南方双季稻区冬闲期绿肥对田间养分固持和减排的影响

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南方双季稻区冬闲期绿肥对田间养分
固持和减排的影响
李海露，唐友云，李微艳，董春华，孙玉桃
（湖南省土壤肥料研究所，湖南长沙
410125）
摘要：【目的】探究南方双季稻区冬闲期不同绿肥品种混播对稻田氮磷钾养分固持减排效果，为有效降低冬闲期稻田中养分的流失，改善农业生态环境提供参考依据。

【方法】2019—2020年，采用田间小区试验，设计紫云英、油菜、黑麦草和肥田萝卜等常见绿肥单播或混播8个绿肥处理，以自然生草为对照处理，监测双季稻区冬闲期间水体氮磷钾养分流失量，测定绿肥总生物量和植株体中总碳氮磷钾含量以及土壤中养分含量。

【结果】冬闲期种植绿肥的处理中稻田氮磷钾养分固持和减排效果明显优于对照处理，种植绿肥处理水体中总氮、总磷和总钾流失量较对照处理降幅分别为27.7%~47.6%、14.3%~65.5%和9.8%~93.6%，其中种植黑麦草的处理中总氮磷钾流失量显著低于其他处理（P <0.05，下同）；种植绿肥处理的植株总生物量较对照处理增加46.9%~378.7%，植株体中总碳、总氮、总磷和总钾含量较对照处理分别增加67.9%~377.1%、55.4%~2613.6%、68.0%~557.8%和100.0%~664.5%，其中种植紫云英的处理中总碳氮磷钾含量显著高于其他处理；相比对照处理，冬闲期种植绿肥处理中土壤活性有机质含量、缓效钾含量和阳离子交换量分别增加21.3%~29.8%、1.6%~5.7%和1.3%~8.2%，土壤有效磷和速效钾含量分别降低2.3%~17.0%和3.7%~30.1%。

【结论】南方双季稻区冬闲期种植绿肥对田间养分固持减排效果显著，其中紫云英和黑麦草混播（紫云英∶黑麦草=4∶6）处理对降低水体总磷钾流失量、提高植株体中总碳磷钾固持量的效果最佳。

关键词：双季稻区；冬闲期；绿肥混播；田间养分；固持减排中图分类号：S157.2
文献标志码：A
文章编号：2095-1191（2023）03-0859-08
收稿日期：2022-05-17基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFD0800500）第一作者：李海露（1986-），https:///0009-0001-3167-3908，主要从事土壤生态环境研究工作，E-mail ：****************
Effects of green manure on field nutrient retention and emission reduction in double cropping rice area of southern China during
winter fallow period
LI Hai-lu ，TANG You-yun ，LI Wei-yan ，DONG Chun-hua ，SUN Yu-tao
（Soil and Fertilizer Institute of Hunan Province ，Changsha ，Hunan 410125，China ）
Abstract ：【Objective 】To explore the effects of mixed sowing of different green manure varieties on nitrogen ，phos-phorus and potassium nutrient retention and emission reduction in double cropping rice areas in southern China during
winter fallow period ，so as to provide reference basis for effectively reducing the loss of nutrients in paddy fields during the winter fallow period and improving the agricultural ecological environment.【Method 】From 2019to 2020，a plot experiment was conducted to design 8treatments of single or mixed sowing of common green manure ，such as Astragalus sinicus L.，Brassica napus L.，Lolium perenne L.and Raphanus sativus L.in the fertile field ，with natural grass as blank control ，to monitor the loss of nitrogen ，phosphorus and potassium nutrients in water ，and to detect the total biomass of green manure ，total carbon ，nitrogen ，phosphorus and potassium contents of plants and the corresponding nutrient contents in soil during winter fallow period in double cropping rice area.【Result 】The overall effect of nitrogen ，phosphorus and potassium nutrient retention and emission reduction in paddy field with green manure treatment was better than that of the control treatment （natural grass ）.The loss of total nitrogen ，phosphorus and potassium contents in the treatment of plan-ting green manure decreased by 27.7%-47.6%，14.3%-65.5%and 9.8%-93.6%respectively compared with the control treatment.The total nutrient loss of L.perenne treatments was significantly lower than that of other treatments （P <0.05，the same below ）.Compared with the control ，the total biomass in the treatment of planting green manure increased by 46.9%-378.7%，the contents of total carbon ，nitrogen ，phosphorus and potassium contents in the treatment of planting green
54卷
南方农业学报
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0引言
【研究意义】随着我国农业生产发展，农业面源污染已成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素（杨林章等，2013）。

最新统计显示我国农业生产中三大粮食作物化肥整体利用率只有35.2%~ 40.2%（农业农村部科技教育司，2021），结合相关研究结果，我国每年农田氮肥的平均总损失率约60%（朱兆良和孙波，2006；杨林章等，2013；Zhou et al.，2014；Long and Liu，2016），过量和不合理施肥导致的农田养分通过地表径流、农田排水等方式进入附近水体是农业面源污染的主要来源（张维理等，2001）。

在第一次全国污染源普查公报中，农业排放总氮和总磷占比分别高达57.2%和67.3%（第一次全国污染源普查资料编纂委员会，2011），在第二次全国污染源普查公报中，农业源水污染排放量统计总氮达141.49万t、总磷达21.20万t（中华人民共和国生态环境部等，2020）。

因此，研究冬闲期绿肥混播对稻田氮磷钾养分固持和减排的影响，对南方双季稻区养分生物固持和农业面源污染原位阻控有着极其重要意义。

【前人研究进展】我国对绿肥的生产和研究时间超60年，积累了大量绿肥种植的经验和基础（曹卫东等，2017）。

张兴昌等（2000）通过研究5~6年野外径流小区试验资料发现，植被覆盖度的增加有利于径流泥沙中细颗粒的富集，从而使泥沙中总氮含量增加。

王国友（2011）研究总结了种植绿肥对土壤生态系统、水土流失、水体富营养化防控及节能减排的作用和效果。

而利用冬闲期在稻田种植紫云英、油菜、黑麦草等绿肥作物已成为南方水稻增产、培肥土壤肥力的一项重要措施（李继明等，2011；杨滨娟等，2013）。

在自然降雨条件下，俞巧钢等（2012）通过小区试验研究表明，山地新生果园套种黑麦草、紫云英和箭舌豌豆绿肥可使氮磷流失量明显降低，有助于保护水体环境，同时还可增加土壤肥力，改善果实品质。

栾好安等（2016）采用径流小区法研究三峡库区橘园种植绿肥作物光叶苕子、白三
叶和鼠茅草对土壤养分流失的影响，结果表明橘园种植绿肥，尤其是种植鼠茅草，可有效减少地表径流量及地表径流水中的养分浓度，且二者共同作用对养分流失量的减少效果更明显。

李太魁等（2018）研究表明坡地果园套种三叶草、黑麦草和苕子绿肥可使氮磷流失量明显降低，有助于保护水体环境，同时还可改善果实品质。

李福夺和尹昌斌（2019）以紫云英为例构建绿肥生态价值评估模型，认为南方稻区绿肥生态服务功能主要涉及调节和支持。

刘瑞等（2021）研究表明绿肥覆盖栽培能有效降低紫色土坡耕地柑橘园径流及氮磷的流失，以覆盖栽培黑麦草和光叶苕子的效果较好。

【本研究切入点】已有文献中关于绿肥对旱地、山地等果园套种的水土保持研究较多，但针对我国南方双季稻区冬闲田种植绿肥对田间养分固持减排效果的影响研究较少。

【拟解决的关键问题】设置不同绿肥处理，探索湖南双季稻冬闲田单播和混播紫云英、黑麦草、油菜、肥田萝卜等绿肥对稻田中养分固持减排的效果，为双季稻冬闲田氮磷钾养分生物固持、农业面源污染稻田原位阻控和稻田养分循环利用提供参考依据。

1材料与方法
1.1试验区概况和试验材料
试验于2018年11月在湖南省浏阳市达浒镇金石村（东经113°89′40.84″，北纬28°38′45.15″）进行，该区为双季稻种植区，属亚热带季风湿润气候，四季分明，光照充足，降水丰沛。

年平均气温17.3℃，年积温5488.7℃，年均无霜期300d，年均降水量1733.5mm。

供试土壤为第四纪红土发育而来的潜育化水稻土，试验前耕层0~20cm土壤理化性质为：pH5.28、有机质20.93g/kg、总氮1.60g/kg、总磷0.43g/kg、总钾20.20g/kg、碱解氮108.67mg/kg、有效磷29.73mg/kg、速效钾58.67mg/kg、缓效钾697.00mg/kg，肥力中等。

供试绿肥为紫云英（Astragalus sinicus L.）、油菜（Brassica napus L.）、肥田萝卜（Raphanus sativus L.）和黑麦草（Lolium perenne L.），均为一年生绿肥。

manure increased by67.9%-377.1%，55.4%-2613.6%，68.0%-557.8%and100.0%-664.5%respectively.The total nutrient retention of A.sinicus treatments was significantly higher than that of other pared with control，the con-tents of soil active organic matter，slow-release potassium and cation exchange capacity in the treatment of planting green manure increased by21.3%-29.8%，1.6%-5.7%and1.3%-8.2%respectively，and the contents of soil available phosphorus and available potassium decreased by2.3%-17.0%and3.7%-30.1%respectively.【Conclusion】Planting green manure in double cropping rice areas in southern China during winter fallow period has a significant effect on nutrient retention and emission reduction in the field.The mixed planting of A.sinicus and L.perenne（A.sinicus∶L.perenne=4∶6）has the best effect on reducing the loss of total phosphorus and potassium in water and improving the retention of total carbon，phos-phorus and potassium in plants.
Key words：double cropping rice area；winter fallow period；mixed sowing of green manure；field nutrients；reten-tion and emission reduction
Foundation items：National Key Research and Development Program of China（2018YFD0800500）
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1.2试验方法
试验设9个处理：T1（CK），不种绿肥，自然生草；T2，油菜，撒播，30.0kg/ha；T3，紫云英，撒播，30.0kg/ha；T4，黑麦草，撒播，30.0kg/ha；T5，紫云英与油菜混播，撒播比例4∶1，即紫云英24.0kg/ha、油菜6.0kg/ha；T6，紫云英与油菜混播，撒播比例4∶6，即紫云英12.0kg/ha、油菜18.0kg/ha；T7，紫云英与黑麦草混播，撒播比例4∶6，即紫云英12.0kg/ha、黑麦草18.0kg/ha；T8，油菜与黑麦草混播，撒播比例1∶1，即油菜和黑麦草均为15.0kg/ha；T9，紫云英+肥田萝卜+油菜，撒播比例15∶3∶2，即22.5kg/ha+4.5kg/ha+ 3.0kg/ha。

每处理设3重复，共计27个试验小区，每小区面积3m×8m=24m2，小区随机区组排列，小区间建立30cm宽、25cm高田埂，田埂用双层加厚农田塑料膜覆盖，深入小区泥土20cm以上，每组重复之间建立相同规格田埂，另设置独立排水沟。

试验区当地早、晚稻常规施肥习惯：早稻肥料用量为16-16-16复合肥562kg/ha作基肥，追施尿素130kg/ha；晚稻肥料用量为16-16-16复合肥674kg/ha作基肥，追施尿素156kg/ha。

冬种绿肥期间均不施肥，绿肥播种前或晚稻收割后小区内及时开排水沟，塞好田埂排水口。

于试验区随机放置10个雨量计以记录每次降雨量，计算小区水体体积，每次下雨装水后，及时取小区内水样，再彻底放干小区内积水，随后塞好田埂。

如遇大雨、暴雨则及时增加取样频率，防止小区内水体溢出。

2019年11月—2020年4月累计取流失水样8批次，统计降雨量513.1mm，每次降雨后在小区内采集水样（采样点位不少于9个）；绿肥翻压前于每小区随机选3个0.25m2面积内绿肥地上部分混合制成植株样；绿肥翻压前每小区取耕层0~20cm土样（取样点位不少于7个）。

1.3测定项目及方法
水中总氮采用硫酸加热消解—凯氏定氮法测定，总磷和总钾采用微波消解—电感耦合等离子体质谱法测定。

土壤pH采用电位法测定（水土比=2.5∶1），活性有机质采用浓硫酸—重铬酸钾氧化—容量法测定，碱解氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用氟化铵盐酸浸提—钼锑抗分光光度法测定，速效钾采用乙酸铵浸提—火焰光度法测定，缓效钾采用硝酸提取—火焰光度法测定，阳离子交换量采用乙酸铵交换法—容量法测定。

植物样品中总碳采用杜马斯燃烧法测定，总氮、总磷和总钾分别采用浓硫酸—过氧化氢消解—凯氏定氮法、钼锑抗分光光度法和火焰光度法测定。

以上指标测定方法参考《土壤农化分析》（鲍士旦，2005）和标准NY/T2017—2011《植物中氮、磷、钾的测定》。

养分流失量（kg/ha）=水样中养分含量×水体流
失量/面积
植物体养分含量（kg/ha）=样品中养分含量×植
物体生物量/面积1.4统计分析
采用Excel2016和SPSS20.0对试验数据进行统计分析和制图，差异分析采用单因素方差分析（One-way ANOV A）方法，Duncan’s新复极差法多重比较进行显著性检验。

2结果与分析
2.1冬闲期间水体中总氮磷钾流失量
2.1.1水体中总氮磷钾流失量双季稻冬闲期间不同绿肥种植下水体中总氮磷钾流失量情况如图1所示。

试验处理的总氮流失量为0.892~1.700kg/ha，总磷流失量为0.881~2.550kg/ha，总钾流失量为1.500~2
3.500kg/ha。

T1处理（CK）水体总氮、总磷和总钾流失量最高，均显著高于其他处理（P<0.05，下同）；T4处理水体总氮流失量最低，T7处理水体总磷和总钾流失量最低；T4、T7和T8处理间水体总氮和总磷流失量差异不显著（P>0.05，下同），但3个处理水体中总氮、总磷和总钾流失量显著低于其他处理。

与T1处理相比，种植黑麦草的处理（T4、T7和T8）水体总氮、总磷和总钾流失量分别降低46.3%~47.6%、5
4.4%~6
5.5%和77.9%~93.6%，其他处理（T2、T3、T5、T6和T9）水体总氮、总磷和总钾流失量分别降低27.7%~30.1%、14.3%~32.1%和9.8%~28.7%。

2.1.2动态监控中水体总氮磷钾流失量2019年11月晚稻收割后至2020年4月绿肥翻压前，监控的8批次水样中养分流失量如图2所示。

在同批次监控中，T1处理水体总氮磷钾的流失量一直处于高位，同批次比较其总氮流失量是最低流失量处理的1.4~5.4倍，总磷流失量是最低流失量处理的2.5~4.0倍，总钾流失量是最低流失量处理的10.1~87.2倍。

而T4、T7和T8处理水体中总氮磷钾的流失量一直处于最低水平。

在所有监控批次中，T7处理水体总钾流失量在同批次中均最低，较同批次其他处理降低2
3.1%~ 98.9%。

2.2绿肥植株体总生物量及总碳氮磷钾含量
2.2.1绿肥植株体总生物量双季稻冬闲期间不同绿肥种植下地上总生物量（干基）情况如图3所示。

各处理的植株地上总生物量为666.7~3121.0kg/ha，
李海露等：南方双季稻区冬闲期绿肥对田间养分固持和减排的影响
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图1不同绿肥种植下水体养分流失总量
Fig.1Total nutrient loss in water under different green manure plantings
同一测定指标图柱上不同小写字母表示处理间差异显著（P <0.05）。

图3和图4同
Different lowercase letters on the bar of the same measurement index represented significant difference among treatments （P <0.05）.The same was
applied in Fig.3and Fig.4
水体养分流失总量（k g /h a ）
T o t a l n u t r i e n t l o s s i n w a t e r
处理Treatment
T1T2T3T4
T5T6T7T8T9
32.00016.000
8.0004.0002.0001.0000.500
a
a
a
b cd
b
b
b
b
b
b
cd
d
d
bc
bc
bc
c
c c
c c e
e
e
e
e
图2不同绿肥种植下历次水体总养分流失量
Fig.2Total nutrient loss in each water under different green manure plantings
总氮流失量（k g /h a ）T o t a l n i t r o g e n l o s s
总磷流失量（k g /h a ）
T o t a l p h o s p h o r u s l o s s
总钾流失量（k g /h a ）
T o t a l p o t a s s i u m l o s s
取样时间（年-月-日）Sampling time （Y-M-D ）
1.0000.8000.6000.4000.2000.000
1.5001.2000.9000.6000.3000.000
7.5006.0004.5003.0001.5000.000
2020-01-182020-02-182020-02-222020-03-042020-03-112020-03-222020-03-292020-04-04
2020-01-182020-02-182020-02-222020-03-042020-03-112020-03-222020-03-292020-04-04
2020-01-182020-02-182020-02-222020-03-042020-03-112020-03-222020-03-292020-04-04
总氮Total nitrogen
总磷Total phosphorus
总钾Total potassium
取样时间（年-月-日）Sampling time （Y-M-D ）
取样时间（年-月-日）Sampling time （Y-M-D ）
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排序为T7>T9>T3>T6>T5>T4>T8>T2>T1；T1处理的植株地上总生物量显著低于其他处理，T3、T5、T6、T7和T9处理间无显著差异，但显著高于T1、T2、T4和T8处理。

与T1处理相比，T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8和T9处理冬闲期间绿肥地上总生物量分别增加46.9%、351.3%、174.7%、297.3%、324.0%、378.7%、153.2%和368.2%。

依据绿肥的品种特征，植株地上总生物量越大，其植被覆盖率越大，种植绿肥的处理其植被覆盖率显著高于对照处理。

2.2.2绿肥植株体总碳氮磷钾含量双季稻冬闲期间不同绿肥种植下绿肥植株（干基）总碳氮磷钾含量如图4所示。

各处理的植株总碳含量为270.0~1288.0kg/ha ，排序为T7>T3>T9>T5>T6>T4>T8>T2>T1；总氮含量为4.1~110.3kg/ha ，各处理排序为T3>T6>T9>T5>T7>T4>T8>T2>T1；总磷含量为2.1~1
3.7kg/
ha ，各处理排序为T7>T3>T6>T9>T5>T4>T8>T2>T1；总钾含量为14.0~106.8kg/ha ，各处理排序为T7>T3>T9>T5>T6>T4>T8>T2>T1。

T1处理绿肥植株的总碳氮磷钾含量均为最低，且均显著低于其他绿肥种植处理。

从绿肥生物量与绿肥植株总碳氮磷钾含量相关性（图5）可看出，绿肥植株总碳氮磷钾含量与绿肥生物量呈正相关；生物量显著高于其他处理的T3、T5、T6、T7和T9处理中总碳氮磷钾含量也显著高于其他处理。

与T1处理相比，种植绿肥处理冬闲期间绿肥植株总碳含量增加67.9%~377.1%，总氮含量增加55.4%~2613.6%，总磷含量增加68.0%~557.8%，总钾含量增加100.0%~664.5%。

2.3
双季稻冬闲期间不同绿肥品种混播对土壤养分含量变化的影响
双季稻冬闲期间不同绿肥种植下土壤理化性质变化结果如表1所示。

与T1处理相比，种植绿肥处理土壤的活性有机质含量显著提高21.3%~29.8%；缓效钾含量提高1.6%~5.7%，除T2处理外，其他绿肥处理达显著水平；阳离子交换量提高1.3%~8.2%；pH 变化0.03~0.09，在测量误差范围（pH<7.0时，测量允差±0.1）；有效磷含量降低2.3%~17.0%，速效钾含量降低3.7%~30.1%；T2、T3、T5、T6、T7、T8和T9处理冬闲期间绿肥种植下土壤碱解氮含量分别提高2.3%、4.0%、0.9%、2.9%、3.9%、1.5%和1.5%，T4处理降低0.3%，均无显著差异。

图4不同绿肥种植下绿肥植株总碳氮磷钾含量
Fig.4Total carbon ，nitrogen ，phosphorus ，potassium content of green manure plants under different green manure plantings
绿肥总碳含量（k g /h a ）T o t a l c a r b o n i n g r e e n m a n u r s e
处理Treatment
处理Treatment
处理Treatment
处理Treatment
绿肥总氮含量（k g /h a ）
T o t a l n i t r o g e n i n g r e e n m a n u r s e
绿肥总磷含量（k g /h a ）T o t a l p h o s p h o r u s i n g r e e n m a n u r s e
绿肥总钾含量（k g /h a ）T o t a l p o t a s s i u m i n g r e e n m a n u r s e
T1T2
T3T4T5T6T7T8T9
T1T2
T3T4T5T6T7T8T9T1T2
T3T4T5T6T7T8T9T1T2
T3T4T5T6T7T8T916.014.012.010.08.06.04.02.00.0
1400.01200.01000.0800.0600.0400.0200.00.0
120.0100.080.060.040.020.00.0
a
b
c
d
a
a
a a
bc
a
b
c
d a b
c
d
a
b
c
d
e
b
b
b
c
120.0100.080.060.040.020.00.0
a
e c
a
ab c
a
a
c
ab
图3不同绿肥种植下绿肥植株总生物量
Fig.3Total biomass of green manure plants under different
green manure plantings
处理Treatment
绿肥总生物量（k g /h a ）T o t a l b i o m a s s o f g r e e n m a n u r e
3500.03000.02500.02000.01500.01000.0500.00.0
T1T2
T3T4
T5
T6T7
T8T9
a
b
c
d
a
a
a
a
b 李海露等：南方双季稻区冬闲期绿肥对田间养分固持和减排的影响
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图5绿肥总生物量与绿肥植株总碳氮磷钾含量的相关性Fig.5
Correlation between green manure biomass and total carbon ，total nitrogen ，total phosphorus ，total potassium contents of green
manure plants
绿肥总生物量（k g /h a ）T o t a l b i o m a s s o f g r e e n m a n u r e
绿肥总碳含量（kg/ha ）Total carbon in green manure 绿肥总生物量（k g /h a ）T o t a l b i o m a s s o f g r e e n m a n u r e
绿肥总氮含量（kg/ha ）Total nitrogen in green manure 绿肥总生物量（k g /h a ）T o t a l b i o m a s s o f g r e e n m a n u r e
绿肥总磷含量（kg/ha ）Total phosphorus in green manure
绿肥总生物量（k g /h a ）T o t a l b i o m a s s o f g r e e n m a n u r e
绿肥总钾含量（kg/ha ）Total potassium in green manure
0.0 3.0 5.08.010.013.015.03500.03000.02500.02000.01500.01000.0500.00.0
y =196.7x +510.03R 2=0.945
y =20.456x +1077R 2=0.8655
y =27.846x +327.93R 2=0.984
3500.03000.02500.02000.01500.01000.0500.00.0
3500.03000.02500.02000.01500.01000.0500.00.0
3500.0
3000.02500.02000.01500.01000.0500.00.0
y =2.5298x -35.529R 2=0.9782
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
1400.0
0.0
25.050.075.0100.0125.0
0.025.050.075.0100.0125.0
处理
Treatment
T1
T2T3T4T5T6T7T8T9pH
5.38±0.015.35±0.045.34±0.035.32±0.025.29±0.035.29±0.035.30±0.035.32±0.015.33±0.02
活性有机质含量（g/kg ）Active organic matter content 15.25±0.07d 18.50±0.37c 18.89±0.26bc 19.80±0.56a 19.47±0.11ab 19.60±0.16a 19.38±0.37ab 19.48±0.51ab 18.85±0.56bc
碱解氮含量（mg/kg ）Alkali-hydrolyzale
content 113.23±0.17115.84±3.64117.80±4.30112.84±1.13114.27±3.70116.49±4.02117.67±2.99114.93±1.93114.93±4.00
有效磷含量（mg/kg ）
Available phosphorus
content 33.25±0.09a 27.89±2.59b 27.60±1.67b 32.47±2.46a 31.77±2.60a 31.04±3.23ab 30.11±0.68ab 31.72±1.75a 31.11±0.51ab
速效钾含量（mg/kg ）Available potassium
content 63.27±0.96a 60.92±3.66ab 52.15±1.75de 55.52±1.47cd 44.23±2.26f 58.22±4.41bc 56.53±3.58bcd 59.06±2.13abc 47.94±3.29ef
缓效钾含量（mg/kg ）Slowly available potassium content 548.76±1.43f 557.66±2.25ef 574.15±1.14ab 580.07±6.72a 566.71±6.83bcd 572.29±6.76bc 564.70±2.43cde 562.95±4.50de 564.71±1.76cde 阳离子交换量（cmol/kg ）Cation exchange capacity 7.52±0.01d 7.98±0.15ab 8.14±0.04a 7.67±0.05cd 7.70±0.18cd 7.82±0.11bc 7.82±0.08bc 7.62±0.13cd 7.72±0.01c
表1不同绿肥种植对土壤理化性质的影响
Table 1Effects of different green manure plants on soil physical and chemical properties
同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（P <0.05）
Different lowercase letters in the same column indicated significant difference between treatments （P <0.05）
3讨论
植被茎叶能有效阻止雨滴对地表的直接击溅、防止地表土壤遭受溅蚀，根系间的网兜效应能增强植物根系与土壤间的凝聚力，增强土壤的抗冲蚀力，能有效减少径流中养分含量（朱波，2021）。

不同植被类型的覆盖度不一，其覆盖度大小不受土壤质地不均一的干扰（张兴昌等，2000）。

本研究中，绿肥单种、绿肥混种处理中植物体总生物量、植被覆盖率均显著高于对照处理，种植绿肥处理水体中总氮磷钾流失量显著低于对照处理，其中总氮降幅为27.7%~47.6%，总磷降幅为14.3%~65.5%，总钾降幅为9.8%~93.6%，而绿肥品种在生长过程中保持了各自品种的生长特性，单种黑麦草处理（T4）以及含黑麦草处理（T7和T8）水体中总氮磷钾流失量显著低于其他绿
肥处理，与俞巧钢等（2012）、李太魁等（2018）研究得出黑麦草等绿肥可使氮磷流失量明显降低的结论一致。

含黑麦草处理（T4、T7和T8）动态监控水体中总氮磷钾流失量也明显低于其他处理，而单种黑麦草处理中水体总氮流失量最低，可能与黑麦草地下根系发达及黑麦草的生长特性、生物特征有关（陆景陵，2003）。

王晓军等（2010）研究认为绿肥的地上部和地下部均能作为生物肥源，其生物产量越高，整体养分含量越高。

本研究发现绿肥总碳氮磷钾含量与绿肥总生物量呈正相关，与王晓军等（2010）的研究结果一致。

本研究中，含紫云英绿肥处理（T3、T5、T6、T7和T9）间总生物量无显著差异，但与其他不含紫云英绿肥处理（T2、T4和T8）存在显著差异，而所有种植
3期·865·
绿肥处理与对照处理间总生物量存在显著差异。

因此，含紫云英绿肥处理间植株体中总碳氮磷钾含量无显著差异，但与其他不含紫云英绿肥处理存在显著差异，而所有种植绿肥处理与对照处理的总碳氮磷钾含量存在显著差异。

所有处理中，单种紫云英处理（T3）总生物量低于紫云英与黑麦草混播（比例4∶6）处理（T7），但其植株体中总氮固持量却是所有处理中最高，可能与紫云英能与根瘤菌共生固氮这一特殊生理现象有关（李一星等，2014）。

紫云英与黑麦草混播（比例4∶6）处理中水体总磷和总钾流失量最低，植株体中总生物量、总碳磷钾固持量最高，可能是黑麦草和紫云英共同作用的结果，与姚单君等（2021）研究认为不同种植搭配对相同品种绿肥株高和根长基本无影响，在一定程度上混种可促进其地上部生长的结论相同。

本研究中，种植绿肥处理中土壤活性有机质含量较对照处理均有显著提高，可能是稻田冬闲期种植绿肥提高了土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮和微生物商含量（王利利等，2013；高嵩涓等，2015）；而缓效钾含量和阳离子交换量的提高，可能是因为绿肥根系能分泌活性物质，促使土壤矿化和养分释放（张龙辉等，2019；刘雪强等，2020）；有效磷和速效钾含量较对照处理有所下降，与何艳明等（2019）认为冬种绿肥能明显提高土壤有效磷和速效钾含量的结论不同，可能是由于不同绿肥种类生长过程中对养分需求量有所不同，从而吸收土壤中的养分量大于土壤矿质释放量而导致；土壤pH和碱解氮含量无显著变化，可能与试验进行的持续时间不足和未改变双季稻施肥方式等因素有关。

由于土壤生态系统具备整体性和多样性的特征，稻田冬闲期间种植绿肥对土壤养分含量变化的影响有待进一步探究。

4结论
冬闲期稻田通过种植绿肥可显著减少稻田中水体总养分流失，提高对田间养分的固持，并影响土壤养分含量变化，其中单种黑麦草处理水体总氮流失量最低，单种紫云英处理植株体中固持总氮量最高，而紫云英和黑麦草混播（紫云英∶黑麦草=4∶6）处理对降低水体总磷钾流失量、提高植株体中总碳磷钾固持量的效果最佳。

参考文献：
鲍士旦.2005.土壤农化分析［M］.第3版.北京：中国农业出版社.［Bao S D.2005.Soil agrochemical analysis［M］.
The3rd Editon.Beijing：China Agricultural Press.］曹卫东，包兴国，徐昌旭，聂军，高亚军，耿明建.2017.中国绿肥科研60年回顾与未来展望［J］.植物营养与肥料学报，23（6）：1450-1461.［Cao W D，Bao X G，Xu C X，Nie J，Gao Y J，Geng M J.2017.Reviews and prospects on scien-ce and technology of green manure in China［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer，23（6）：1450-1461.］doi：
10.11674/zwf.17291.
第一次全国污染源普查资料编纂委员会.2011.第一次全国污染源普查资料文集［M］.北京：环境科学出版社.
［Compilation Committee of the First National Census of Pollution Sources.2011.Data collection of the first na-tional survey of pollution sources in China［M］.Beijing：Environmental Science Press.］
高嵩涓，曹卫东，白金顺，高菊生，黄晶，曾闹华，常单娜，志水胜好.2015.长期冬种绿肥改变红壤稻田土壤微生物生物量特性［J］.土壤学报，52（4）：902-909.［Gao S J，Cao W D，Bai J S，Gao J S，Huang J，Zeng N H，Chang D N，Shimizu K.2015.Long-term application of winter green manures changed the soil microbial biomass properties in red paddy soil［J］.Acta Pedologica Sinica，52（4）：902-909.］doi：10.11766/trxb201408190410.
何艳明，杨庆祝，何红喜.2019.绿肥对提升耕地质量与水稻产量作用的研究［J］.农业与技术，39（14）：36-38.［He Y M，Yang Q Z，He H X.2019.Study on the effect of green fertilizer on improving cultivated land quality and rice yield［J］.Agriculture and Technology，39（14）：36-38.］doi：10.19754/j.nyyjs.20190730012.
李福夺，尹昌斌.2019.南方稻区绿肥生态服务功能及生态价值评估研究［J］.中国生态农业学报，27（2）：327-336.［Li
F D，Yin C B.2019.Assessment of the functions and
ecological services values of green manure in paddy fields in South China［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture，27（2）：327-336.］doi：10.13930/ki.cjea.180525.
李继明，黄庆海，袁天佑，曹金华，余喜初.2011.长期施用绿肥对红壤稻田水稻产量和土壤养分的影响［J］.植物营养与肥料学报，17（3）：563-570.［Li J M，Huang Q H，Yuan T Y，Cao J H，Yu X C.2011.Effects of long-term green manure application on rice yield and soil nutrients in paddy soil［J］.Plant Nutritionand Fertilizer Science，17（3）：563-570.］
李太魁，张香凝，寇长林，张玉华，马政华，段然.2018.丹江口库区坡耕地柑橘园套种绿肥对氮磷径流流失的影响［J］.
水土保持研究，25（2）：94-98.［Li T K，Zhang X N，Kou
C L，Zhang Y H，Ma Z H，Duan R.2018.Effects of
green manure planting on nitrogen and phosphorus losses along with runoff from citrus orchards on sloping land in the Danjiangkou reservoir area［J］.Journal of Soil and Water Conservation，25（2）：94-98.］doi：10.13869/ki.
rswc.2018.02.013.
李一星，吴梅，李友国.2014.紫云英根瘤中共生固氮下调表达基因的分离与初步分析［J］.湖北农业科学，53（7）：1684-1689.［Li Y X，Wu M，Li Y G.2014.Isolation and analysis of down-regulated symbiotic nitrogen fixation genes in Astragalus Sinicus root nodules［J］.Hubei Agri-cultural Sciences，53（7）：1684-1689.］doi：10.14088/j.
cnki.issn0439-8114.2014.07.041.
刘瑞，张宇亭，王志超，张学良，谢军，张建伟，徐文静，石孝均.2021.绿肥覆盖对紫色土坡耕地柑橘园氮磷流失的阻控效应研究［J］.水土保持学报，35（2）：68-74.［Liu R，Zhang Y T，Wang Z C，Zhang X L，Xie J，Zhang J W，Xu W J，Shi X J.2021.Control effect of green manure cover on nitrogen and phosphorus loss of citrus orchard on
李海露等：南方双季稻区冬闲期绿肥对田间养分固持和减排的影响
54卷
南方农业学报
·866·
purple soil slope farmland［J］.Journal of Soil and Water Conservation，35（2）：68-74.］doi：10.13870/ki.stbcxb.
2021.02.010.
刘雪强，南丽丽，郭全恩，付双军，谭杰辉，李冰月.2020.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［J］.甘肃农业大学学报，55（1）：145-152.［Liu X Q，Nan L L，Guo Q E，Fu S J，Tan J H，Li B Y.2020.Ef-fects of planting different green manures on soil physical and chemical properties in semi-arid region of loess pla-teau［J］.Journal of Gansu Agricultural University，55（1）：145-152.］doi：10.13432/ki.jgsau.2020.01.019.
陆景陵.2003.植物营养学（上册）［M］.北京：中国农业大学出版社.［Lu J L.2003.Plant nutrition（V olume I）［M］.
Beijing：China Agricultural University Press.］
栾好安，王晓雨，韩上，吴述勇，范凌云，李小坤，鲁剑巍，曹卫东，耿明建.2016.三峡库区橘园种植绿肥对土壤养分流失的影响［J］.水土保持学报，30（2）：68-72.［Luan H A，Wang X Y，Han S，Wu S Y，Fan L Y，Li X K，Lu J W，Cao W D，Geng M J.2016.Effects of green manure planting on loss of soil nutrient in citrus orchard in three gorges reservoir area［J］.Journal of Soil and Water Con-servation，30（2）：68-72.］doi：10.13870/ki.stbcxb.
2016.02.012.
农业农村部科技教育司.2021.我国三大粮食作物化肥农药利用率双双超40%［EB/OL］.（2021-01-19）［2021-10-15］.http：///gzdt/202101/t20210119_ 6360102.htm.［Department of Science，Technology and Education，Ministry of Agriculture and Rural Affairs.
2021.The utilization rate of chemical fertilizers and pes-ticides of the three major grain crops in China exceeded 40%［EB/OL］.（2021-01-19）［2021-10-15］.http://www.
/gzdt/202101/t20210119_6360102.htm.］
王国友.2011.种植绿肥对生态环境的作用和效果［J］.安徽农学通报，17（13）：132.［Wang G Y.2011.Effect of green manure on planting environment［J］.Anhui Agricultural Science Bulletin，17（13）：132.］doi：10.16377/ki.issn 1007-7731.2011.13.062.
王利利，董民，张璐，杜相革.2013.不同碳氮比有机肥对有机农业土壤微生物生物量的影响［J］.中国生态农业学报，21（9）：1073-1077.［Wang L L，Dong M，Zhang L，Du X
G.2013.Effects of organic manures with different carbon-
to-nitrogen ratios on soil microbial biomass of organic agriculture［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture，21（9）：1073-1077.］doi：10.3724/SP.J.1011.2013.01073.
王晓军，于凤芝，宿庆瑞，张久明，杨军，周高飞，张晓伟.
2010.不同绿肥品种综合利用价值的比较［J］.黑龙江农业科学，（6）：55-57.［Wang X J，Yu F Z，Su Q R，Zhang J M，Yang J，Zhou G F，Zhang X parison of comprehensive utilization value with different green manure varieties［J］.Heilongjiang Agricultural Sciences，（6）：55-57.］doi：10.3969/j.issn.1002-2767.2010.06.019.
杨滨娟，黄国勤，王超，林青，徐宁.2013.稻田冬种绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响［J］.中国生态农业学报，21（10）：1209-1216.［Yang B J，Huang G Q，Wang C，Lin Q，Xu N.2013.Effects of winter green manure cultiva-tion on rice yield and soil fertility in paddy field［J］.Chi-nese Journal of Eco-Agriculture，21（10）：1209-1216.］doi：
10.3724/SP.J.1011.2013.21136.
杨林章，冯彦房，施卫明，薛利红，王慎强，宋祥甫，常志州.
2013.我国农业面源污染治理技术研究进展［J］.中国生态农业学报，21（1）：96-101.［Yang L Z，Feng Y F，Shi W M，Xue L H，Wang S Q，Song X F，Chang Z Z.2013.
Review of the advances and development trends in agri-cultural non-point source pollution control in China［J］.
Chinese Journal of Eco-Agriculture，21（1）：96-101.］doi：
10.3724/SP.J.1011.2013.00096.姚单君，张钦，张爱华，冉斌，祝胜剑，王文华.2021.不同绿肥种植下盛花期土壤水分和氮磷淋失特征［J］.北方园艺，（21）：86-93.［Yao D J，Zhang Q，Zhang A H，Ran B，Zhu S J，Wang W H.2021.Characteristics of water leaching and nitrogen and phosphorus leaching in soil under diffe-rent green manure in full［J］.Northern Horticulture，（21）：86-93.］doi：10.11937/bfyy.20211688.
俞巧钢，叶静，马军伟，孙万春，邹平，符建荣，殷建祯，徐建祥.2012.山地果园套种绿肥对氮磷径流流失的影响［J］.水土保持学报，26（2）：6-10.［Yu Q G，Ye J，Ma J W，Sun W C，Zou P，Fu J R，Yin J Z，Xu J X.2012.
Effects of green manure planting on nitrogen and phos-phorus runoff losses in mountainous orchard［J］.Jour-nal of Soil and Water Conservation，26（2）：6-10.］doi：
10.13870/ki.stbcxb.2012.02.014.
张龙辉，李源环，邓小华，田明慧，张明发，周志成，彭曙光，陈治锋.2019.施用石灰和绿肥及生物有机肥后的酸性土壤pH和理化性状动态变化［J］.中国烟草学报，25（3）：60-66.［Zhang L H，Li Y H，Deng X H，Tian M H，Zhang M F，Zhou Z C，Peng S G，Chen Z F.2019.Dy-namic change of soil pH and physicochemical properties after application of lime，green manure and biological or-ganic fertilizer［J］.Acta Tabacaria Sinica，25（3）：60-66.］doi：10.16472/j.chinatobacco.2018.302.
张维理，武淑霞，冀宏杰，Kolbe H.2001.中国农业面源污染形势估计及控制对策I.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计［J］.中国农业科学，37（7）：1008-1017.［Zhang W L，Wu S X，Ji H J，Kolbe H.2001.Estimation of agri-cultural non-point source pollution in China and the alle-viating strategies I．Estimation of agricultural non-point source pollution in China in early21century［J］.Scientia Agricultura Sinica，37（7）：1008-1017.］
张兴昌，邵明安，黄占斌，卢宗凡.2000.不同植被对土壤侵蚀和氮素流失的影响［J］.生态学报，20（6）：1038-1044.
［Zhang X C，Shao M A，Huang Z B，Lu Z F.2000.An experimental research on soil erosion and nitrogen loss under different vegetation cover［J］.Acta Ecologica Sinica，20（6）：1038-1044.］doi：10.3321/j.issn：1000-0933.2000.
06.022.
中华人民共和国生态环境部，国家统计局，中华人民共和国农业农村部.2020.第二次全国污染源普查公报［EB/ OL］.（2020-06-16）［2021-10-15］.https://.
cn/home/ztbd/rdzl/wrypc/zlxz/202006/t20200616_784745.
html.［Ministry of Ecological Environment of the Peo-ple’s Republic of China.2020.The second national pol-lution source bulletin in China［EB/OL］.（2020-06-16）［2021-10-15］.https:///home/ztbd/rdzl/ wrypc/zlxz/202006/t20200616_784745.html.］
朱波.2021.长江上游水土流失与面源污染［M］.北京：科学出版社.［Zhu B.2021.Soil erosion and non-point source pollution in the upper reaches of the Yangtze River［M］.
Beijing：Science Press.］
朱兆良，孙波.2006.中国农业面源污染控制对策［M］.北京：中国环境科学出版社.［Zhu Z L，Sun B.2006.Control countermeasures of agricultural non-point source pollu-tion in China［M］.Beijing：China Environmental Science Press.］
Long H L，Liu Y S.2016.Rural restructuring in China［J］.
Journal of Rural Studies，47：387-391.doi：10.1016/j.
jrurstud.2016.07.028.
Zhou L，Rong X M，Xie G X，Wang X X，Xie Y.2014.Ef-fects of different nitrogen fertilizers on rice yield and ni-trogen use efficiency［J］.Soils，46（6）：971-975.doi：10.
13758/ki.tr.2014.06.001.
（责任编辑罗丽）。