渭北旱塬毛叶苕子不同翻压量下养分变化特征

摘要 采用尼龙网袋法研究了低（30 000 kg/hm2）、中（45 000 kg/hm2）、高（52 500 kg/hm2）3个翻压量下毛叶苕子的干物质养分变化特征。结果表明， 随着时间推移不同翻压量毛叶苕子的干物质质量减少量与含水量变化趋势类似，均呈逐渐降低趋势;氮、磷、钾养分累积释放量则相反，均呈逐渐增加趋势。至试验结束时各处理干物质的最终含水量依次为55.13%、56.68%和52.74%，氮养分累积释放量依次为2.83 、4.36、5.23 g，磷养分累积释放量依次为0.37、0.52和0.64 g， 钾养分累积释放量依次为3.96、5.38和6.66 g。毛叶苕子营养元素释放量表现为钾>磷>氮，增加翻压量会改变毛叶苕子整体的养分释放量。

关键词 毛叶苕子;养分变化特征;干物质质量减少量

中图分类号 S 551+.2  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）16-0112-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.16.029

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Nutrient Release Characteristics of Different Vicia villosa Green Manure Applications in Weibei Arid Plateau

MA Xin1， DUAN Zhi-long1， WANG Chen-guang2 et al

（1. Yan’an Institute of Agricultural Sciences， Yan’an，Shaanxi  716000;2.Shaanxi Agricultural Technology Extension Center，Xi’an，Shaanxi  710003）

Abstract The nutrient release characteristics of V. villosa were tested with different application amounts. Nylon net bags（30 cm×20 cm）were used to assess three application treatments： low（30 000 kg/hm2）， medium（45 000 kg/hm2）and high（52 500 kg/hm2）. The results showed that the variation trends of dry matter mass reduction and water content of V. villosa with different rolling amounts were similar over time， and they all showed a gradually decreasing trend. The accumulation and release of nitrogen， phosphorus and potassium nutrients were opposite， showed a gradual increasing trend. At the end of the experiment， the final water content of dry matter in each treatment was 55.13%， 56.68% and 52.74%， the cumulative release of nitrogen was 2.83，4.36 and 5.23 g，the cumulative release of phosphorus was 0.37，0.52 and 0.64 g， and the cumulative release of potassium was 3.96，5.38 and 6.66 g.The nutrient release order of Vicia villosa was potassium>phosphorus>nitrogen， and the increase of turning pressure would change the overall nutrient release of Vicia villosa.

Key words Vicia  villosa Roth;Nutrient change  characteristics;Dry matter mass reduction

毛叶苕子（Vicia villosa） 为豆科巢菜属一年生或越年生草本植物，根系发达，根上具有大量粉红色根瘤， 固氮能力强，是优质绿肥作物[1]。它能充分利用冬闲时期的水、光、热和土地资源，翻压还田后不仅为后茬作物提供养分，起到化肥减施的效果，还能改善土壤理化性状，提高作物产量，改善生态环境[2]。段志龙等[3]通过监测发现毛叶苕子枯死时覆盖地表厚度4～7 cm，表层含水量12.3%，减少了水分蒸发，增加了土壤生物蚯蚓的数量，覆盖层保水保墒为主作物的生长发育提供养分和水分。

绿肥翻压后其腐解规律和养分释放特征因地域、作物种类、土壤类型的不同存在明显差异[4-5]，李帅等[4]研究发现不同土壤类型翻压冬牧70均表现为前期腐解速度较快，40 d后降低;薄晶晶等[5]研究发现绿肥腐解速率呈“快速上升-缓慢增加-中低速增长”的倒“S”型，长武怀豆的腐解速率、累积腐解率高于黑麦草，其氮释放也相对较快。毛叶苕子在不同土壤类型下其腐解特征及养分释放规律亦有所不同[2，6]，张成兰等[2]在豫南稻田不同施肥条件下毛叶苕子腐解及养分释放特征的研究表明，不同施肥处理下毛叶苕子养分释放率表现为钾>磷>碳>氮，翻压148 d 氮、磷、钾的累积释放率分别为78.2%～81.2%、89.8%～91.4%、96.3%～97.0%。刘佳

等[6]在红壤旱地的研究表明，毛叶苕子腐解过程为前期迅速、后期缓慢，碳、氮、磷、钾均在翻压后的前20 d大量释放，且增加翻压量会对养分的释放率和释放速率产生影响。因此采用尼龙网袋法[7]研究毛叶苕子干物质养分释放特征，可明确绿肥翻压对土壤养分的贡献，为合理确定绿肥翻压量和化肥配施量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年9—12月在陕西省延安市洛川县凤栖镇西井村（109°26′25″E，35°46′19″N）进行，该地区位于渭北黄土高原沟壑区，海拔1 180 m，暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温为9.2 ℃，昼夜温差15.7 ℃，无霜期167 d，日照时数2 552 h，年均降水量622 mm。土壤类型为黑垆土，有机质含量10.65 g/kg，全氮含量0.49 g/kg，全磷含量0.54 g/kg，全钾含量30.22 g/kg。

1.2 试验设计

试验设3个不同翻压量处理：①180 g/袋（T 1，低翻压量，相当于30 000 kg/hm2）;②270 g/袋（T 2，中翻压量，相当于45 000 kg/hm2）;③315 g/袋（T 3，高翻压量，相当于52 500 kg/hm2）。于2020年9月将盛花期毛叶苕子植株剪成3～4 cm的小段，分装于20 cm×30 cm的尼龙网袋内，翻埋于空白果树行间，深度15～20 cm。毛叶苕子品种为蒙苕1号，采用随机区组排列，3次重复。装袋时毛叶苕子鲜体的含水量为76.36%，养分状况：N 23.37 g/kg，P 2.76 g/kg，K 24.42 g/kg。

1.3 样品采集与测定

于翻压后3、10、17、27、37、47、61、75 d进行埋袋样品取样，取样后去除表面泥土及杂物，将网袋中毛叶苕子残留样品于80 ℃烘箱中烘干称量，计算其植株含水量;粉碎后测定N、P、K养分含量。植株样品经H 2SO 4-H 2O 2消煮后，全氮用凯氏定氮法测定，全磷用钒钼黄比色法测定，全钾用火焰光度法测定[8]。

1.4 数据分析

采用Excel 2016进行数据整理和制作图表，SPSS 22.0统计分析软件进行显著性和相关性分析。计算公式：

质量减少量（g）=M t-M t+1

养分累积释放量（g）=C 0×M 0-C t×M t

式中，C 0为毛叶苕子初始养分含量，C t为毛叶苕子t时刻养分含量;M 0为毛叶苕子初始干物质质量，M t为毛叶苕子t时刻干物质质量。

2 结果与分析

2.1 毛叶苕子干物质含水量变化特征 毛叶苕子翻压后干物质含水量的动态变化见图1。从图1可以看出，随着时间推移不同翻压量毛叶苕子的干物质含水量均呈降低趋势，47 d后T 1、T 2含水量略有上升，至试验结束时各处理干物质的最终含水量依次为55.13%、56.68%和52.74%。 在翻压37 d时，T 3干物质含水量显著高于T 1、T 2（P<0.05），高出9.88%、10.11%;翻压47 d时，T 2、T 3干物质含水量显著高于T 1（P<0.05），高出21.40%、27.29%。

2.2 毛叶苕子干物质质量变化特征

毛叶苕子翻压后干物质质量变化见图2。由图2可知，随着时间推移不同翻压量毛叶苕子的干物质质量减少量与含水量变化趋势类似，均呈逐渐降低趋势，翻压47 d时T 1、T 3处理干物质质量减少量略有上升，61 d时干物质质量减少量呈降低趋势，至试验结束各处理干物质质量减少量趋于一致，含量为6.01～6.65 g。在翻压3、10 d时，T 2、T 3干物质质量减少量显著高于T 1（P<0.05），高出41.59%、71.37%和56.03%、49.38%;翻压61 d时，各处理干物质质量减少量差异显著（P<0.05），T 3干物质质量减小量显著高于T 1、T 2处理599.46%、92.83%，T 2干物质质量减小量显著高于T 1 处理262.73%。

2.3 毛叶苕子氮养分释放量变化特征

随着时间推移不同翻压量毛叶苕子的氮养分累积释放量均呈逐渐增加趋势（图3），纵观翻压后各时期氮养分变化特征，整体表现为T 3>T 2>T 1，至试验结束时各处理氮养分累积释放量依次为2.83、4.36和5.23 g。在翻压10、17、27、37 d时，T 2、T 3氮养分累积释放量显著高于T 1（P<0.05）;翻压47、61、75 d时，各处理氮养分累积释放量差异显著（P<0.05）。

2.4 毛叶苕子磷养分释放量变化特征

随着时间推移不同翻压量毛叶苕子的磷养分累积释放量与氮养分累积释放量变化趋势类似，均呈逐渐增加趋势（图4），纵观翻压后各时期磷养分变化特征，整体表现为T 3>T 2>T 1。至试验结束时各处理磷养分累积释放量依次为0.37、0.52和0.64 g，此时T 3磷养分累积释放量显著高于T 1、T 2处理72.83%、23.52%，T 2处理显著高于T 1 处理39.92%。在翻压3、10、17、27、37、47 d时，T 2、T 3磷养分累积释放量显著高于T 1（P<0.05）。

2.5 毛叶苕子钾养分释放量变化特征

随着时间推移不同翻压量毛叶苕子的钾养分累积释放量与氮、磷养分累积释放量变化趋势类似，均呈逐渐增加趋势（图5）;纵观翻压后各时期钾养分变化特征，整体表现为T 3>T 2>T 1，翻压17、27、37 d时T 2钾养分累积释放量略高于T 3，但未表现出显著

差异。至试验结束时各处理钾养分累积释放量依次为3.96、5.38和6.66 g，此时T 3钾养分累积释放量显著高于T 1、T 2处理68.17%、23.65%，T 2显著高于T 1 处理36.01%。在翻压3、10、47 d时，T 2、T 3钾养分累积释放量显著高于T 1（P<0.05）;在翻压27、37 d时，T 2钾养分累积释放量显著高于T 1（P<0.05）;翻压61 d时，各处理钾养分累积释放量差异显著（P<0.05）。