紫花苜蓿种植对土壤营养成分的影响研究

        苜蓿（Medicago sative L）又称紫花苜蓿，是世界上栽培最广泛的牧草，属豆科多年生草本植物，根系发达，茎叶繁茂，适应性较强，能普遍生长于各种不同的气候、土壤条件，分布很广。巴林右旗自2011年实施节水灌溉人工草地项目以来累计种植了13.5万亩（1亩约为667m2，下同）紫花苜蓿，在项目实施过程中，农牧民就紫花苜蓿种植对土壤肥力的影响问题存在一些顾虑。本试验的目的是研究种植紫花苜蓿对土壤肥力的影响，为下一步实施项目提供科学依据。
　　1 研究方法
　　1.1 供试土样
　　供试土样采用巴林右旗查干沐沦苏木塔布花嘎查3年生紫花苜蓿草地（从未施用化肥）和传统耕地（多年种植玉米）。2013年5月以S行取样分别分层取3年生紫花苜蓿草地（A）和传统耕地（D）（0～10㎝，10～20㎝，20～30㎝）土样，用于测定土壤理化性质。
　　1.2 测试指标及方法
　　土壤有机质（油浴加热重铬酸钾氧化容量法），全氮（凯氏蒸馏法），全磷（氢氧化钠熔融—钼锑抗比色法），全钾（氢氧化钠熔融—火焰光度计），速效氮（碱解扩散法），速效磷（氟化铵-盐酸浸提—钼锑抗比色法），速效钾（乙酸铵浸提—火焰光度）。
　　2 结果与分析
　　2.1 对土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量的影响
　　试验结果见表1，在0～10㎝土层内，3年生未使用土粪肥及氮肥条件下紫花苜蓿草地的有机质、全氮、全磷、含量分别比传统耕地的高43.6%、20.7%、23.4%，且差异均达到0.05的显著水平，说明种植紫花苜蓿能够促进土壤有机质、全氮的积累，并可以提高土壤全磷含量。紫花苜蓿草地3年来从未施用任何氮肥，传统耕地年年施用氮肥，而紫花苜蓿草地土壤全氮含量仍然比传统耕地高，说明种植紫花苜蓿多年后，由于紫花苜蓿根系的固氮作用促进了土壤全氮的积累，使得紫花苜蓿草地氮的含量不降反增，充分表明种植紫花苜蓿培肥地力的优越性。全钾含量紫花苜蓿草地比传统耕地高74.5%，达到0.01的极显著差异水平，在同样不施用化学钾肥的情况下，紫花苜蓿草地全钾含量比传统耕地的高很多，说明种植紫花苜蓿可以提高钾的含量，在紫花苜蓿和传统耕地之间对于后茬喜钾的作物而言紫花苜蓿地是最好的选择。在10～20㎝土层，紫花苜蓿草地有机质、全磷的含量都比传统耕地的高，且整体差异达到0.05的显著水平；全钾含量比传统耕地的高，且整体差异达到0.01的显著水平；全氮含量比传统耕地的低，但差异不显著。20～30㎝土层，紫花苜蓿草地有机质、全氮、全磷、全钾与传统耕地相比同0～10㎝土层的相似。
　　由表1可知，紫花苜蓿草地有机质含量在不同土层排序是10～20㎝﹥0～10㎝﹥20～30㎝土层，单方差分析显示各土层之间差异不显著。全氮、全钾含量在不同土层排序与有机质的相同。全磷含量虽是0～10㎝土层的最高，但各土层差异不显著。由此可知，在0～30㎝耕层范围内，紫花苜蓿对土壤有机质和全量养分的影响无明显层次上的差异。
　　表1 紫花苜蓿草地和传统耕地土壤养分有机质、全氮、全磷、全钾含量
　　图1 紫花苜蓿草地和传统耕地土壤养分有机质、全氮、全磷、全钾含量
　　2.2 对土壤速效养分的影响
　　表2显示，在0～10㎝土层内，紫花苜蓿草地速效氮含量比传统耕地高52.3%，整体差异达到0.05的显著水平。速效磷含量比传统耕地高37.5%，整体差异达到0.01的显著水平，这与紫花苜蓿草地有机质含量高有关，有机质含量高的土壤，固氮作用往往较弱，从而使土壤中速效磷的含量较高。紫花苜蓿草地速效钾含量比传统耕地的高24%，整体差异达到0.05的显著水平，表明在同样不施用化学钾肥的条件下，种植紫花苜蓿比种植其他作物更易于增加土壤表层速效钾的积累量。在10～20㎝和20～30㎝土层内，紫花苜蓿草地速效氮、磷、钾的含量均比传统耕地的高，但是差异都不显著。
　　由表2可知，紫花苜蓿草地速效氮、磷、钾的含量在各土层排序都是0～10㎝﹥10～20㎝﹥20～30㎝，说明紫花苜蓿种植多年后可以促使速效养分在表层聚集，但各速效养分在各土层之间方差分析结果不相同。速效氮在各土层之间差异不显著，速效磷在0～10㎝土层和10～20㎝土层之间差异不显著，在0～10㎝土层和20～30㎝土层、10～20㎝土层和20～30㎝土层之间达到0.05的显著水平，表明紫花苜蓿草地土壤速效磷具有表聚的趋势，尤其在0～10㎝土层聚集较多。速效钾只是在0～10㎝土层和10～20㎝土层之间、0～10㎝土层和20～30㎝土层之间差异达到0.05的显著水平，表明紫花苜蓿草地速效钾在表层聚集，尤其在0～10㎝土层聚集较多。
　　表2 紫花苜蓿草地与传统耕地土壤速效养分含量
　　图2 紫花苜蓿草地与传统耕地土壤速效养分含量
　　3 结论
　　3.1 由于紫花苜蓿根系发达，根系的75%集中分布于0～30㎝土层，根系固氮作用强以及3年来紫花苜蓿草地土壤没有耕翻，促进了土壤有机质及全氮、全磷、全钾在耕层的积累，而且较传统耕地增加显著。
　　3.2 紫花苜蓿草地速效氮、（www.nczfj.com）速效磷、速效钾含量与传统耕地相比都较高，且表层最高，显示紫花苜蓿种植多年后可以促进速效养分在表层聚集。
　　3.3 种植紫花苜蓿与种植传统作物相比具有既节约投资增加收入的直接收益，又具有培肥地力提高后续作物产量增加收入的潜在收益。
　　参考文献
　　[1] 郭选政，赵德云，李保军.新疆苜蓿生产发展及其动态[J].中国草地，2000，2：61-67.
　　[2] 杨吉华，张光灿，刘霞 等.紫花苜蓿保持水土效益的研究 [J].土壤侵蚀与水土保持学报，1997，3（2）：91-96.
　　[3] 张春霞，郝明德，王旭刚 等.黄土高原地区紫花苜蓿生长过程中土壤养分的变化规律 [J].西北植物学报，2004，24（6）：1 107-1 111.
　　[4] 罗天琼，刘正书，莫本田 等.种紫花苜蓿干草产量与土壤养分变化的关系分析.中国草地，1998，2：29-32.
　　[5] 郭玉泉，王金芬，高翔.种植紫花苜蓿对土壤养分的影响 [J].四川草原，2000，4：20-25.