玉米–绿肥轮作体系下光叶紫花苕的氮肥替代和土壤肥力提升效应

[目的]研究光叶紫花苕(Vicia villosa Roth var.glabrescens)不同翻压量对玉米生长及土壤性状的影响,明确绿肥的养分供应潜力,为玉米–绿肥轮作系统中的化肥减施提供科学依据.[方法]于2018和2019年在云南省嵩明县开展玉米(黑糯1号)田间试验,共设5个处理:冬闲(CK);不施氮肥但翻压绿肥光叶紫花苕15000 kg/hm2(G1)、30000 kg/hm2(G2)、45000 kg/hm2(G3);冬闲+常规氮肥N 270 kg/hm2(FN).光叶紫花苕冬季种植,在玉米播种前翻压.在玉米收获期,测定玉米地上部氮、磷、钾含量和积累量,测定产量和产量构成因素,同时测定土壤全量和速效氮磷钾含量、pH和有机质含量.[结果]2018年各绿肥处理G1、G2、G3的玉米产量分别相当于FN处理的78.14％、88.88％及92.86％,2019年G1、G2、G3处理的产量水平相当于FN处理的98.92％、104.22％和113.91％,相较第一年,次年各绿肥处理产量水平有较大幅度增长;2018和2019年各绿肥处理株高、穗位高、秃穗长及单穗重等相较于FN多无显著差异;2018年FN处理籽粒氮含量显著高于其他各处理,秸秆氮含量显著高于CK和G1处理.2019年G3处理地上部氮积累量比FN、G1处理分别显著提高42.02％、33.91％.2018年玉米FN处理地上部磷积累量显著高于CK和G1处理,钾积累量各施肥处理间无显著差异.2019年,4个施肥处理间磷积累量无显著差异,3个绿肥处理的钾积累量均显著高于FN处理;2018年各处理土壤养分含量无显著差异,2019年随绿肥翻压量的增加土壤碱解氮、速效钾、全氮及有机质含量等显著增加,即土壤培肥效果随绿肥应用年限增加有所提升;聚合增强树分析表明,土壤全氮及单穗重对玉米产量的贡献率最大,均为20.89％.[结论]无需施用氮肥,第一年翻压高量光叶紫花苕,第二年翻压常量光叶紫花苕即可为玉米提供与常量氮肥相当的氮素养分,获得相近甚至更高的玉米产量.连续两年翻压绿肥后,土壤速效及全量氮、钾及有机质含量均有显著的提升效果.