郇恒福等

摘 要 大戟科植物是热带、亚热带地区重要的绿肥资源。为了解中国大戟科绿肥的培肥效果，通过田间试验，探讨施用45份分别采自海南、广西、广东、福建、云南等地的野生大戟科绿肥后其酸性土壤有机质含量随时间的动态变化。结果表明：施用绿肥后，不同绿肥对土壤有机质含量的影响不同，并且不同绿肥对土壤有机质含量的影响效果随着施用时间的变化不断变化；虽然不同大戟科绿肥对土壤有机质含量影响的效果不一，但在施用1年内均能显著增加土壤有机质的含量，在施用1个月后效果最好，但随着时间的延长，土壤有机质含量不断降低。

关键词 大戟科绿肥；有机质含量；酸性土壤

中图分类号 S142.1 文献标识码 A

Dynamics of Different Wild Euphorbiaceae Green Manures

on the Acid Soil Organic Matter Content

HUAN Hengfu1，ZHOU Jiannan1，2，3， GAO Ling1，LIU Guodao1*，HUANG Dongfen1*

1 Tropical Crops Genetic Resources Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory of

Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China，Ministry of Agriculture/Key Laboratory

of Conservation and Utilization of Cassava Genetic Resources，Ministry of Agriculture，Danzhou，Hainan 571737，China

2 College of Agronomy，Hainan University，Danzhou，Hainan 571737，China

3 Rubber Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Danzhou，Hainan 571737，China

Abstract Euphorbiaceae plants were an important resource of green manures（GM） in the tropics and subtropics. 45 wild accession plants in Euphobiaceae，collected in various localities from Hainan，Guangdong， Guangxi，Yunnan provinces，were used to research their dynamic effect on the acid soil organic matter content with the time of application. The results indicated that after the application of the Euphorbiaceae GM， their effect on the soil organic matter was different， and the effect was different with the changes of the application time. The soil organic matter content increased significantly after one year application of the Euphorbiaceae GM，and the best effect appeared in the period of one-month application，while the effect was weaker and weaker with the prolongation of the application time since then.

Key words Euphorbiaceae green manures；Organic matter content；Acid soil.

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.04.012

中国南方热区的土壤多为红壤、砖红壤等酸性土壤，这些土壤普遍存在低pH、低磷、铝毒等制约作物生长的障碍因子。此外，这些地区山区、丘陵较多，交通不便，难以发展畜牧业，缺少制造有机肥的家畜粪便等废弃物材料，再加上山区的运输成本较高，特别是部分山区没有交通条件，造成这些地区的热带果园、经济林中经常完全依赖于化学肥料，少施乃至不施有机肥的现象普遍存在。长期以来，这些地区的土壤肥力不断下降，生态环境也不断恶化，造成农产品的产量与品质不断下降。而目前多数的研究[1-9]表明，施用绿肥或者其它有机材料可有效增加土壤的有机质含量、矿质养分含量，有效提升土壤的理化与生物学特性，从而起到培肥与改善土壤肥力的效果。因此，施用绿肥等有机肥是解决这一问题的有效农艺措施。然而目前的研究多集中在传统常用的绿肥如黑麦草、紫云英、毛叶苕子、三叶草、豌豆等，缺少新绿肥肥源供肥特性与培肥规律的研究，难以满足不同栽培种植条件下多种农业发展模式对新绿肥科学施用的需求。大戟科植物被广泛种植于中国热带与亚热带地区。已有的研究[10]表明大戟科植物是一种优质的绿肥，基于此，本研究通过田间试验探讨了施用不同种质的野生大戟科绿肥对酸性土壤有机质含量的动态影响，为科学施用大戟科绿肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试绿肥材料 大戟科绿肥采自海南、广西、广东、福建、云南、贵州等热带地区共45份（表1）。将所采集的绿肥（乔木与灌木采枝叶、草本采地上部整株）鲜样杀青后烘干，用植物样品粉碎机粉碎后过1 mm的筛，再将样品置于密封袋内保存备用。

1.1.2 土壤样品 取中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所牧草基地试验地的耕层土壤（0～15 cm），经风干后过2 mm筛，备用。试验土壤为砖红壤，土壤pH4.2、有机质含量1.53%、全氮0.068%、碱解氮54.74 mg/kg、有效磷14.55 mg/kg、速效钾2.60 mg/kg。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验基地位于海南省儋州市中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所内，北纬19°30′，东经109°30′，平均海拔149 m，属热带季风气候类型，夏秋季节高温多雨，冬春季节低温干旱，干湿季节明显。

本试验采用文启孝等[11]的尼龙套袋方法进行，以不施绿肥作对照，施用45种不同的大戟科绿肥，每个处理装18袋，每袋装干土100 g，绿肥材料4 g。装袋前将干土与绿肥混合均匀，密封，将尼龙网袋埋入表土层深约15 cm处，随机分布，分别在埋田后的第1、2、4、6、8、12个月时取样，每次取3袋研究土壤有机质含量的动态变化。尼龙网袋的孔径为0.132 mm，规格10 cm×13.5 cm，该规格的尼龙网袋既能透水透气，又可阻止作物根系侵入袋内，使研究结果免受干扰。

1.2.2 样品分析与测定 土壤有机质的测定采用重铬酸钾容量法——外加热法测定[12]，土壤理化性质其它的相关指标采用鲁如坤[13]的方法进行分析测定。

1.3 数据统计与分析

用MS-Excel进行数据的计算和处理，以SAS 8.2统计软件中的方差分析程序对处理后的数据进行统计分析，用Sigmaplot10.0软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同绿肥对土壤有机质含量变化的影响

表2为施用不同种质大戟科绿肥后1、2、4个月内土壤有机质含量的变化及其统计分析结果。从表中可以看出，施用不同种质大戟科绿肥1个月后，各施肥处理土壤有机质含量为2.20%～4.33%，平均含量为2.94%。其中白背叶（编号为42）的有机质含量最低，仅为2.20%，施用黑面神的处理（编号22）有机质含量最高，为4.33%，二者之间差异显著（p<0.05），其余各处理均显著（p<0.05）高于对照，增加幅度为0.69～2.33倍，平均增加1.26倍，说明施用大戟科绿肥后1个月即可显著提高土壤有机质的含量。结果还表明，施用编号为22的黑面神后其有机质含量不仅显著高于对照，还明显高于其它所有处理。施用编号为23的黑面神效果也较好，其有机质含量显著高于除编号为22的黑面神外的所有处理。

施用2个月后，各处理土壤中有机质含量为2.11%～4.20%，平均为2.86%，其含量变化与1个月后的变化规律大不一致，含量最高的为水杨柳（编号13）以及算盘子（编号10），分别为4.20%、4.02%，二者的有机质含量均显著高于对照及其它所有处理。说明在所有绿肥种质中，水杨柳与算盘子在施用2个月后效果最好，能明显提高土壤有机质含量，并明显好于施用其它种质的处理。除此之外，施用山麻杆（编号16）的处理效果也较好，其有机质含量显著高于除了施用水杨柳与算盘子的处理之外的其它所有处理。所有处理的有机质含量均显著高于对照，这说明，施用不同种质的绿肥2个月后均可明显增加土壤有机质含量，其增加幅度为0.28～1.54倍，平均为0.73倍。

施用4个月后，各处理土壤中有机质含量为1.85%～3.72%，平均含量为2.53%，略低于施用后1、2个月，并且各处理含量的变化规律与前面2个月大不相同。各处理中，施用银柴（编号6）的土壤有机质含量最高，显著高于对照以及其它各处理。说明在施用各个种质绿肥4个月后，银柴增加土壤有机质含量的效果最为明显，且效果明显好于其它绿肥种质。施用蓖麻（编号为38）的处理效果最差，与对照之间没有显著差异（p>0.05）。

表3为施用不同种质大戟科绿肥6、8、12个月后土壤有机质含量的变化及其统计分析结果。结果表明，施用编号为23的黑面神种质6个月后土壤有机质含量最高，并显著高于对照。施用白楸（编号40）、中平树（编号5）以及红背山麻杆（编号21）的效果也较好，与含量最高的23号黑面神之间不存在显著差异。施用蓖麻（编号34）后各处理中有机质含量最低，虽然略高于对照，但与对照之间没有显著差异，说明该处理不能明显提高土壤有机质含量。此外，除了含量最低的处理（蓖麻，编号34）外，其它所有种质处理中的土壤有机质含量均显著高于对照，说明在施用6个月后这些处理依然能够有效增加土壤有机质含量。与对照相比，施用这些绿肥种质后，土壤有机质含量提高了0.22～1.04倍。

表3的结果还表明，施用黑面神（编号23）8个月后其土壤有机质含量最高，并且显著高于对照以及其它所有处理，说明施用黑面神（编号23）的处理此时依然能够明显提高土壤有机质含量，并且其效果还明显好于施用其它绿肥种质处理。施用蓖麻（编号31、35）的处理土壤有机质含量最低，仅为1.69%、1.76%，略高于对照（含量为1.66%），二者之间差异不显著。说明在施用8个月后，这2个处理已不能有效增加土壤有机质含量。除这2个处理外，其它处理的土壤有机质含量均显著高于对照，比对照高出约0.16～1.14倍，平均为0.44倍。

施用12个月后，施用白背叶（编号为43）与黑面神（编号为23）种质的土壤有机质含量较高，分别为3.22%与3.01%，二者之间没有显著差异，但都显著高于对照。施用白背叶（编号43）处理的有机质含量还显著高于除了黑面神（编号23）之外的所有处理。说明施用12个月后，施用白背叶（编号为43）的处理还能有效增加土壤有机质含量，并且其效果好于其他绝大多数处理。施用蓖麻（编号32、35）的处理中土壤有机质含量较低，分别为1.67%、1.57%，略高于对照，但没有显著差异；而其它处理的土壤有机质含量均显著高于对照，较对照高0.18～1.16倍，平均高0.49倍。说明绝大多数绿肥种质在施用1年后依然能够明显提高土壤有机质含量。

2.2 施用绿肥种质后土壤有机质含量的动态变化

图1为施用各绿肥种质后所有处理土壤有机质净增加量的平均值随时间的动态变化。该图表明，施用绿肥后土壤有机质含量在1个月内先是迅速上升，增加了96.59%，但1个月后土壤有机质含量却不断下降。在1～4个月内，土壤有机质含量下降速度比较快，下降了13.49%；随后，土壤有机质含量不断下降，但均显著（p<0.05）高于对照。在施用绿肥12个月后，土壤有机质含量仍高于（p<0.05）对照47.08%。

3 讨论与结论

中国热区的酸性土壤普遍存在土壤有机质与矿质含量缺乏、土壤酸度过高、铝毒等问题。大量研究结果[14-35]表明施用绿肥等有机肥可有效增加酸性土壤的有机质与矿质养分含量，并能有效降低土壤的酸度与铝毒，还能有效改善土壤的生物学与物理学性能，培肥效果明显。因此，施用绿肥是解决热区与亚热带地区酸性土壤一系列问题的有效途径。土壤有机质是土壤的重要组成部分，其含量是衡量土壤肥力水平的重要指标，也是土壤改良与培肥研究中重要的研究内容。本研究的结果表明，绝大多数的大戟科绿肥施用均可对土壤有机质含量产生显著的提升作用，只有极少数的大戟科绿肥在施用4个月后对土壤有机质含量的提升效果不再显著，但并没有降低土壤的有机质含量。这与施用其它有机肥的研究结果是一致的。Xavier等[15]的研究表明，施用豆科绿肥可有效增加土壤的碳储存。施用城市生物废弃物可使SOC增加492 g C/m2，而施用粪肥仅增加316 g C/m2。该结果表明，即使施用含有等量有机碳的不同有机物，对土壤有机碳的影响也不同，但均能增加土壤的有机质含量。而本研究的结果也表明，施用同量的有机肥对土壤有机质含量的影响也不一样。这些结果说明不同的有机肥或者同一类但不同来源的有机肥在施用后对土壤中有机质含量的影响都存在一定的差异。此外，本研究的结果还表明，施用绿肥后，土壤有机质含量先是快速下降，但在施用4个月后，土壤有机质含量虽然也有所下降但降幅减小。这与倪进治等[36]施用稻草秸秆和猪粪对水溶性土壤有机质影响的研究结果类似。

综上，施用大戟科绿肥可有效增加土壤有机质含量，有着良好的培肥地力效果，但其效果随种质与施用时间的不同而异。施用1个月后，各种质对土壤有机质含量的增加效果最好，随着施用时间的延长，效果不断减弱，其中在施用1～4个月的时间里，有机质含量下降幅度较大；在施用4个月后，土壤有机质含量下降幅度减小。

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