不同冬閑綠肥輪作處理對玉米生長和產(chǎn)量指標的影響

寧曉光 趙秋 張新建 程文娟

摘 ? ?要：為了明確綠肥植物的培肥效果，以‘鄭單958為材料，研究了二月蘭（Orychophragmus violaceus）、毛苕（Vicia villosa Roth）、草木樨（Melilotus officinalis L.）、黑麥（Secale cereale L.）、冬油菜（Brassica campestris L.）、紅三葉（Trifolium pratense）和多年生黑麥草（Lolium perenne L.）以及二月蘭+毛苕、黑麥+毛苕等9個冬閑綠肥植物還田處理對玉米株高、莖粗、總生物量、籽粒產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響，以冬閑處理作為對照。結(jié)果表明：與冬閑處理相比，除黑麥、毛苕、二月蘭+毛苕處理外，其他綠肥還田處理均可提高玉米株高，提高范圍2.52%～4.84%;各綠肥還田處理均可提高玉米莖粗、總生物量（秸稈+籽粒）和籽粒產(chǎn)量，增幅分別為2.43%～33.01%，1.81%～18.98%，2.57%～15.12%，分別以二月蘭+毛苕、二月蘭+毛苕和黑麥處理增幅最大;二月蘭、草木樨和黑麥+毛苕處理可提高玉米收獲指數(shù)，其中以黑麥+毛苕處理收獲指數(shù)最高。因不同處理對后茬作物——玉米的影響不同，故在實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際用途選擇適宜的冬閑綠肥進行輪作。

關(guān)鍵詞：綠肥;輪作;玉米;產(chǎn)量

中圖分類號：S513;S142 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ?DOI 編碼：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

玉米作為糧食和飼料兼用作物，人均占有量被視為畜牧業(yè)發(fā)展和人民生活水平的重要標志之一[1]。在我國，玉米作為主要的糧食作物[2]，種植面積約占耕地總面積的1/5，總產(chǎn)量占25%以上。截至2017年，天津地區(qū)玉米播種面積約20萬hm2。

綠肥是用綠色植物體制成的肥料，綠肥是一種養(yǎng)分完全的生物肥源，其肥料價值表現(xiàn)在地上、地下兩部分養(yǎng)分含量。植物體中養(yǎng)分含量越高，作綠肥翻壓后為土壤提供的養(yǎng)分越多[3]。綠肥還田和根茬可以改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，有效增加土壤有機質(zhì)含量，提高土壤肥力[4]。了解不同綠肥品種的形態(tài)特征及品質(zhì)，對綠肥植物的肥飼兼用、糧草搭配、降低病蟲害、提高糧食產(chǎn)量和品質(zhì)有指導(dǎo)意義[5-6]。

隨著化肥、農(nóng)藥的過度施用，土壤結(jié)構(gòu)受到破壞，農(nóng)業(yè)面源污染等環(huán)境問題不斷顯現(xiàn)，同時對玉米病蟲害防治和品質(zhì)亦產(chǎn)生越來越多的負面影響[7]。為了提高玉米品質(zhì)和實現(xiàn)土壤資源的持續(xù)利用，綠肥作為一種生態(tài)友好型肥料被人們所重視[8]。鄧力超[9]等研究了綠肥油菜翻壓還田對土壤肥力及水稻產(chǎn)量的影響，表明種植翻壓綠肥對維持和提高土壤肥效以及促進后茬作物增產(chǎn)有顯著效果;官會林[10]等研究綠肥輪作對植煙土壤酶活性與微生物量碳和有機碳的影響，表明不同復(fù)種模式下均能提高土壤酶活性、土壤微生物碳及土壤有機碳的質(zhì)量分數(shù);程會丹[11]等研究綠肥對土壤有機碳含量、質(zhì)量及穩(wěn)定性的影響，表明綠肥的種植與利用不僅能為作物提供各種營養(yǎng)物質(zhì)，促進作物增產(chǎn)，而且可增加土壤的有機物料輸入，實現(xiàn)固定土壤碳素的目的。

本試驗通過研究冬閑綠肥還田對玉米產(chǎn)量、構(gòu)成要素及收獲指數(shù)的影響，為冬閑綠肥與玉米輪作的綠肥還田技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2017年在天津市武清現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新基地進行，種植方式為玉米一年一熟制。供試土壤為潮土，土壤的基本理化性狀：硝態(tài)氮3.45 mg·kg-1，速效磷9.06 mg·kg-1，速效鉀244.5 mg·kg-1，全氮1.04%。玉米品種為‘鄭單958。

1.2 試驗方法

本試驗設(shè)計10個輪作處理，人工撒播，分別為：T1，冬閑;T2，多年生黑麥草（100 g）;T3，毛苕（150 g）;T4，二月蘭（150 g）;T5，冬油菜（50 g）;T6，二月蘭+毛苕（75 g+75 g）;T7草木樨（100 g）;T8，黑麥+毛苕（75 g+75 g）;T9，黑麥（150 g）;T10，紅三葉（100 g）。

試驗小區(qū)長6 m，寬3 m，完全隨機排列，每個處理3次重復(fù)。前茬于2016年9月中旬種植冬閑綠肥，第二年種植玉米前，將綠肥粉碎還田，5月9日種植玉米。每個處理底施尿素194.25 kg·hm-2;氯化鉀127.65 kg·hm-2;二銨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 調(diào)查項目

1.3.1 收獲指數(shù)[12] ? ?各處理小區(qū)取均勻地段1 m×1 m面積上的玉米地上部分全株收獲，分別裝入網(wǎng)袋，稱取植株和玉米的鮮質(zhì)量，完全自然風(fēng)干后稱取干質(zhì)量。收獲指數(shù)=籽粒產(chǎn)量/生物量。

1.3.2 株高、莖粗 ? ?各處理小區(qū)自收獲樣段選取代表性植株3株測量株高和莖粗。

1.3.3 籽粒產(chǎn)量 ? ?各處理小區(qū)選擇長勢均勻地段，收取1 m×1 m的樣方，測定籽粒的產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。各處理間的差異顯著性用Tukey法檢測。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 不同冬閑綠肥輪作處理對玉米株高和莖粗的影響

由表1可知，各處理株高變化趨勢為：T5（冬油菜）>T10（紅三葉）>T7（草木樨）>T2（多年生黑麥草）>T4（二月蘭）>T8（黑麥+毛苕）>T1（冬閑）>T9（黑麥）>T3（毛苕）>T6（二月蘭+毛苕），其中，處理T5（冬油菜）、T7（草木樨）、T10（紅三葉）與冬閑處理T1差異顯著（P<0.05），其他處理差異均不顯著（P>0.05）;綠肥還田處理間，處理T5（冬油菜）、T7（草木樨）、T10（紅三葉）與處理T6（二月蘭+毛苕）、T3（毛苕）、T9（黑麥）差異顯著（P<0.05），處理T6（二月蘭+毛苕）與處理T2（多年生黑麥草）差異顯著（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05）。

各處理莖粗變化趨勢為：T9（黑麥）>T6（二月蘭+毛苕）>T5（冬油菜）>T3（毛苕）>T10（紅三葉）>T2（多年生黑麥草）>T8（黑麥+毛苕）>T4（二月蘭）>T7（草木樨）>T1（冬閑），其中，處理T3（毛苕）、T5（冬油菜）、T6（二月蘭+毛苕）、T9（黑麥）、T10（紅三葉）與冬閑處理T1差異顯著（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05）;綠肥還田處理間，處理T2（多年生黑麥草）、T4（二月蘭）、T7（草木樨）、T8（黑麥+毛苕）與處理T3（毛苕）、T5（冬油菜）、T6（二月蘭+毛苕）、T9（黑麥）差異顯著（P<0.05），處理T10（紅三葉）與處理T9（黑麥）差異顯著（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05）。

2.2 不同冬閑綠肥輪作處理對玉米生物量和收獲指數(shù)的影響

由表2可知，各處理生物量變化趨勢為：T6（二月蘭+毛苕）>T3（毛苕）>T5（冬油菜）>T9（黑麥）>T10（紅三葉）>T2（多年生黑麥草）>T7（草木樨）>T8（黑麥+毛苕）>T4（二月蘭）>T1（冬閑），其中處理T3（毛苕）、T5（冬油菜）、T6（二月蘭+毛苕）、T9（黑麥）與冬閑處理T1差異顯著（P<0.05）;綠肥還田處理間，處理T6（二月蘭+毛苕）與處理T2（多年生黑麥草）、T4（二月蘭）、T7（草木樨）、T8（黑麥+毛苕）、T10（紅三葉）差異顯著（P<0.05），處理T4（二月蘭）與處理T3（毛苕）差異顯著（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05）。各處理籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為：T6（二月蘭+毛苕）>T8（黑麥+毛苕）>T5（冬油菜）>T9（黑麥）>T7（草木樨）、T3（毛苕）>T4（二月蘭）>T10（紅三葉）>T2（多年生黑麥草）>T1（冬閑），與冬閑處理T1相比較，綠肥還田處理T2～T10玉米籽粒增產(chǎn)2.57%～15.12%，其中，處理T6（二月蘭+毛苕）、T8（黑麥+毛苕）與T1（冬閑）差異顯著（P<0.05）;綠肥還田處理間，處理T6（二月蘭+毛苕）與處理T2（多年生黑麥草）、T4（二月蘭） 、T10（紅三葉）差異顯著（P<0.05），其他各處理間差異均不顯著（P>0.05）。各處理的收獲指數(shù)表現(xiàn)為：T8（黑麥+毛苕） >T4（二月蘭） >T7（草木樨）>T1（冬閑）>T10（紅三葉）>T5（冬油菜）>T9（黑麥）、T6（二月蘭+毛苕）>T2（多年生黑麥草）>T3（毛苕），其中T8處理與T1（冬閑）差異顯著（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05）。

3 結(jié)論與討論

綠植物肥作為有機肥的一種，在肥料結(jié)構(gòu)中占有重要位置，對促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有獨特的作用;綠肥對農(nóng)作物具有的一些特殊功能，是其他有機肥不可取代的，其利用前景十分廣闊[13-16]，國內(nèi)相關(guān)研究較多[17-25]。

本試驗中，與冬閑處理相比，除處理T9（黑麥）、T3（毛苕）、T6（二月蘭+毛苕）外，其他綠肥還田處理均可提高玉米株高，提高范圍2.52%～4.84%;各綠肥還田處理均可提高玉米莖粗、總生物量（秸稈+籽粒）和籽粒產(chǎn)量，增幅分別為2.43%～33.01%，1.81%～18.98%，2.57%～15.12%，分別以處理T6（二月蘭+毛苕）、T6（二月蘭+毛苕）和T9（黑麥）增幅最大;處理T4（二月蘭）、T7（草木樨）和T8（黑麥+毛苕）可提高玉米收獲指數(shù)，其中以處理T8（黑麥+毛苕）收獲指數(shù)最高。綜合說明，不同的綠肥還田處理對后茬作物——玉米的影響不同，有的著重通過提高莖粗促進玉米籽粒產(chǎn)量的增加，進而促進了總生物量的提高，如處理T6（二月蘭+毛苕）;有的處理著重增加其秸稈產(chǎn)量，如處理T3（毛苕）;有的處理著重增加籽粒產(chǎn)量與秸稈產(chǎn)量的配比（即收獲指數(shù)），如處理T8（黑麥+毛苕）。因此，在實際生產(chǎn)中，可根據(jù)玉米的實際用途（收獲籽?；蛘呤斋@全株玉米做青貯飼料）選擇不同的冬閑處理方式。

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