豆科绿肥替代化学氮肥促进柑橘幼苗生长和氮素吸收

摘要

[目的]果园豆科绿肥还田是实现有机肥替代化肥的重要途径.研究不同绿肥替代化学氮肥比例对柑橘幼苗生长、氮素吸收、根系形态及土壤微生物量的影响,以期为柑橘减施氮肥和实现绿色有机生产提供理论依据.[方法]以1年生柑橘(Citrus reticulate L.)幼苗为材料进行盆栽试验,供试绿肥为拉巴豆(Dolichos lablab L.)和印度豇豆(Vigna sinensis Hayata).在相同氮磷钾养分施用量下,设置5个绿肥氮替代比例:0(100％F)、25％(25％G+75％F)、50％(50％G+50％F)、75％(75％G+25％F)和100％(100％G),磷钾量不足时由化肥补齐.在柑橘抽春梢期测定其各部位干物质量和氮素累积量,分析柑橘根系形态和根系活力,并测定土壤微生物量碳氮含量.[结果]相比100％F处理,两种豆科绿肥替代化学氮肥均显著提高了柑橘干物质量和氮素累积量,以75％G+25％F和100％G处理的效果最好,其干物质量和氮素吸收量分别提高42.71％～82.95％ 和38.88％～53.31％;土壤微生物量碳含量提高了5.12％～48.42％,土壤微生物量氮含量提高了6.35％～133.67％,并且微生物量碳氮含量随着绿肥替代化学氮肥比例的增加而增加.绿肥替代化学氮肥处理明显提高了柑橘幼苗总根长和根表面积,其中以<1.5 mm径级根提高最多.相比100％F处理,绿肥替代化学氮肥处理的柑橘幼苗总根长和根表面积分别提高88.34％～324.87％和78.82％～372.91％;柑橘根径级<1.5 mm根长和根表面积随着拉巴豆替代化学氮肥比例增加而增加,而印度豇豆处理则以替代50％和100％化学氮肥处理最高.同时,相比单施化肥处理,拉巴豆和印度豇豆替代化学氮肥处理柑橘根系活力分别提高43.95％～47.48％和40.61％～66.14％.相关性和结构方程分析表明,两种豆科绿肥替代化学氮肥可直接影响柑橘干物质量,也可通过改善柑橘根系形态和活力,增加土壤微生物量碳氮含量,直接或间接地影响柑橘氮累积量和干物质量;绿肥C/N值和柑橘氮素累积量存在显著正相关性,其通过直接影响柑橘氮素累积量,或间接改变柑橘根系形态、根系活力和微生物量,进而直接或间接影响柑橘干物质量.[结论]在等氮磷钾养分条件下,拉巴豆和印度豇豆替代化学氮肥均明显促进了土壤微生物增殖,提高柑橘根系活力、根系长度和根表面积,促进柑橘氮素吸收和干物质积累.在不改变柑橘常规氮磷钾施用量的前提下,豆科绿肥替代75％～100％的化学氮肥为较适宜的替代比例,其能够促进柑橘幼苗氮素吸收和干物质积累.