紫云英还田对土壤养分和重金属含量的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0390

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (7): 80-85.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0390

所属专题：土壤重金属污染

• 资源·环境·生态·土壤 • 上一篇下一篇

紫云英还田对土壤养分和重金属含量的影响

陈慧¹(), 周晓月², 谭诚², 张永春³, 汪吉东³, 马洪波³()

¹南京市六合区农业技术推广中心,南京 210044
²海南大学园艺学院,海口 570228
³江苏省农业科学院农业资源与环境所/农业农村部江苏耕地保育科学观测实验站,南京 210014

收稿日期:2021-04-12 修回日期:2021-10-29 出版日期:2022-03-05 发布日期:2022-04-13
通讯作者: 马洪波
作者简介:陈慧,女,1986年出生,江苏东台人,高级农艺师,博士,主要从事农业技术推广。通信地址：210044 南京市六合区雄州南路268号六合大厦2121,E-mail： 491786371@qq.com。
基金资助:
江苏省农业科技自主创新资金“控制甘薯连作障碍的强还原土壤处理关键技术及产品创制”(CX(20)3083);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系资助国家甘薯产业技术体系(CARS-10-B9);江苏省农业科学院探索性颠覆性创新计划项目“以土壤团聚能力为核心驱动的江苏省典型中低产田地力提升技术研发”(ZX(21)1223)

Effects of Milk Vetch Returning to Field on the Content of Soil Nutrient and Heavy Metal

CHEN Hui¹(), ZHOU Xiaoyue², TAN Cheng², ZHANG Yongchun³, WANG Jidong³, MA Hongbo³()

¹Nanjing Liuhe District Agricultural Technology Extension Center, Nanjing 210044
²College of Horticulture, Hainan University, Haikou 570228
³Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/ Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanjing 210014

Received:2021-04-12 Revised:2021-10-29 Online:2022-03-05 Published:2022-04-13
Contact: MA Hongbo

摘要/Abstract

摘要：

为提高六合稻麦轮作土壤质量,2018—2020年采用绿肥还田方式,设计开展紫云英-水稻轮作田间定位试验。设计紫云英-水稻轮作、小麦-水稻轮作2个耕作模式处理,研究紫云英还田对稻田耕层土壤养分含量、重金属的影响。结果表明,与小麦-水稻轮作相比,紫云英-水稻轮作可有效增加土壤养分,包括土壤全氮、有机质、速效钾、交换性钙、有效硫、有效锰、有效锌、有效钼;同时可改善土壤结构,土壤容重从1.32 g/cm³降低到1.21 g/cm³;还可减缓土壤酸化,土壤从pH 6.36升高到pH 6.51;可降低土壤重金属总铬、总铅、总砷、总汞的污染。综合考虑,紫云英还田可以有效减少冬季麦田肥料用量,并提高土壤质量,是六合水稻种植区较好的施肥模式。

关键词: 紫云英, 土壤养分, 土壤重金属, 土壤质量评价, 耕作模式, 减肥

Abstract:

To improve the soil quality under rice-wheat rotation in Liuhe, a field experiment of milk vetch-rice rotation (2018 to 2020) was conducted to study the effects of milk vetch returning on the content of soil nutrient and heavy metal in paddy field. Two rotation patterns were designed: milk vetch-rice rotation and wheat-rice rotation. The results of this study showed that compared with wheat-rice rotation, milk vetch-rice rotation effectively increased soil nutrients, including total nitrogen, organic matter, available potassium, exchangeable calcium, available sulfur, available manganese, available zinc and available molybdenum, improved soil structure (soil bulk density decreased from 1.32 g/cm³ to 1.21 g/cm³), alleviated soil acidification (soil pH increased from pH 6.36 to pH 6.51), and reduced the soil pollution of total Cr, Pb, As, and Hg. In conclusion, milk vetch-rice rotation could effectively reduce the amount of fertilizer applied in winter wheat field and improve soil quality, which is a promising fertilization mode for Liuhe rice planting area.

Key words: milk vetch, soil nutrient, soil heavy metal, evaluation on soil quality, tillage mode, fertilizer reduction

中图分类号:

S143.2

陈慧, 周晓月, 谭诚, 张永春, 汪吉东, 马洪波. 紫云英还田对土壤养分和重金属含量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 80-85.

CHEN Hui, ZHOU Xiaoyue, TAN Cheng, ZHANG Yongchun, WANG Jidong, MA Hongbo. Effects of Milk Vetch Returning to Field on the Content of Soil Nutrient and Heavy Metal[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(7): 80-85.

图/表 4

参考文献 28

[1]	张春良, 赵佳. 国内稻麦去库存压力大进口量同比下降[J]. 粮食问题研究, 2019,6:39-42.
[2]	张满利, 陈盈, 隋国民, 等. 氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响[J]. 中国农学通报, 2010,26(13):230-234.
[3]	KOURGIALAS N N, KARATZAS G P, KOUBOURIS G C. A GIS policy approach for assessing the effect of fertilizers on the quality of drinking and irrigation water and wellhead protection zones[J]. Journal environmental management, 2017,189:150-159.
[4]	GUO J H, LIU X J, ZHANG Y, et al. Singnificant acidification in major Chinese croplands[J]. Science, 2010,327:1008-1010. doi: 10.1126/science.1182570 URL
[5]	MALIK R S, RAMKALA, DAHIYA R R, et al. Assessment of fertilizer use impact on soil and water pollution in Haryana[J]. Environmental and econlogy, 2009:1426-1429.
[6]	ZHANG F S, LI Y X, YANG M, et al. Content of heavy metals in animal feeds and manures from farms of different scales in northeast China[J]. International journal of environmental research and public health, 2012,9(8):2558-2568.
[7]	刘威, 秦自果, 耿明建, 等. 冬种绿肥和稻草全量还田对单季稻田土壤理化性质的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2017(4):52-58.
[8]	刘春增, 刘小粉, 李本银, 等. 紫云英还田对水稻产量、土壤团聚性及其有机碳和全氮分布的影响[J]. 华北农学报, 2012,27(6):224-228.
[9]	李继明, 黄庆海, 袁天佑, 等. 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, 2011,17(3):563-570.
[10]	连泽晨. 绿肥和秸秆还田对水稻产量、养分吸收及土壤肥力的影响[D]. 武汉:华中农业大学, 2016.
[11]	LI T, GAO J S, BAI L Y. Influence of green manure and rice straw management on soilorganic carbon, enzyme activities, and rice yield in red paddy soil[J]. Soil and tillage research, 2019,195:104428. doi: 10.1016/j.still.2019.104428 URL
[12]	王丹英, 彭建, 徐春梅, 等. 油菜作绿肥还田的培肥效应及对水稻生长的影响[J]. 中国水稻科学, 2012,26(1):85-91.
[13]	周国朋, 谢志坚, 曹卫东, 等. 稻草高茬-紫云英联合还田改善土壤肥力提高作物产量[J]. 农业工程学报, 2017,33(23):157-163.
[14]	李峰, 周方亮, 黄雅楠, 等. 紫云英和秸秆还田对土壤肥力性状的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2020(3):75-81.
[15]	张璐, 黄晶, 高菊生, 等. 长期绿肥与氮肥减量配施对水稻产量和土壤养分含量的影响[J]. 农业工程学报, 2020,36(5):106-112.
[16]	王慧, 唐杉, 王允青, 等紫云英翻压对稻田土壤肥力和双季稻产量的影响[J]. 生态学杂志, 2019,50(6):1384-1389.
[17]	周国朋, 谢志坚, 曹卫东, 等. 稻草高茬-紫云英联合还田改善土壤肥力提高作物产量[J]. 农业工程学报, 2017,33(23):157-163.
[18]	邹长明, 王允青, 杨杰, 等. 化肥配施紫云英对稻田土壤微生物及养分的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2013(6):28-31.
[19]	高嵩涓, 周国朋, 曹卫东. 南方稻田紫云英作冬绿肥的增产节肥效应与机制[J]. 植物营养与肥料学报, 2020,26(11):1-12.
[20]	李可懿. 黄土高原旱地与豆科绿肥轮作和施氮对小麦产量及籽粒矿质养分的影响及其土壤学机制[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2011:27-28.
[21]	黄晶, 蒋先军, 曾跃辉, 等. 稻田土壤肥力评价方法及指标研究进展[J]. 中国土壤与肥料, 2017,54(6):1-8.
[22]	殷志遥, 黄丽, 薛斌, 等. 稻-油轮作下保护性耕作对土壤肥力的影响及评价[J]. 中国生态农业学报, 2017,25(11):1604-1614.
[23]	吕真真, 吴向东, 侯红乾, 等. 有机-无机肥配施比例对双季稻田土壤质量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2017,23(4):904-913.
[24]	王志强, 缪建群, 刘英, 等. 长江中游双季稻田不同轮作方式对土壤质量的影响[J]. 中国生态农业学报, 2020,28(11):1703-1714.
[25]	谢杰, 董爱琴, 徐昌旭, 等. 紫云英长期还田对稻田土壤Cd含量与形态的影响[J]. 浙江农业学报, 2019,31(12):2084-2094.
[26]	汤文光, 唐海明, 罗尊长, 等. 不同种植模式对稻田土壤重金属含量及晚稻稻米品质的影响[J]. 作物学报, 2011,37(8):1457-1464.
[27]	王阳, 刘恩玲, 王奇赞, 等. 紫云英还田对水稻镉和铅吸收积累的影响[J]. 水土保持学报, 2013,27(2):189-193.
[28]	钱晨晨. 紫云英翻压还田与氮肥配施对水稻生长、稻田重金属含量及养分平衡的影响[J]. 南昌:江西农业大学, 2017.

测试指标	2018年稻绿轮作实施前	稻绿轮作		2018年稻麦轮作实施前	稻麦轮作
测试指标	2018年稻绿轮作实施前	2018—2019年	2019—2020年	2018年稻麦轮作实施前	2018—2019年	2019—2020年
pH	6.36a	6.53a	6.51a	6.26a	6.32a	6.11a
全氮/(g/kg)	1.47a	1.48a	1.42a	1.04ab	1ab	0.96b
有效磷/(mg/kg)	13.01a	13.42a	11.62b	10.63b	12.81ab	13.55a
速效钾/(mg/kg)	103.40b	119.60ab	144.17a	104.00b	114.00ab	121.00ab
有机质/(g/kg)	23.58a	24.75a	25.51a	22.67a	23.11a	22.88a
容重/(g/cm³)	1.32a	1.19a	1.21a	1.4a	1.33a	1.35a
Ca/(mg/kg)	1695.23b	1711.74ab	1746.63ab	1786.95ab	1749.84ab	1684.28a
Mg/(mg/kg)	98.69a	104.15a	105.77	96.63a	94.71a	114.66a
S/(mg/kg)	29.88a	34.48a	28.83a	34.84a	37.05a	27.62b
Fe/(mg/kg)	141.61a	132.63a	134.69a	136.80a	124.20a	130.69a
Mn/(mg/kg)	59.42ab	76.22a	71.28a	45.88b	38.45b	46.63b
Cu/(mg/kg)	3.75a	3.68a	3.10a	2.91a	3.31a	2.94a
Zn/(mg/kg)	2.12a	2.07a	2.04a	2.14a	1.89a	1.76a
B/(mg/kg)	0.59b	0.63b	0.64a	0.62b	0.64a	0.62b
Mo/(mg/kg)	0.186b	0.170b	0.190ab	0.203a	0.208a	0.201a

测试指标	2018年稻绿轮作实施前	稻绿轮作		2018年稻麦轮作实施前	稻麦轮作
测试指标	2018年稻绿轮作实施前	2018—2019年	2019—2020年	2018年稻麦轮作实施前	2018—2019年	2019—2020年
pH	6.36a	6.53a	6.51a	6.26a	6.32a	6.11a
全氮/(g/kg)	1.47a	1.48a	1.42a	1.04ab	1ab	0.96b
有效磷/(mg/kg)	13.01a	13.42a	11.62b	10.63b	12.81ab	13.55a
速效钾/(mg/kg)	103.40b	119.60ab	144.17a	104.00b	114.00ab	121.00ab
有机质/(g/kg)	23.58a	24.75a	25.51a	22.67a	23.11a	22.88a
容重/(g/cm³)	1.32a	1.19a	1.21a	1.4a	1.33a	1.35a
Ca/(mg/kg)	1695.23b	1711.74ab	1746.63ab	1786.95ab	1749.84ab	1684.28a
Mg/(mg/kg)	98.69a	104.15a	105.77	96.63a	94.71a	114.66a
S/(mg/kg)	29.88a	34.48a	28.83a	34.84a	37.05a	27.62b
Fe/(mg/kg)	141.61a	132.63a	134.69a	136.80a	124.20a	130.69a
Mn/(mg/kg)	59.42ab	76.22a	71.28a	45.88b	38.45b	46.63b
Cu/(mg/kg)	3.75a	3.68a	3.10a	2.91a	3.31a	2.94a
Zn/(mg/kg)	2.12a	2.07a	2.04a	2.14a	1.89a	1.76a
B/(mg/kg)	0.59b	0.63b	0.64a	0.62b	0.64a	0.62b
Mo/(mg/kg)	0.186b	0.170b	0.190ab	0.203a	0.208a	0.201a

参评因子	最大值	中值	最小值
pH	7.5	6	5.5
全氮/(g/kg)	1.5	1.25	1.0
有效磷/(mg/kg)	30	15	5
速效钾/(mg/kg)	150	100	40
有机质含量/(g/kg)	20	15	8
容重/(g/cm³)	1.45	1.25	1
有效铁/(mg/kg)	100	50	5
有效锰/(mg/kg)	30	20	10
有效铜/(mg/kg)	2.0	1.0	0.2
有效锌/(mg/kg)	4.0	2.0	1.0
有效硼/(mg/kg)	2.0	1.0	0.5
有效硫/(mg/kg)	50	30	16
交换性钙/(g/kg)	1	2	3
交换性镁/(g/kg)	0.15	0.3	0.5
有效钼/(mg/kg)	0.15	0.2	0.3

参评因子	最大值	中值	最小值
pH	7.5	6	5.5
全氮/(g/kg)	1.5	1.25	1.0
有效磷/(mg/kg)	30	15	5
速效钾/(mg/kg)	150	100	40
有机质含量/(g/kg)	20	15	8
容重/(g/cm³)	1.45	1.25	1
有效铁/(mg/kg)	100	50	5
有效锰/(mg/kg)	30	20	10
有效铜/(mg/kg)	2.0	1.0	0.2
有效锌/(mg/kg)	4.0	2.0	1.0
有效硼/(mg/kg)	2.0	1.0	0.5
有效硫/(mg/kg)	50	30	16
交换性钙/(g/kg)	1	2	3
交换性镁/(g/kg)	0.15	0.3	0.5
有效钼/(mg/kg)	0.15	0.2	0.3

项目	一等	二等	三等	四等
质量评语	很肥沃	肥沃	一般	瘦瘠
质量指数范围	>2.7	2.7~1.8	1.8~0.9	<0.9

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Effects of Milk Vetch Returning to Field on the Content of Soil Nutrient and Heavy Metal

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测试指标	2018年稻绿轮作实施前	稻绿轮作后		2018年稻麦轮作实施前	稻麦轮作后
测试指标	2018年稻绿轮作实施前	2019年	2020年	2018年稻麦轮作实施前	2019年	2020年
总镉	0.142	0.153	0.153	0.152	0.156	0.152
总铬	66.88	68.36	62.03	68.40	70.26	68.85
总铅	25.46	25.07	26.00	26.56	26.36	27.86
总砷	11.72	11.07	11.61	11.04	12.40	12.25
总汞	0.045	0.040	0.046	0.041	0.043	0.043

[1]	秦乃群, 马巧云, 高敬伟, 杨璞, 蔡金兰, 郝迎春, 李艳梅, 冀洪策, 廖祥政. 沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 58-63.
[2]	卢丽兰, 王玉萍, 尹欣幸, 黄英凯, 范海阔. 海南省水果型椰子园土壤养分调查与评价[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 72-80.
[3]	格桑顿珠. 西藏昌都市洛隆县土壤养分状况分析及肥力综合评价[J]. 中国农学通报, 2022, 38(35): 30-34.
[4]	王丽霞, 殷晓敏, 刘永霞, 连子豪, 王必尊, 何应对. 间作韭菜模式下番木瓜根区微生物群落变化特征[J]. 中国农学通报, 2022, 38(31): 66-76.
[5]	潘雪, 蔡立群, 董博, 乜光昀. 平川区耕地质量等级及养分特征分析研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(29): 118-128.
[6]	焦永康. 天冬氨酸衍生物在土壤重金属污染治理方面的研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(28): 79-82.
[7]	桂娟, 常海伟, 和君强, 符云聪, 戴青云, 黎红亮, 刘代欢. 中南有色金属冶炼场地与周边土壤重金属污染概况及稳定化修复技术研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(27): 86-93.
[8]	胡一, 王晶, 李刚. 渭北旱塬土地整治新增耕地土壤养分特征及肥力等级评价——以合阳县为例[J]. 中国农学通报, 2022, 38(27): 94-100.
[9]	杨敏, 陈秀虎, 皮晓娟, 郭峰, 陈新苗, 胡结文. 水稻梯田土壤速效氮、磷、钾的迁移与分布特征研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(26): 50-55.
[10]	李宗泰, 战丽杰, 梁燕, 葛忠强, 曹振飞, 杜振宇, 囤兴建. 山东省赤松林叶片化学计量特征及其与林分特征和土壤养分的关系[J]. 中国农学通报, 2022, 38(22): 20-30.
[11]	王齐旭, 李建勇. 沪郊菜地土壤养分状况分析与评价[J]. 中国农学通报, 2022, 38(22): 84-88.
[12]	吴亚楠, 董士伟, 潘瑜春, 任先鹏, 魏相峰, 李西灿, 牛冲. 不同数据情境的耕地土壤重金属污染监测点位布设方法[J]. 中国农学通报, 2022, 38(22): 93-98.
[13]	王真, 林团荣, 王伟, 王玉凤, 罗小波, 姚彬. 马铃薯化肥农药双减绿色生产技术研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(21): 51-57.
[14]	雷星宇, 胡瑶, 邓钢桥, 李宏告, 张跃龙, 胡蝶, 李丽辉. 钝化剂对卷丹百合镉含量及生理特性的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(19): 66-72.
[15]	郭佳, 靳少非, 王库. 城市快速扩张背景下城乡交错区土壤重金属的空间分布特征及影响因素分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(17): 103-109.