由表2可知，清耕处理不定期进行杂草清除，故基本无杂草，而自然生草处理杂草最多。黑麦草长势最好，不倒伏，光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆长势基本一样，长势均良好、在前期不倒伏，后期匍匐。其次为紫云英，长势相比前面较差，最差的为胡萝卜、山黎豆。从绿肥各个时期看，同一绿肥品种不同时期绿肥长势存在差异。综合调查：绿肥长势较好的为黑麦草、光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆。

2.3 不同绿肥品种覆盖度调查

由表3可知，从同一时期不同绿肥品种看，幼苗期黑麦草地表覆盖度最大，其次是箭筈豌豆、毛叶苕子、最差的为胡萝卜。在返青期和初花期，地表覆盖度最大为黑麦草，在4月上旬达到了最大值，其次是箭筈豌豆、光叶苕子，到盛花期时，黑麦草持续保持最大值，光叶苕子和箭筈豌豆次之；从不同时期同一绿肥品种看，黑麦草从3月中旬地表覆盖度基本达到最大值并维持较长时间，其余绿肥品种地表覆盖度持续增大。综合以上调查结果可知：果园种植绿肥能增加果园地表覆盖度(除胡萝卜外)，绿肥地表覆盖度效果较好的为黑麦草、箭筈豌豆、毛叶苕子、光叶苕子。

2.4 不同绿肥品种对抑制果园杂草的影响

由表4可知：从同一时期不同绿肥作物处理的杂草调查结果来看，自然生草处理杂草株数最多，清耕处理不定期进行杂草清除，故杂草株数最少。在幼苗期，杂草株数较少为黑麦草、箭筈豌豆、光叶苕子，返青期为箭筈豌豆、黑麦草、毛叶苕子，初花期为箭筈豌豆、毛叶苕子、光叶苕子、胡萝卜，盛花期为黑麦草、箭筈豌豆。毛叶苕子。从不同时期同一绿肥作物处理调查结果看，随着绿肥作物生育期进行，杂草株数越来越多，自然生草处理杂草也越来越多，但无论任何时期，与T 2处理相比，各处理杂草株数均少于T 2处理且各处理与T 2处理存在显著性差异(初花期T 6处理除外)，故种植绿肥有利于抑制杂草，且黑麦草、光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆4个品种抑制杂草的效果较好。

表4 不同绿肥品种对抑制果园杂草的影响

处理名称杂草株数/(株/m2)2018-12-142018-03-182018-04-052018-04-28T1清耕7.93i14.20h7.19g22.33gT2自然生草164.79a256.00a259.56a279.67aT3拉巴豆————T4光叶苕子98.36f121.11e141.56d153.33deT5紫云英112.29d146.67c154.89c157.33dT6胡萝卜138.88b252.03b258.44a273.00bT7黑麦草86.42h102.45g142.33d135.67fT8毛叶苕子103.40e115.78f135.00e148.67eT9箭筈豌豆89.44g100.78g123.33f138.67fT10山黎豆122.60c134.00d166.67b179.00c

表5 不同绿肥品种株高变化

处理名称株高/cm2017-12-142018-03-182018-04-052018-04-28T1清耕————T2自然生草————T3拉巴豆————T4光叶苕子7.97c23.23c65.87a94.97bT5紫云英2.70d14.90c25.93b38.70cdT6胡萝卜2.67d13.17c22.10b32.90dT7黑麦草17.50a50.47a74.77a123.77aT8毛叶苕子8.43c36.93b62.37a89.43bT9箭筈豌豆12.03b20.50c34.57b48.03cT10山黎豆7.80c10.87c26.17b41.40cd

表6 不同绿肥品种对土壤含水量的影响

处理名称土壤含水量/% 2018-03-18 2018-04-05 2018-04-28 0～20cm20～40cm0～20cm20～40cm0～20cm20～40cmT1清耕15.46i18.01e11.97c15.33c12.03d16.67bT2自然生草17.24g20.38cd16.03bc16.53bc16.07cd18.20abT3拉巴豆——————T4光叶苕子18.56d21.49bc20.73ab21.37a18.60abc19.67abT5紫云英18.24e20.96bcd18.80ab19.83ab17.77abc18.93abT6胡萝卜16.38h18.36e15.83bc16.50bc14.77cd18.13abT7黑麦草21.43a23.99a22.07a22.63a20.97a21.33abT8毛叶苕子19.07c20.70bcd19.37ab22.60a18.40abc19.53abT9箭筈豌豆19.36b21.73b22.13a23.00a20.47ab22.60aT10山黎豆17.77f19.96d16.33bc18.9abc16.30bc19.37ab

2.5 不同绿肥品种株高变化

由表5可知：黑麦草株高从幼苗期到盛花期一直高于其他处理，春季早发、生物量大的毛叶苕子和光叶苕子株高返青期后变化较大。到盛花期，株高依次为黑麦草>光叶苕子>毛叶苕子>箭筈豌豆>山黎豆>紫云英>胡萝卜。

2.6 不同绿肥品种对土壤含水量的影响

由表6可知，0～20 cm、20～40 cm土层土壤含水量清耕处理均最低，胡萝卜处理土壤含水量低于自然生草处理含水量，其余处理土层土壤含水量均高于自然生草处理土层土壤含水量。在返青期，黑麦草土层土壤含水量最高，其次为箭筈豌豆，在初花期，箭筈豌豆土层土壤含水量最高，黑麦草其次，在盛花期0～20 cm土层土壤含水量黑麦草最高，箭筈豌豆其次，20～40 cm土层土壤含水量箭筈豌豆最高，其次为黑麦草。从土层看，20～40 cm土层土壤含水量高于0～20 cm土层土壤含水量。同一绿肥品种的各处理与清耕和自然生草相比，各土层土壤含水量变化存在差异。由以上可知：种植绿肥能增加土壤含水量，增强土壤储水能力，且黑麦草和箭筈豌豆的效果较好。

2.7 不同绿肥品种盛花期植株含水量及产量

由表7可知，盛花期绿肥植株含水量由高到低依次为箭筈豌豆>胡萝卜>山黎豆>光叶苕子>毛叶苕子>紫云英>黑麦草，长势较好的黑麦草含水量最低，为76.76%；盛花期绿肥鲜草产量，黑麦草产草量最大，为57 604.00 kg·hm-2，且显著高于其他处理，其次是毛叶苕子、箭筈豌豆，分别为22 705 kg·hm-2、22 657.80 kg·hm-2，但差异不显著。肥田萝卜鲜草产量最差，为3 933.40 kg·hm-2。

表7 不同绿肥品种盛花期植株含水量及产量

处理名称含水量/%地上部鲜草产量/(g·m-2)总产草量/(kg·hm-2)T1清耕———T2自然生草———T3拉巴豆———T4光叶苕子81.87ab3489.97b20939.80bT5紫云英79.52b698.90b4193.40bT6胡萝卜85.16ab655.57b3933.40bT7黑麦草76.76b9600.73a57604.40aT8毛叶苕子81.42ab3784.17b22705.00bT9箭筈豌豆88.02a3776.30b22657.80bT10山黎豆84.93ab821.10b4926.60b

注：总产草量以植草面积占小区面积的60%计算。

2.8 不同绿肥品种盛花期植株养分含量

由表8可知，不同品种绿肥作物，养分含量各不相同，植株养分含量：全钾>全氮>全磷，其中黑麦草、毛叶苕子、光叶苕子、箭筈豌豆全氮含量显著高于山黎豆、胡萝卜、紫云英全氮含量。毛叶苕子全磷含量最高，其次是黑麦草、光叶苕子、箭筈豌豆、肥田萝卜、山黧豆，紫云英磷含量最低。全钾含量，紫云英最高，为3.59%，其次为光叶苕子、箭筈豌豆、毛叶苕子、黑麦草，肥田萝卜全钾含量最低，为1.99%。

2.9 不同绿肥品种在盛花期对土壤pH值的影响

由图1可知，T 1清耕处理土壤pH值最大，为5.75，其次是T 2处理，为5.63，其余处理均比清耕处理和自然生草处理pH值小，不同绿肥品种其pH值范围为5～5.61，其pH值大小为T 1>T 2>T 5>T 7>T 9>T 6>T 4>T 8>T 10，因此种植绿肥能降低土壤pH值。

表8 不同绿肥品种盛花期植株养分含量

处理名称全氮/%全磷/%全钾/%T1清耕———T2自然生草———T3拉巴豆———T4光叶苕子2.74b0.34bc3.53aT5紫云英1.88f0.25e3.59aT6胡萝卜2.08e0.30d1.99dT7黑麦草2.79a0.35b2.94cT8毛叶苕子2.75b0.37a3.30bT9箭筈豌豆2.54c0.33c3.52aT10山黎豆2.23d0.29d2.04d

图1 不同绿肥品种在盛花期对土壤pH值的影响

2.10 不同绿肥品种在盛花期对土壤肥力的影响

由表9可知，土壤有机质含量，清耕处理最低，自然生草其次，与此两对照相比种植不同品种绿肥能提高土壤有机质含量，其中紫云英有机质含量最大，箭筈豌豆其次，生物量大的黑麦草反而土壤有机质含量较低。土壤全氮含量，黑麦草处理均比清耕处理和自然生草处理低，山黧豆处理和清耕处理与自然生草处理一样，其余处理均高于清耕处理和自然生草处理，其中箭筈豌豆处理最高，毛叶苕子处理其次。土壤全磷含量，种植绿肥各处理均比清耕处理和自然生草处理高且存在显著差异，光叶苕子土壤全磷含量最高，紫云英其次。土壤全钾含量，种植绿肥各处理均比清耕和自然生草处理高且各处理与此两对照存在显著差异，其中光叶苕子处理土壤全钾含量最高，黑麦草处理其次。土壤碱解氮含量，箭筈豌豆处理最高，光叶苕子处理其次，其余各处理均低于自然生草处理高于清耕处理。土壤有效磷含量，种植绿肥各处理均高于对照处理且存在显著差异，其中黑麦草处理最高，箭筈豌豆处理其次。土壤速效钾含量，种植绿肥能提高土壤全钾含量且各处理存在显著差异，其中光叶苕子处理最高，紫云英其次。由以上可知，不同绿肥品种在盛花期对土壤养分有适度的改善效果，但各绿肥作物的改善效果不一样，无突出改良土壤的绿肥作物。

表9 不同绿肥品种在盛花期对土壤肥力的影响

处理名称有机质/(g·kg-1)全氮/[g·(100g)-1]全磷/%全钾/%碱解氮/(mg·kg-1)有效磷/(mg·kg-1)速效钾/(mg·kg-1)T1清耕36.26h0.24cd0.046h0.69e129.89i29.63h160.33iT2自然生草38.85g0.24cd0.052g0.69e160.80c27.73i173.00hT3拉巴豆———————T4光叶苕子45.79d0.25c0.078a0.81a161.17b38.87g461.67aT5紫云英56.89a0.25c0.075b0.73d142.40f40.47f397.67bT6胡萝卜51.80c0.28b0.071c0.72d158.96d66.37c275.67eT7黑麦草44.17e0.23d0.071c0.80a137.99g93.73a271.33fT8毛叶苕子45.79d0.29ab0.064e0.77b137.25h47.83e217.00gT9箭筈豌豆53.54b0.30a0.067d0.75c167.42a72.23b285.67dT10山黧豆39.58f0.24cd0.062f0.81a145.35e48.70d361.67c

3 结论与讨论

绿肥具有适应性广、生长周期短、鲜草养分丰富、分解迅速、有效性好等特点[17]。因我国各地区气候差异较大、土壤条件不相同、绿肥资源丰富[18]，因地制宜的选择适应当地作物特性、种植条件的绿肥，将绿肥投入到果园中，改变农民单施化肥的生产习惯，能达到保护环境、改善和培肥地力的目的，同时也缓解了资源的紧张，降低了农业生产成本，减轻了农民的经济负担，这对走环境友好型的农业可持续发展道路有着十分重要的意义。因此，应大力推广果园种植绿肥作物，促进果园绿色发展。本试验在猕猴桃园行间种植绿肥，以清耕和自然生草为对照，进行了8个绿肥品种秋播田间试验研究。通过田间长势情况、地表覆盖度、抑制果园杂草能力、土壤含水量、植株鲜草产量、植株养分指标综合筛选确定了黑麦草、箭筈豌豆、毛叶苕子适合贵州山区猕猴桃果园种植。即除拉巴豆外，7种绿肥均能正常完成盛花期前生育过程，有一定的覆盖度，起到改善猕猴桃园生态环境的作用，能抑制果园杂草生长、保持土壤水分、改善土壤pH值、适度改善土壤养分等作用。为筛选出适合贵州山区猕猴桃园种植的绿肥品种提供理论依据并为大面积推广绿肥种植提供科学依据。