豆科绿肥作物对云南碱性土壤镉砷有效性的影响及其对镉砷富集能力

为研究在镉（Cd）、砷（As）复合污染的碱性土壤中，种植不同豆科绿肥作物对土壤Cd、As有效性的影响及其对Cd、As的富集能力，采用大田试验，种植箭筈豌豆（箭筈豌豆、西牧333、陇箭1号）、光叶苕子（东川光苕、宣威光苕、云苕8号、东川苕子）、毛叶苕子（蒙苕1号、鲁苕1号）、其他绿肥（褐皮山黧豆、绛三叶）等11种冬季豆科绿肥作物，并以冬闲为对照，于豆科绿肥盛花期及同期测定土壤理化性状，Cd、As有效性，绿肥作物地上部Cd、As含量和富集系数。结果表明：与冬闲相比，种植西牧333的土壤全氮、有效磷含量分别增加91.67%、36.60%，鲜草产量最高，为31 016 kg·hm^-2，土壤有效态Cd、有效态As无显著变化，对Cd、As富集能力较低，富集系数为0.096和0.038。种植褐皮山黧豆的土壤全氮增加98.61%，土壤有效磷降低31.07%，鲜草产量较低，为10 339 kg·hm^-2，土壤有效态Cd无显著变化，土壤有效态As降低32.82%，对Cd、As富集能力较高，富集系数为0.136和0.071。相关性分析表明，土壤全氮与土壤有效态Cd呈极显著正相关、与有效态As呈极显著负相关，土壤有效磷与土壤有效态As呈极显著正相关，碳氮比与鲜草产量呈极显著负相关，与地上部分Cd、As含量呈极显著正相关。在所有豆科绿肥作物中，种植碳氮比较低的西牧333对Cd、As有效性无显著影响，对Cd、As富集能力较低，种植碳氮比较高的褐皮山黧豆对Cd有效性无显著影响，但可显著降低土壤As有效性，对Cd、As富集能力较高。     

三峡库区橘园不同豆科绿肥的生长及养分积累比较

大田试验条件下,比较5种豆科绿肥在三峡库区橘园的生长及养分积累状况。结果表明,除白三叶为多年生绿肥外,毛叶苕子生育期最长,其次为箭筈豌豆和光叶苕子,比紫云英长23~38d。光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆冬前生长较快,覆盖度较高,紫云英和白三叶冬后生长较快。盛花期光叶苕子鲜草产量和氮、磷、钾养分累积量最高,其次为毛叶苕子和箭筈豌豆,再次为紫云英,白三叶最小。5种绿肥均适宜三峡库区秭归橘园生长,正常完成全部生育过程,相对而言,光叶苕子长势较好,各养分积累量较高,具有较强的适应性。     

安徽单季稻田绿肥优化配置与稻季氮肥减施效果研究

为了研究豆科和禾本科绿肥适宜的种植模式,提高绿肥的养分资源高效利用。在绿肥季设置了6个处理：（1）冬闲、（2）紫云英单播、（3）毛叶苕子单播、（4）黑麦草单播、（5）紫云英和黑麦草混播、（6）毛叶苕子和黑麦草混播;并在水稻季对5个绿肥处理进行减氮30%,冬闲处理设置常规施肥和减氮30%处理。结果表明,与单播相比,混播增加了鲜草产量,毛叶苕子和黑麦草混播处理鲜草产量最高（31 582 kg·hm^-2）,同时其氮素积累量显著高于紫云英和黑麦草处理;种植绿肥有利于提高土壤的养分含量,其中黑麦草有机质含量提升最大,较冬闲处理增幅11.25%,豆科和禾本科绿肥混播后,土壤全氮和速效钾的含量显著高于单播黑麦草处理;同时利用冬闲田种植利用绿肥有利于提高水稻产量,其中毛叶苕子、毛叶苕子+黑麦草、紫云英、紫云英+黑麦草处理的水稻产量与100%N处理无显著差异。综上,毛叶苕子和黑麦草混播种植不仅增加绿肥鲜草产量和养分积累量,且提高土壤肥力,同时在减施氮肥下仍获得稳产,是本试验区域内最优的混播种植模式。     

邯郸地区豆科绿肥农艺性状评价

为了合理利用冬闲田培肥土壤,开展了箭筈豌豆、毛叶苕子豆科绿肥农艺性状对比试验,比较不同地区、不同绿肥及不同播期绿肥的株高、根长、地上部鲜重和干重、根部干重和鲜重等农艺性状.结果表明:秋播时成安毛叶苕子、箭筈豌豆农艺性状表现均优于肥乡;成安地区毛叶苕子农艺性状优于箭筈豌豆,而肥乡地区箭筈豌豆略优于毛叶苕子;成安地区秋播优于春播,但秋播不能顺利越冬时应来年春季补种,以还田培肥土壤.     

内蒙古阴山北麓马铃薯与绿肥作物轮作研究

在旱作区进行绿肥作物与马铃薯轮作研究,结果表明,苕子和豌豆增施N、P化肥均有显著的增产效果,增产可达13.0%～36.0%。箭筈碗豆增产效果好于蒙苕一号。尽管马铃薯平衡施肥的茬口后效最好,但与绿肥作物各施磷酸二铵处理之间没有显著差异。毛叶苕子和箭筈碗豆两种绿肥作物茬口对后茬马铃薯产量基本没有影响。绿肥后茬减少施N量30%,减产不明显,说明在干旱地区种植绿肥后可以减少N肥用量30%。     

冬绿肥覆盖翻压对土壤碳、氮含量的影响

为改善华北地区冬闲田生态问题以及为绿肥资源的合理利用提供理论依据,选取二月兰、毛叶苕子和黑麦草3种冬绿肥,以冬闲为对照,进行了9 a连续定位试验。在冬绿肥翻压前采集植物和翻压后采集土壤样品,测定植株生物量、养分含量以及土壤有机碳、微生物量碳、土壤全氮、土壤硝态氮、土壤铵态氮含量等,研究3种不同冬绿肥生物量及覆盖翻压对土壤碳、氮含量的影响。结果表明,二月兰和黑麦草的生物量显著高于毛叶苕子,分别高出48.17%和40.85%;二月兰和毛叶苕子植株全磷及全钾含量高于黑麦草。3种绿肥处理的土壤有机碳、微生物量碳含量均显著高于冬闲,土壤有机碳含量以毛叶苕子处理最高,为13.97 g/kg,土壤微生物量碳含量以二月兰处理最高,为164.13μg/g。与冬闲相比,3种绿肥翻压均不同程度提高了土壤氮含量。豆科绿肥毛叶苕子处理的土壤全氮、硝态氮、铵态氮、微生物量氮含量均为最高,分别比冬闲提高了26.50%、150.97%、52.92%、83.32%。因此,种植绿肥不仅能充分利用大面积的冬闲田,增加土壤冬季覆盖面积,还能提高土壤有机碳、氮含量等,改善生态环境。     

8个绿肥在红壤生地上种植的适应性

在未经培肥熟化的红壤生土,进行紫云英、黄花苜蓿、二月兰、一年生黑麦草、箭筈豌豆、救荒野豌豆、四籽野豌豆、小巢菜等8个绿肥种类的种植试验。结果表明,野豌豆抗病性差,不适宜生地种植;黑麦草和箭筈豌豆产量显著高于其他绿肥,分别达85.740和 61.035 t·hm^-2;箭筈豌豆、小巢菜、四籽野豌豆全氮含量较高,其中箭筈豌豆全氮含量达34.0 g·kg^-1,显著高于其他绿肥种。总体而言,黑麦草和箭筈豌豆适宜在红壤生地种植,并能提供优质高产的有机肥源。     

绿肥种植技术

<正>(1)麦田套(复)种短期绿肥种植技术在有较大面积的冬(春)小麦、啤酒大麦等麦类作物,麦类作物收获到入冬前有2~3个月的空闲期,利用这个空闲期可以发展一季短期豆科绿肥作物。种植方式及范围:主要采用玉米前期间作短期绿肥种植方式。本技术适用于北方地区海拔1100~1700米的春玉米一年一熟制灌溉农业区。以及同类型的玉米种植地区。适宜品种:毛叶苕子、箭筈豌豆种子用量:毛苕子单播播种量4公斤/亩,箭筈     

氮肥水平对几种牧草在冬闲田种植产量的影响

研究了75、150、225 kg/hm²的3个尿素施肥水平对多花黑麦草、燕麦、小黑麦(冬牧70)、饲用豌豆、紫云英、箭筈豌豆、毛苕子在红壤丘陵区冬闲田种植产量的影响。研究结果表明:干草总产量受第1茬影响较大,其变化趋势与第1茬干草产量相似;除紫云英和毛苕子外,225 kg/hm2的3个尿素施肥水平对多花黑麦草、燕麦、小黑麦(冬牧70)、饲用豌豆、紫云英、箭筈豌豆、毛苕子在红壤丘陵区冬闲田种植产量的影响。研究结果表明:干草总产量受第1茬影响较大,其变化趋势与第1茬干草产量相似;除紫云英和毛苕子外,225 kg/hm²处理的总干草产量显著高于75 kg/hm2处理的总干草产量显著高于75 kg/hm²处理(P<0.05)。在"稻-草"模式和"稻-稻-草"模式下,燕麦和多花黑麦草的150、225 kg/hm2处理(P<0.05)。在"稻-草"模式和"稻-稻-草"模式下,燕麦和多花黑麦草的150、225 kg/hm²处理干草产量高于其他牧草,显著高于豆科牧草(P<0.05);在豆科牧草中,除饲用豌豆75 kg/hm2处理干草产量高于其他牧草,显著高于豆科牧草(P<0.05);在豆科牧草中,除饲用豌豆75 kg/hm²和箭筈豌豆75 kg/hm2和箭筈豌豆75 kg/hm²处理外,其他豆科牧草和处理间无显著差异(P>0.05)。     

黄土高原半干旱区种植不同绿肥作物对土壤理化性质的影响

【目的】筛选黄土高原半干旱区适宜种植的最佳绿肥品种,为在黄土高原半干旱区合理种植和绿肥利用、科学休耕养地提供理论依据.【方法】采用田间试验,设置了休闲(CK)以及种植箭筈豌豆(T_1)、沙打旺(T_2)、大豆(T_3)、红豆草(T_4)、蚕豆(T_5)、玉米(T_6)、毛苕子(T_7)、紫花苜蓿(T_8)、豌豆(T_9)10个处理,分析了不同处理对土壤理化性质的影响.【结果】除pH值外,各处理2018年土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾含量均高于2017年,其中种植红豆草pH值降幅最大,速效钾升高显著;种植紫花苜蓿、沙打旺分别显著提高有机质,全氮和全钾;种植箭筈豌豆、毛苕子、豌豆分别显著提高全磷、速效氮、速效磷含量.土壤养分各指标间有一定的相关性.主成分分析表明,种植多年生豆科绿肥红豆草、紫花苜蓿、沙打旺的改土培肥效果优于休闲,种植一年生绿肥作物箭筈豌豆、大豆、蚕豆、玉米、毛苕子及豌豆,其培肥地力的效果均不及休闲.【结论】在黄土高原半干旱区,红豆草、紫花苜蓿和沙打旺是可推广的优质豆科绿肥.     

Effects of long-term green manure application on the content and structure of dissolved organic matter in red paddy soil

Dissolved organic matter (DOM) plays important roles in soil biogeochemistry activity and nutrients transportation in soils, but studies regarding the long-term effects of green manures on the content and structure of DOM in red paddy soil have not been reported yet. A long-term green manure experiment established in 1982 was utilized to test the DOM contents in different treatments, and the spectral characteristics of DOM were investigated by using ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrometry and Fourier transform infrared (FTIR) spectrometry. The experiment included four cropping systems: rice-rice-milk vetch (RRV), rice-rice-rape (RRP), rice-rice-ryegrass (RRG) and rice-rice-winter fallow (RRF), among them, milk vetch, rape, and ryegrass are popular winter green manure species in southern China. The results showed that the content of dissolved organic carbon (DOC), which is widely used to estimate the concentration of DOM, was significantly promoted after the incorporation of green manures compared with the other sampling stages. The contents of aromatic groups and the degree of humification of DOM increased in RRV and RRP, suggesting more complex compositions of the soil DOM after long-term application of milk vetch and rape. The contents of phenol, alcohol and carboxylic acid group at the mature stage of early rice were significantly higher than those at the stage of after green manures turned over, especially for the RRV treatment. The absorption ratio of FTIR indicated that winter plantation of rape increased the aromatic-C/aliphatic-C ratio, and ryegrass increased the aromatic-C/carboxyl-C ratio. In conclusion, long-term planting of milk vetch and rape as green manures increased the degree of aromaticity, humification and average molecular weight of DOM, and made the DOM more stable in red paddy soil.     

Transfer characteristics of nitrogen fixed by leguminous green manure crops when intercropped with maize in northwestern China

To ascertain the possibility of cultivating maize using biological nitrogen fixation (BNF) by leguminous green manure crops in maize/leguminous green manure intercropping systems, BNF and nitrogen (N) transfer were studied in Xining and Wuwei, two typical northwestern Chinese cities. The experimental treatments included monocultured maize, monocultured green manures (hairy vetch and common vetch), and their intercropping systems. The proportions of N derived from the atmosphere (%N_dfa) in intercropping systems were not significantly different from that in monocultured green manure systems at either experimental site, except for that in hairy vetch (HV) in Xining. The amount of N derived from the atmosphere (N_dfa) of common vetch (CV) significantly decreased from 1.16 and 1.10 g/pot in monoculture to 0.77 and 0.55 g/pot when intercropped with maize, in Xining and Wuwei, respectively, and the N_dfa of HV when intercropped significantly decreased from 1.02 to 0.48 g/pot in Xining. In the intercropping systems in Xining and Wuwei, the amounts of N transferred (N_transfer) from CV to maize were 21.54 and 26.81 mg/pot, accounting for 32.9 and 5.9% respectively of the N accumulation in maize, and the values of N_transfer from HV to maize were 39.61 and 46.22 mg/pot, accounting for 37.0 and 23.3%, respectively, of the N accumulation in maize. Path analysis showed that soil nutrient and green manure biomass were mainly related to N_dfa, and that δ¹⁵N had a primary relationship with N_transfer. We found that 5.9–37.0% of N accumulation in maize was transferred from green manures, and that the N transfer ability to maize of HV was higher than that of CV. In conclusion, intercropping with leguminous green manures provided a feasible way for maize to effectively utilize biologically fixed N.     

华北地区旱田绿肥品种筛选试验

本文研究了不同绿肥在华北地区的越冬性及生长情况。结果表明:不同绿肥越冬性有显著差异,冬油菜越冬成活率最高,紫花苜蓿次之,剩余3种冬绿肥(二月兰、毛苕子、草木樨)较低;植被覆盖有助于减少土壤水土流失,冬油菜对土地的覆盖能力最强,紫花苜蓿和二月兰次之,毛苕子和草木樨最差;生物量调查结果表明,冬油菜的地上部生物量最大,紫花苜蓿和二月兰次之,毛苕子和草木樨最低。研究结果为绿肥在华北地区旱田的应用提供了参考。     

混合绿肥还田对双季稻干物质积累及产量的影响

2018年4月至2019年11月,以早稻品种中早39、晚稻品种玉针香为材料,设计6个处理,分别为不施用绿肥还田(CK)、施用紫云英还田(T1)、施用紫云英及黑麦草还田(T2)、施用紫云英及油菜还田(T3)、施用箭舌豌豆及黑麦草还田(T4)、施用箭舌豌豆及油菜还田(T5),研究豆科与非豆科绿肥混合还田对双季稻叶片光合特性、干物质积累与分配规律及产量的影响。结果表明：与CK相比,绿肥还田明显降低早稻生育前期叶片净光合速率和群体干物质积累,显著促进早、晚稻生育后期干物质积累,提高剑叶净光合速率,2年双季稻平均增产2.88%~14.74%;与T1相比,T3、T5处理有利于早、晚稻高光效群体形成,早、晚稻成熟期干物质积累量显著增加,剑叶净光合速率维持在较高水平;豆科与非豆科绿肥混合还田对双季稻有效穗数、结实率和产量有显著影响,双季稻有效穗数、结实率与产量呈显著正相关(P＜0.05);与CK相比,T3处理的产量最高,达17.13 t/hm2,2年双季稻产量平均增加14.74%。紫云英与油菜混合还田能有效提高双季稻生育后期叶片叶绿素含量,延缓剑叶净光合速率下降,促进双季稻干物质积累与分配,显著提高成熟期干物质积累量和稻谷产量,是比较适宜的绿肥混合还田模式。     

3种有机物料对土壤镉有效性及水稻镉吸收转运的影响

种植绿肥、秸秆还田和施用有机肥是稻田土壤有机质提升的主要途径,明确其对土壤镉（Cd）有效性及水稻吸收积累Cd的影响,对于我国南方Cd污染稻田的安全利用具有重要指导意义。采用田间小区试验,设置等量（2 250 kg·hm^-2,干质量）紫云英、油菜秆和有机肥施用处理,通过测定二乙烯三胺五乙酸提取态Cd （DTPA-Cd）、根表铁膜Cd含量和水稻各部位Cd含量,结合土壤理化指标和酶活性变化,对比分析3种有机物料对Cd在土壤-水稻系统迁移转运的影响并探讨其机理。结果表明： 3种有机物料提高了土壤溶解性有机碳（DOC）、有机质含量和水稻产量,增强了土壤过氧化氢酶和纤维素酶活性,在一定程度上增加了根表铁膜量及其Cd吸附量。与CK相比,紫云英、油菜秆和有机肥处理水稻根对Cd的吸收分别增加4.22%、16.99%和38.27%（P<0.05）,Cd由水稻根向稻谷的转运系数和叶向稻谷的转运系数均明显提高,水稻稻谷Cd含量分别显著增加32.67%、39.60%和54.46%（P<0.05）。在Cd污染土壤上施用有机物料虽能提升土壤肥力,但会促进水稻根系对Cd的吸收和向稻谷的转运。因此在南方Cd污染稻田应谨慎施用有机物料,防止由此导致的稻米Cd积累风险。     

水稻－绿肥轮作对滩涂土壤肥力的影响

[目的]提高沿海滩涂土壤肥力,促进农业可持续发展。[方法]在稻田布置了连续3年的冬种紫云英、蚕豆翻压还田,研究水稻-绿肥轮作对滩涂土壤肥力的影响。[结果]与冬闲处理相比,绿肥还田能增加土壤有机质,提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。经过3年的稻-绿肥轮作,紫云英对土壤肥力的提升效果优于蚕豆,紫云英区土壤有机质和全氮分别提高了16.13%和14.81%。[结论]稻-紫云英轮作是一种较好的轮作模式。     

长期绿肥利用下红壤性水稻土有机碳和可溶性有机碳的垂直分布特征

为了探讨长期绿肥翻压对红壤性水稻土有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)垂直分布的影响,利用在江西丰城水稻田进行了8 a的长期定位试验,研究了不施肥不种植绿肥(CK)、不施肥种植绿肥(M)、施用化肥(F)和施用化肥并种植绿肥(F+M)4个处理下土壤SOC和DOC的垂直分布特征,以及SOC和DOC的计量关系。结果表明,早稻和晚稻季土壤SOC和DOC含量随深度变化可以用S函数描述,拟合曲线的决定系数分别为0.928~0.966和0.876~0.975,均达到极显著(P<0.01)水平。施用化肥或绿肥还田(F、M和F+M处理)主要影响了表层(0~20 cm)土壤的SOC和DOC,20 cm以下土层各处理的SOC和DOC差异不显著。绿肥还田(F+M和M处理)显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC和DOC,而化肥处理(F)仅显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC。与CK相比,M、F、F+M处理的早稻季表层土壤SOC含量分别显著(P<0.05)提高了51.1%、80.9%、92.8%,M、F+M处理的早稻季表层土壤DOC含量分别显著(P<0.05)提高了12.9%、46.2%,M、F、F+M处理的晚稻季表层土壤SOC和DOC含量分别显著(P<0.05)提高了66.6%、81.3%、81.2%和37.1%、10.8%、45.2%。表层土壤DOC含量随SOC呈线性增长,晚稻季DOC随SOC增长率要高于早稻季。施肥降低了土壤DOC/SOC,但施用绿肥减缓了DOC/SOC下降。可见,绿肥不仅有利于土壤有机碳提高,同时有利于土壤有机碳生态功能的稳定。     

河西绿洲灌区玉米间作绿肥高效种植模式研究

在河西绿洲生态条件下,研究了玉米与不同绿肥作物的间作模式。结果表明:压青处理的玉米产量均高于根茬处理,其中以玉米间作草木樨(压青)处理的玉米产量为最高,较对照单作玉米增产6.37%;玉米间作箭豌豆混播毛苕子的绿肥产草量和绿肥植株根瘤数明显高于其它处理。各间作模式下土壤含水量的变化以压青处理相对稳定。     

绿肥作物紫云英研究进展

紫云英作为一种绿肥作物,有改善土壤理化性状、增加土壤微生物数量和多样性及提高土壤肥力的作用。本文概述中国紫云英主要种质资源,总结紫云英种植模式与栽培技术要点、还田腐解特征及其还田后对土壤地力和后茬作物的影响,以期为紫云英的合理利用和农田养分的科学管理提供参考依据。     

绿肥作物矿化分解对土壤镉有效性的影响研究进展

绿肥是一种生物有机肥,其矿化分解是绿肥作物翻压进入土壤中被微生物分解产生植物可直接利用的物质的过程。绿肥矿化分解可影响土壤镉（Cd）有效性,但绿肥与Cd有效性两者并非简单的线性相关。本文综述分析了绿肥作物矿化分解对土壤Cd有效性的影响及其作用机理。结果表明：在绿肥翻压进入土壤被微生物分解的过程中,土壤中的可溶性有机质、pH值与Eh值、铁还原和微生物群落均影响重金属Cd在土壤中的迁移,可以使重金属Cd固定在土壤中或在植物根系表面沉淀;作物细胞拦截可降低Cd向地上部分的转运,最终只有极少量Cd到达作物的可食用部分。但由于受到绿肥用量、作物品种、土壤理化性状等其他因素的干扰,绿肥对土壤中Cd的修复效果具有不确定性。最后,通过总结分析绿肥对土壤性质的影响和其他因素对绿肥的干扰,阐明了绿肥对土壤中Cd有效性的影响机制。