红壤旱地上4种冬绿肥适宜播种量研究

doi:10.11686/cyxb2020359

草业学报 ›› 2021, Vol. 30 ›› Issue (10): 137-146.DOI: 10.11686/cyxb2020359

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红壤旱地上4种冬绿肥适宜播种量研究

陈晓芬¹(), 张路平², 秦文婧¹, 陈静蕊¹, 徐样庚³, 刘明⁴, 李忠佩⁴, 徐昌旭¹, 刘佳¹()

^1.江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所，国家红壤改良工程技术研究中心，江西南昌 330200
^2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，耕地培育技术国家工程实验室，北京 100081
^3.鹰潭市余江区植保植检站，江西鹰潭 335200
^4.中国科学院南京土壤研究所，江苏南京 210008

收稿日期:2020-07-28 修回日期:2020-10-10 出版日期:2021-09-16 发布日期:2021-09-16
通讯作者: 刘佳
作者简介:Corresponding author. E-mail： liujia422@126.com
陈晓芬（1987-），女，安徽阜阳人，助理研究员，博士。E-mail： issxfchen@163.com
基金资助:
国家绿肥产业技术体系(CARS-22-Z-06);国家自然科学基金项目(41661052);江西省农业科学院创新基金项目(20182 CBS002);“国家红壤改良工程技术研究中心”开放基金课题(2020NETRCRSI-6)

A study of the appropriate seeding rates for four winter green manure crops in an upland red soil of Southern China

Xiao-fen CHEN¹(), Lu-ping ZHANG², Wen-jing QIN¹, Jing-rui CHEN¹, Yang-geng XU³, Ming LIU⁴, Zhong-pei LI⁴, Chang-xu XU¹, Jia LIU¹()

^1.National Engineering & Technology Research Center for Red Soil Improvement，Soil and Fertilizer & Resources and Environment Institute，Jiangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanchang 330200，China
^2.National Engineering Laboratory for Improving Quality of Arable Land，Institute of Agricultural Resources and Regional Planning，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China
^3.Plant Protection and Inspection Station of Yujiang District，Yingtan City，Yingtan 335200，China
^4.Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210008，China

Received:2020-07-28 Revised:2020-10-10 Online:2021-09-16 Published:2021-09-16
Contact: Jia LIU

摘要/Abstract

摘要：

以红壤旱地4种冬绿肥（鼠茅草、毛叶苕子、冬油菜和肥田萝卜）为研究对象，通过田间试验研究不同播种量对供试绿肥品种生物量、养分含量和养分积累量的影响，以期确定4种冬绿肥在红壤旱地的适宜播种量，为绿肥种植提高土壤肥力、保障红壤区农业可持续发展提供理论依据。试验设5个播种量处理，分别为15、30、45、60和75 kg·hm^-2。结果表明，随播种量增加，4种冬绿肥地上部生物量（鲜重和干重）呈先上升后下降或趋于平稳的变化趋势。所有播种量处理中，鼠茅草在30 kg·hm^-2播种量下生物量最大，而其余3种绿肥生物量达最大时的播种量为60 kg·hm^-2。播种量显著影响绿肥植株体内碳、氮、磷、钾、钙和镁元素的含量，不同绿肥品种的同一养分元素含量对播种量的响应也有明显差异。4种绿肥养分元素的积累量均随播种量增加呈先上升后下降的变化趋势。综合考虑绿肥的生物量和养分积累量，通过回归方程拟合发现，本试验条件下鼠茅草、毛叶苕子、冬油菜和肥田萝卜在红壤旱地上的适宜播种量范围分别为30.7~32.7 kg·hm^-2、50.4~63.4 kg·hm^-2、53.5~61.4 kg·hm^-2和63.0~80.1 kg·hm^-2。

关键词: 冬绿肥, 播种量, 生物量, 养分含量, 养分积累量

Abstract:

This research studied effects of seeding rate in four winter green manure crops： Vulpia myuros， Vicia villosa， Brassica napus and Raphanus sativus， sown in a field trial in an upland red soil. The trial included five seeding rate treatments： 15， 30， 45， 60 and 75 kg·ha^-1. The effects of the different seeding rates on aboveground biomass， nutrient contents and nutrient accumulations of the tested varieties were investigated to determine the appropriate seeding rates of the four winter green manures， and to provide the relevant technical information for increasing soil fertility by green manure planting， so as to ensure sustainable agricultural development in the red soil region. It was found that the aboveground biomass （fresh and dry weight） of the four winter green manures followed a pattern of increase with increasing seeding rate at lower seeding rates and then decreased or tended to be stable at higher seeding rates. The biomass of V.myuros was highest when sown at the seeding rate of 30 kg·ha^-1， while biomass of the other three crops was highest when sown at 60 kg·ha^-1. Seeding rates significantly affected elemental concentrations of carbon， nitrogen， phosphorus， potassium， calcium and magnesium of the various green manure crops. Also， particular nutrient elements of different green manure crops responded differently to crop seeding rate. The nutrient accumulation of the four green manure crops increased with increasing seeding rate at lower seeding rates， and decreased at higher seeding rates. From multivariate evaluation of biomass and nutrient accumulation and based on regression equations， the appropriate seeding rates of V. myuros， V. villosa， B. napus and R. sativus in upland red soil under this experimental condition were 30.7-32.7 kg·ha^-1， 50.4-63.4 kg·ha^-1， 53.5-61.4 kg·ha^-1 and 63.0-80.1 kg·ha^-1， respectively.

Key words: winter green manure, seeding rate, biomass, plant nutrient content, plant nutrient accumulation

陈晓芬, 张路平, 秦文婧, 陈静蕊, 徐样庚, 刘明, 李忠佩, 徐昌旭, 刘佳. 红壤旱地上4种冬绿肥适宜播种量研究[J]. 草业学报, 2021, 30(10): 137-146.

Xiao-fen CHEN, Lu-ping ZHANG, Wen-jing QIN, Jing-rui CHEN, Yang-geng XU, Ming LIU, Zhong-pei LI, Chang-xu XU, Jia LIU. A study of the appropriate seeding rates for four winter green manure crops in an upland red soil of Southern China[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2021, 30(10): 137-146.

图/表 6

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绿肥品种 Green manure variety	播种量 Seeding rate （kg·hm^-2）	C （g·kg^-1）	N （g·kg^-1）	P （g·kg^-1）	K （g·kg^-1）	Ca （g·kg^-1）	Mg （g·kg^-1）
鼠茅草V. myuros	15	337.1±1.2b	38.31±0.57a	4.29±0.05a	33.81±0.70a	2.56±0.06ab	1.67±0.02a
	30	338.4±6.3b	35.33±1.12b	4.09±0.03b	33.68±0.66a	2.49±0.03b	1.60±0.05a
	45	355.6±9.7a	35.49±0.53b	3.65±0.10c	30.96±1.64b	2.62±0.01ab	1.41±0.03b
	60	349.6±1.7ab	35.84±0.26b	3.63±0.02c	30.24±0.26b	2.63±0.17ab	1.41±0.09b
	75	357.2±15.3a	32.57±0.38c	3.33±0.03d	30.31±0.48b	2.84±0.35a	1.37±0.05b
毛叶苕子V. villosa	15	339.0±4.6b	43.61±1.08b	5.68±0.12b	39.22±0.90a	5.60±0.07c	2.82±0.02a
	30	309.9±6.3d	36.28±1.32c	5.21±0.14c	38.57±0.53a	5.65±0.05c	2.65±0.06b
	45	321.7±1.6c	35.86±0.98c	5.29±0.05c	38.78±0.66a	8.65±1.60a	2.67±0.08b
	60	365.3±3.7a	48.58±2.59a	5.99±0.05a	38.46±0.28a	6.87±0.04bc	2.60±0.04b
	75	367.0±4.2a	46.23±3.27ab	5.08±0.15c	39.07±0.56a	7.09±0.11b	2.44±0.05c
冬油菜B. napus	15	358.9±4.3bc	33.21±1.13a	4.82±0.29a	47.61±0.21a	8.18±0.18c	2.24±0.10a
	30	373.8±4.4a	32.09±1.38ab	4.37±0.11b	37.75±0.24c	10.79±0.06a	2.17±0.07a
	45	351.1±3.4c	30.67±0.25b	4.34±0.26b	42.46±1.11b	9.63±0.19b	2.34±0.10a
	60	361.5±3.1abc	27.66±0.27c	3.19±0.10d	41.99±1.12b	9.33±0.43b	1.67±0.10c
	75	365.0±13.4ab	28.08±0.90c	3.74±0.04c	38.62±0.73c	9.22±0.31b	1.84±0.10b
肥田萝卜R. sativus	15	355.6±2.6a	26.40±0.59c	3.43±0.05d	38.07±0.98b	12.61±0.23c	2.27±0.10b
	30	341.0±4.0b	34.68±1.24ab	4.60±0.07a	41.36±1.49a	14.99±0.61ab	2.87±0.14a
	45	362.1±6.5a	33.43±0.56b	3.67±0.02c	31.17±0.24d	15.47±0.19a	2.21±0.13b
	60	353.9±5.6a	35.16±0.33a	3.35±0.11d	34.69±0.66c	15.40±0.21ab	2.12±0.03b
	75	355.6±8.6a	35.71±1.07a	4.00±0.08b	37.11±0.21b	14.77±0.23b	2.15±0.12b

绿肥品种 Green manure variety	播种量 Seeding rate （kg·hm^-2）	C （g·kg^-1）	N （g·kg^-1）	P （g·kg^-1）	K （g·kg^-1）	Ca （g·kg^-1）	Mg （g·kg^-1）
鼠茅草V. myuros	15	337.1±1.2b	38.31±0.57a	4.29±0.05a	33.81±0.70a	2.56±0.06ab	1.67±0.02a
	30	338.4±6.3b	35.33±1.12b	4.09±0.03b	33.68±0.66a	2.49±0.03b	1.60±0.05a
	45	355.6±9.7a	35.49±0.53b	3.65±0.10c	30.96±1.64b	2.62±0.01ab	1.41±0.03b
	60	349.6±1.7ab	35.84±0.26b	3.63±0.02c	30.24±0.26b	2.63±0.17ab	1.41±0.09b
	75	357.2±15.3a	32.57±0.38c	3.33±0.03d	30.31±0.48b	2.84±0.35a	1.37±0.05b
毛叶苕子V. villosa	15	339.0±4.6b	43.61±1.08b	5.68±0.12b	39.22±0.90a	5.60±0.07c	2.82±0.02a
	30	309.9±6.3d	36.28±1.32c	5.21±0.14c	38.57±0.53a	5.65±0.05c	2.65±0.06b
	45	321.7±1.6c	35.86±0.98c	5.29±0.05c	38.78±0.66a	8.65±1.60a	2.67±0.08b
	60	365.3±3.7a	48.58±2.59a	5.99±0.05a	38.46±0.28a	6.87±0.04bc	2.60±0.04b
	75	367.0±4.2a	46.23±3.27ab	5.08±0.15c	39.07±0.56a	7.09±0.11b	2.44±0.05c
冬油菜B. napus	15	358.9±4.3bc	33.21±1.13a	4.82±0.29a	47.61±0.21a	8.18±0.18c	2.24±0.10a
	30	373.8±4.4a	32.09±1.38ab	4.37±0.11b	37.75±0.24c	10.79±0.06a	2.17±0.07a
	45	351.1±3.4c	30.67±0.25b	4.34±0.26b	42.46±1.11b	9.63±0.19b	2.34±0.10a
	60	361.5±3.1abc	27.66±0.27c	3.19±0.10d	41.99±1.12b	9.33±0.43b	1.67±0.10c
	75	365.0±13.4ab	28.08±0.90c	3.74±0.04c	38.62±0.73c	9.22±0.31b	1.84±0.10b
肥田萝卜R. sativus	15	355.6±2.6a	26.40±0.59c	3.43±0.05d	38.07±0.98b	12.61±0.23c	2.27±0.10b
	30	341.0±4.0b	34.68±1.24ab	4.60±0.07a	41.36±1.49a	14.99±0.61ab	2.87±0.14a
	45	362.1±6.5a	33.43±0.56b	3.67±0.02c	31.17±0.24d	15.47±0.19a	2.21±0.13b
	60	353.9±5.6a	35.16±0.33a	3.35±0.11d	34.69±0.66c	15.40±0.21ab	2.12±0.03b
	75	355.6±8.6a	35.71±1.07a	4.00±0.08b	37.11±0.21b	14.77±0.23b	2.15±0.12b

绿肥品种Green manure variety	C	N	P	K	Ca	Mg
鼠茅草 V. myuros	0.661^**	-0.817^**	-0.966^**	-0.837^**	0.519^*	-0.879^**
毛叶苕子V. villosa	0.681^**	0.456	-0.172	-0.095	0.470	-0.887^**
冬油菜B. napus	-0.001	-0.903^**	-0.802^**	-0.549^*	0.101	-0.696^**
肥田萝卜 R. sativus	0.217	0.774^**	-0.030	-0.349	0.617^*	-0.480

绿肥品种Green manure variety	C	N	P	K	Ca	Mg
鼠茅草 V. myuros	0.661^**	-0.817^**	-0.966^**	-0.837^**	0.519^*	-0.879^**
毛叶苕子V. villosa	0.681^**	0.456	-0.172	-0.095	0.470	-0.887^**
冬油菜B. napus	-0.001	-0.903^**	-0.802^**	-0.549^*	0.101	-0.696^**
肥田萝卜 R. sativus	0.217	0.774^**	-0.030	-0.349	0.617^*	-0.480

绿肥品种 Green manure variety	播种量 Seeding rate （kg·hm^-2）	C	N	P	K	Ca	Mg
鼠茅草V. myuros	15	292±30c	33.15±2.85b	3.72±0.33c	29.25±2.50c	2.22±0.25c	1.45±0.16c
	30	428±11a	44.69±1.39a	5.17±0.03a	42.60±1.16a	3.15±0.03ab	2.02±0.05a
	45	429±13a	42.80±1.59a	4.40±0.17b	37.34±2.43b	3.16±0.07ab	1.70±0.07b
	60	319±59bc	32.67±5.77b	3.32±0.62c	27.55±4.83c	2.38±0.29bc	1.27±0.15c
	75	375±13ab	34.25±0.83b	3.50±0.08c	31.87±0.85c	3.49±0.93a	1.44±0.04c
毛叶苕子V. villosa	15	2402±303c	308.09±28.53d	40.29±5.39c	277.76±34.84c	39.60±4.36d	19.96±2.19d
	30	3073±235bc	358.96±8.97c	51.65±2.94b	382.35±27.70b	55.97±3.15c	26.30±1.99b
	45	3200±107bc	356.53±5.29c	52.62±2.35b	385.86±16.91b	86.38±18.84a	26.51±1.07b
	60	4129±91a	548.63±13.32a	67.75±1.59a	434.72±12.00a	77.66±1.94ab	29.38±0.69a
	75	3481±147b	438.01±24.24b	48.18±1.61b	370.42±6.24b	67.21±2.22bc	23.15±0.79c
冬油菜B. napus	15	324±45c	29.93±3.20c	4.36±0.66d	42.98±5.40d	7.39±1.01c	2.03±0.35d
	30	1053±45b	90.46±6.63b	12.31±0.84c	106.41±6.20c	30.42±1.76b	6.13±0.52c
	45	1843±498a	161.23±45.00a	22.57±4.89a	221.90±55.63a	50.37±12.91a	12.18±2.96a
	60	1966±82a	150.41±4.02a	17.32±0.59b	228.23±3.54a	50.73±2.84a	9.04±0.31b
	75	1650±101a	127.29±13.49ab	16.95±1.38b	174.71±12.15b	41.66±2.24a	8.31±0.38bc
肥田萝卜R. sativus	15	2880±245d	213.73±17.13e	27.77±2.41e	308.61±31.82c	102.19±9.79d	18.42±2.06d
	30	3043±90d	309.72±19.92d	41.04±2.27d	368.84±4.68b	133.65±2.85c	25.62±0.77c
	45	4516±175c	416.74±7.47c	45.71±1.18c	388.62±5.48b	192.86±5.91b	27.55±1.23bc
	60	5299±266a	526.30±21.57a	50.16±2.26b	519.37±23.90a	230.51±9.08a	31.73±1.72a
	75	4873±110b	489.36±18.11b	54.85±1.37a	508.51±3.82a	202.42±1.78b	29.49±1.55ab

红壤旱地上4种冬绿肥适宜播种量研究

A study of the appropriate seeding rates for four winter green manure crops in an upland red soil of Southern China

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摘要/Abstract

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图/表 6

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Metrics

绿肥品种 Green manure variety	养分元素 Nutrient element	拟合方程 Fitting equation	R²	P值 P value	最高积累量的播种量 Corresponding seeding rate （kg·hm^-2）	理论最高积累量 Theoretical maximum accumulation （kg·hm^-2）
鼠茅草 V. myuros	C	y=0.0074x³-1.091x²+47.63x-205.61	0.942	0.000	32.7	444.0
	N	y=0.0006x³-0.093x²+4.034x-8.798	0.977	0.000	31.2	45.0
	P	y=0.00009x³-0.013x²+0.523x-1.624	0.995	0.000	31.5	5.2
	K	y=0.0008x³-0.116x²+4.87x-20.432	0.998	0.000	30.7	42.7
	Ca	y=0.024x+2.134	0.172	0.321	-	-
	Mg	y=0.00004x³-0.005x²+0.217x-0.748	0.999	0.000	32.2	2.1
毛叶苕子 V. villosa	C	y=-0.583x²+73.907x+1374.057	0.807	0.000	63.4	3716.4
	N	y=-0.12x²+13.762x+103.627	0.785	0.001	57.3	498.2
	P	y=-0.015x²+1.575x+18.683	0.611	0.003	52.5	60.0
	K	y=-0.093x²+9.939x+152.708	0.798	0.000	53.4	418.3
	Ca	y=-0.029x²+3.163x-4.089	0.749	0.000	54.5	82.2
	Mg	y=-0.007x²+0.706x+10.972	0.760	0.000	50.4	28.8
冬油菜 B. napus	C	y=-0.875x²+102.502x-1079.995	0.893	0.000	58.6	1921.9
	N	y=-0.079x²+8.809x-88.992	0.849	0.000	55.8	156.6
	P	y=-0.01x²+1.12x-10.427	0.806	0.000	56.0	20.9
	K	y=-0.109x²+12.37x-132.269	0.850	0.000	56.7	218.7
	Ca	y=-0.027x²+2.987x-32.445	0.904	0.000	55.3	50.2
	Mg	y=-0.006x²+0.642x-6.526	0.783	0.000	53.5	10.6
肥田萝卜 R. sativus	C	y=-0.593x²+94.997x+1315.474	0.840	0.000	80.1	5120.0
	N	y=-0.084x²+12.642x+29.167	0.944	0.000	75.3	504.8
	P	y=-0.006x²+0.918x+16.241	0.951	0.000	76.5	51.4
	K	y=-0.053x²+8.408x+184.218	0.938	0.000	79.3	517.7
	Ca	y=-0.045x²+6.001x+12.809	0.909	0.000	66.7	212.9
	Mg	y=-0.005x²+0.664x+9.77	0.895	0.000	66.4	31.8

绿肥品种 Green manure variety	鲜重 Fresh weight	干重 Dry weight	C	N	P	K	Ca	Mg	V_min	V_max
鼠茅草 V. myuros	31.0	32.3	32.7	31.2	31.5	30.7	-	32.2	30.7	32.7
毛叶苕子V. villosa	59.6	53.1	63.4	57.3	52.5	53.4	54.5	50.4	50.4	63.4
冬油菜B. napus	61.4	58.1	58.6	55.8	56.0	56.7	55.3	53.5	53.5	61.4
肥田萝卜 R. sativus	63.3	63.0	80.1	75.3	76.5	79.3	66.7	66.4	63.0	80.1

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