绿肥牧草对滨海盐渍土的改良作用研究进展

朱小梅， 董 静， 丁海荣， 刘 冲， 邢锦城， 赵宝泉， 刘兴华， 王茂文， 洪立洲

( 江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城 224002)



绿肥牧草对滨海盐渍土的改良作用研究进展

朱小梅， 董 静， 丁海荣， 刘 冲， 邢锦城， 赵宝泉， 刘兴华， 王茂文， 洪立洲*

( 江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城 224002)

种植绿肥来改良土壤和培肥地力是我国农业生产上传统的养地措施之一。绿肥作为一种完全型肥料，在增加土壤有机质和矿质养分、促进土壤微生物的均衡发展和增强土壤酶活性方面具有显著效果。综述了具有一定耐盐性的绿肥牧草对滨海盐渍土壤盐分、pH、孔隙度、有机质、养分含量、根际微生物和酶活性等生理生化指标的影响，并提出了进一步研究方向。

绿肥牧草；盐渍土；改良作用

绿肥广义上是指所有能直接翻耕到土壤或经堆沤后再施入土壤作肥料用的栽培或绿色植物体。由于其具有提供养分、培肥土壤和增加产量等积极作用，因而绿肥始终是我国农业生产中一种重要的肥源[1]。滨海盐渍化土壤在世界上分布广泛，在我国也有很大的面积。为了开发利用盐渍化的土地资源，目前滨海重盐土主要采取“围堤蓄淡养鱼”的模式进行利用，而在中度盐渍土上主要靠种植耐盐植物及具有一定耐盐性的豆科和禾本科绿肥牧草进行盐土改良。在滨海盐渍土上种植耐盐绿肥牧草，特别是田菁、沙打旺、紫花苜蓿等豆科绿肥牧草，在类似条件下其生物量和养分累积量显著高于其他绿肥品种，它们不仅可以富集深层盐渍土壤中的养分，而且还可以通过根瘤菌固定空气中的氮素，对盐土肥力提升贡献显著[2]。我国绿肥资源丰富且分布广泛，许多绿肥品种也是很好的牧草资源，可以作为绿肥和牧草共同利用，发展前景广阔，其应用和研究也受到很大的关注。

1 种植绿肥牧草对滨海盐渍土pH与盐分含量的影响

土壤pH是影响土壤肥力的重要因素之一，对土壤养分存在的形态和有效性、土壤微生物活动及对作物本身生长发育都有着密切的关系。土壤水溶性盐是盐碱土的重要属性之一，也是限制植物生长的障碍因素[3-4]。研究表明，在北方泥质海岸盐碱地种植田菁、苜蓿一个生长季后可以降低土壤全盐量和pH，其中田菁处理的全盐量较未种植牧草的CK处理降低了0.3 g/kg，pH降低了0.24；苜蓿处理的全盐量和pH则分别降低了0.2 g/kg和0.09[5]。元炳成研究表明种植紫花苜蓿4年后，土壤电导率比荒滩地下降5.96 mS/cm，pH下降0.25[6]。也有研究表明，种植绿肥牧草能够抑制土壤盐分累积，但同时也提高了土壤pH，其pH比对照高0.12～0.40，这与前者种植绿肥牧草后土壤pH下降的结论相悖[7]。

绿肥牧草对盐渍土的脱盐作用因土层深度而不同。董晓霞等在含盐量0.3%～0.5%滨海盐渍地种植紫花苜蓿的研究中发现，0～40 cm土层的盐分变化最为活跃，脱盐强烈，而底层的变化微弱，土壤盐分分布由表聚柱状型转为底积型[8]。在江苏沿海滩涂种植紫花苜蓿和牛尾草后的土层脱盐作用增强， 0～60 cm土层平均含氯盐由种前的1.70 g/kg，逐年下降到种后第4年的0.375 g/kg[9]。对田菁改良滨海盐渍土的研究也证明了这一点，在滨海盐渍土种植田菁后植物蒸腾取代了地面蒸发，避免了地面蒸发造成的地表积盐，种植田菁2年后土壤表层、中层和深层的脱盐率分别是6.09%、6.95%和4.26%[10]。但是，在江苏滨海垦区种植紫花苜蓿、红三叶、牛尾草、意大利黑麦草等4年后与种草前相比，0～5、5～20、20～40、40～60 cm 土层盐分分别下降0.02～0.22%、0.24%～0.33%、0.04%～0.17%和0.07%～0.21%，表明其脱盐作用最强烈的应是0～20 cm土层，这与董晓霞等的研究结论稍有出入[11]。

绿肥牧草对滨海盐渍土的脱盐作用因品种而异。田菁对盐土的改良效果好于芦苇和盐蒿等作物[12]。几种绿肥牧草对盐渍土的脱盐作用比较结果表明，10月0～20 cm土层脱盐效果顺序为田菁>苏丹草>苜蓿，0～80 cm土层整体各处理的脱盐顺序为田菁>苜蓿>苏丹草[7]。

2 种植绿肥牧草对滨海盐渍土物理性状的影响

绿肥牧草根系发达，随着种植年限的增长，其在土壤中残根积贮量越多，且80%左右分布在0～20 cm 土层，加上每年有一定量的枯叶落在地上，经腐烂分解后能促进土壤耕层团粒结构的构成和巩固，使土壤容重减轻，孔隙度增加，透水性增大，熟土层增厚，从而促进了自然降水的淋盐作用。为了探讨江苏滨海盐土改良的最佳途径，1990～1993年陈玉华和周春霖等在江苏竹港垦区进行了种植绿肥牧草改良盐渍土的相关研究，结果表明种植绿肥牧草后土壤相关物理性状得到显著改善，种草第4年表层土(0～5 cm)土壤容重下降0.13～0.25 g/cm3，孔隙率增加5%～8%，耕作层增厚5～7 cm，大于0.25 mm团聚体增加10%～20%[11]。黑麦草和苕子混播后0～15 cm耕作层中，种植前大于0.25 mm水稳性团粒结构为15.57%，种植1年后增加到23.08%，种植2年后为35.52%；在土壤中起良好作用的0.5～5.0 mm团粒的破碎率较低。种植3年后0～10 mm耕层土壤容重从种前的1.30 g/cm3降低到1.18 g/cm3，总孔隙度也由种前的50.95%增加到55.47%[9]。田菁生长期和压青后，土壤非毛管孔度和渗透系数均能增大，土壤导水率和蒸发量则减小。1 m土层积盐率与压青量、土壤非毛管孔度和渗透系数均呈负相关[13]。

3 种植绿肥牧草对滨海盐渍土基本肥力要素的影响

3.1 对盐渍土有机质含量的影响 土壤有机质是反映土壤肥力高低的重要指标之一。许多关于滨海盐渍土改良的研究表明种植绿肥牧草对土壤有机质影响较大。在苏北滨海盐渍土上种植绿肥，其翻压量与提高土壤有机质含量呈正比，一般翻压1 000 kg豆科绿肥鲜草，土壤有机质含量增加0.02%～0.04%[9]。在含盐量0.3%～0.5%的滨海盐渍土上种植紫花苜蓿7年后，0～20 cm土层有机质含量增加2.36 g/kg，比空白地提高28.43%[8]。种植田菁2年后滨海盐渍土有机质增加30.3%[10]。种植黄花草木樨后，1年生黄花草木樨地和2年生黄花草术樨地土壤有机质增长幅度分别为85.13%和14.3%[14]。

豆科绿肥与禾本科绿肥牧草混播更有利于增加土壤有机质含量。禾本科黑麦草与豆科绿肥苕子或箭舌豌豆混播后，耕埋后土壤有机质含量分别为1.29%和1.36%，而单播黑麦草处理为1.27%，单播苕子处理为1.25%[9]。种植紫花苜蓿、牛尾草或紫花苜蓿与牛尾草混播4年后，土壤有机质含量分别增加0.29%，0.40%和0.38%[15]。紫花苜蓿与牛尾草或鸡尾草混播利用2年后, 土壤有机质由种草前的1.07% (耕作层0～20 cm)分别提高到1.21% 和1.20%[8]。

3.2 对盐渍土氮磷钾养分含量的影响 绿肥牧草可以提高滨海盐渍土全氮与速效氮含量，特别是豆科绿肥，其根部着生大量根瘤，能够有效固定空气中的氮素。研究表明，田菁营养生长期田菁每天平均可固氮1 140 g/hm2，若在苗龄100 d翻理，可固氮114.0 kg/hm2, 折合硫酸铵543.0 kg/hm2[16]。在滨海盐渍土上种植田菁2年后土壤全氮增加34.6%[10]。种植紫花苜蓿4年后，0～20 cm土层土壤碱解氮增加17.37 mg/kg[6]。全氮含量增加0.04%[11]。种植7年后，土壤全氮含量增加0.231 g/kg，比空白地提高了42.54%[8]。田菁和苜蓿种植1年后0～50 cm层次土壤全氮、碱解氮含量与未种植牧草处理相比分别增加32.1%～35.8%和21.4%～29.8%，且效果以田菁好于苜蓿[5]。研究表明，种植黄花草木樨1年或2年的盐渍土，土壤全氮含量在0～20 cm土层显著升高，随着土层深度增加，全氮含量降低。1年生黄花草木樨地全氮含量在0～10、10～20、20～40、40～60 cm土层分别增加1.82、2.7、1.85和0.45 g/kg，而2年生的增加量则分别为1.36、1.40、0.97、0.36 g/kg[14]。

绿肥牧草对盐渍土壤磷钾全量与速效含量的影响不一。研究表明，在滨海盐渍土上种植田菁2年后土壤速效磷和速效钾分别增加33.3%和12.8%[10]。种植紫花苜蓿4年后，土壤速效磷含量增加2.87 mg/kg，速效钾含量增加44.9 mg/kg[6]。江苏沿海地区农业科学研究所的研究表明，豆科牧草与禾本科牧草混播可以显著提高土壤速效磷含量，黑麦草与箭筈豌豆或苕子混播使土壤速效磷含量比单播黑麦草处理增加7.52～28.60 mg/kg[9]。田菁、苜蓿种植1年后0～50 cm层次土壤全磷含量与未种植牧草处理相比分别增加10.0%和12.5%，效果以田菁好于苜蓿[5]。李月芬等研究表明种植黄花草木樨1年或2年使滨海盐渍土全磷含量增加0.06～0.08 g/kg，而速效磷含量在种植1年后增加3.65 mg/kg，种植2年后却降低3.92 mg/kg，原因可能是2年生黄花草木樨较1年生黄花草木樨生长迅速，枝繁叶茂，对土壤速效磷的索取大于积累，从而使土壤中速效磷含量大大降低。1年生和2年生黄花草木樨地土壤平均速效钾含量增加104.3～74.7 mg/kg，而全钾含量比空白地降低27%左右[14]。

4 种植绿肥牧草对滨海盐渍土壤酶活性及微生物含量的影响

大量研究表明，绿肥可以增加土壤中微生物含量及土壤酶活性，但目前有关种植绿肥对滨海盐渍土中微生物及酶活性影响的研究报道较少。江苏沿海地区农业科学研究所从20世纪60年代就在这方面开展了一系列研究，结果表明豆科绿肥紫花苜蓿和禾本科牛尾草单播草地土壤中微生物总数比不种草区分别增长3倍和5倍，豆禾混播草地土壤微生物总数比对照区增长12倍以上，微生物的充分繁育导致土壤中酶活性显著提高。这与赵可夫等种植耐盐植物后土壤微生物的数量都有增大的趋势的研究结论相一致[17]。

5 展望

目前，绿肥对土壤的改良作用已经进行了大量研究，但主要集中在绿肥对棉田、果园及植烟区等已进行正常作物生产的土壤有机质、矿质养分及土壤微生物、土壤酶活性等土壤理化性状和生态环境指标的影响方面[18-20]。针对绿肥对一些特殊类型土壤如盐渍土的改良利用还缺乏全面和系统研究，且近年来对盐渍土改良有明显作用的绿肥或牧草品种的选育也相对进入了一个懈怠阶段。因此，今后如何从绿肥品种的筛选及高效栽培技术的集成方向加强绿肥牧草在滨海盐渍土改良方面的研究，对于更好地利用我国广袤的滩涂盐渍土资源具有重要的理论和现实意义。

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Research Progress on Improving Effect in Coastal Saline Soil of Green Manure Forage Grass

ZHU Xiao-mei, DONG Jing, DING Hai-rong, HONG Li-zhou*et al

(Institute of Agriculture Sciences in the Coastal Area of Jiangsu, Yancheng, Jiangsu 224002)

Improving soil, culturing fertility by planting green manure was always one of the traditional measures of agriculture production in China. Used as fertilizer with complete type, green manure showed significant effect on increasing the organic matters and nutrients content of soil, promoting the balanced development of soil microorganism and enhancing soil enzyme activities. This paper reviewed the effects of green manure forage grass with some salt tolerance on physiological and biochemical indexes of coastal saline soil such as soil salinity, pH value, porosity, organic matter, nutrients content, rhizosphere microorganisms, enzyme activities, and proposed further research direction about it.

Green manure forage grass; Coastal saline soil; Improving effect

江苏省农业科技自主创新项目(CX(14)2046)。

朱小梅(1982- )，女，江苏盐城人，助理研究员，硕士，从事植物营养与盐土改良利用研究。*通讯作者，研究员，从事土壤肥料与农业工程研究。

2015-04-21

S 156.4

A

0517-6611(2015)17-150-02