重庆地区蚕豆绿肥养分释放模式与化感效应的研究

发布时间：2020-10-21 12:59

　　蚕豆(Vicia faba L.)属于豆科(Leguminosae)、蝶形花亚科(Papilionoideae)、野豌豆族(Vicieae)、巢菜属(Vicia L.)一年生或越年生作物。蚕豆作为绿肥历史悠久,只是随着菜用蚕豆的出现,其作为绿肥的用处渐渐被人忽视。在重庆地区,蚕豆作绿肥,相比其它传统绿肥有优势。首先蚕豆是冬春生长作物,不与当地夏季主粮作物竞争,并且西南地区主要以收获新鲜豆荚为主,与后茬夏季作物相结合,能作为春玉米播种前的豆科绿肥利用,达到用地养地的目的。其次,蚕豆的根瘤菌固氮能力强、鲜叶养分含量高。为了能更好地推广和利用蚕豆资源,有必要了解其还田后的土壤改良效果及可能存在的不利影响。鉴于此,本试验采用尼龙袋埋袋法,分析了蚕豆根、茎、叶、地上部分(包括茎和叶)和全株在土壤中的养分释放规律,以及蚕豆秸秆(提取物)对后茬玉米和高粱的化感效应;同时初步鉴定了蚕豆提取物中的化感物质。主要研究结果如下:⑴蚕豆还田后,在前35 d表现出较快的分解速度,之后35 d至245 d,分解速度相对缓慢。在前35 d内,土壤中氮的释放量从根部的52 kg/ha到地上部分的60 kg/ha不等,这有利于后茬作物的生长。蚕豆植株碳的残留率与氮浓度呈负相关,与碳氮比(C/N比)呈正相关(不包含叶片数据),说明蚕豆绿肥植株残留物中氮浓度越高,植株碳的释放量越大,根系和茎秆的碳释放量越高。与蚕豆植株其他部位相比,茎秆和根具有高的残留率和分解较少的特点,说明植物本身的结构影响了分解速率。因此,以蚕豆为绿肥提高土壤质量和后茬作物产量时,应采取不同的管理策略,使其氮和碳释放模式与植物残留物质量相匹配。⑵与茎秆相比,叶片的烷烃浓度、平均碳链长度和碳优势指数较高,释放到土壤中的烷烃比例更高。随着蚕豆绿肥残留物的腐解时间延长,低链烷烃化合物(如C_(23)、C_(24)、C_(25)和C_(26))的相对丰度增加,而C_(29)、C_(31)和C_(33)的相对丰度呈下降趋势,导致平均链长和碳优势指数发生变化。这说明正构烷烃分布模式不同的植物在土壤中的分解速率也不同。⑶随着蚕豆地上部和根水浸提液浓度升高,高粱土壤中微生物量碳(MBC)呈现上升趋势,而微生物量氮(MBN)和微生物量碳氮比(MBC/MBN)呈现下降趋势;同时抑制了高粱土壤脱氢酶活性,而促进了其脲酶活性。蚕豆整株和茎秆直接还田降低了玉米土壤MBC和MBC/MBN,促进了脱氢酶活性,而蚕豆整株和地上部直接还田提高了玉米土壤MBN。⑷蚕豆浸提液中鉴定出烷烃类、醇类、酯类、酮类和酰胺类等物质。随着蚕豆地上部和根水浸提液浓度的升高,高粱和玉米种子的发芽势和发芽率呈现下降趋势,且其胚根和胚芽生长明显被抑制。综合分析认为,蚕豆可作兼用型绿肥作物,埋入土壤后,早期能释放较多的氮(N)、磷(P)、钾(K)等养分,可部分满足后茬作物需要。但因蚕豆秸秆中存在对后茬作物种子萌发和早期生长有化感效应的物质,在生产中大面积推广应用时,应注意后茬作物的早期生长状况。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S551;S643.6
【部分图文】：

技术路线图

工技术路线图

分布图,最高最低气温,月降雨量,重庆市

第 3 章蚕豆还田腐解速率及其养分和烷烃的释放模式3.1 材料与方法3.1.1 试验区概况本试验于 2017 年 5 月至 2018 年 2 月在重庆市北碚区西南大学试验田（海拔高度 223 m）进行。地理坐标：北纬 29°49′，东经 106°25′。在过去 30 年中，该地区年平均气温为 17.8 ℃，年平均降雨量为 1100 mm。2017 年重庆市月降雨量和月最低最高气温分布图（图 3.1）西南大学硕士学位论文

干物质,有机碳,腐解,残留量