姚單君, 張愛華, 吳興洪, 冉 斌, 張 欽*, 朱 青, 王文華, 況勝劍
(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學院 土壤肥料研究所/貴州省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學觀測試驗站, 貴州 貴陽 550006; 2.貴州大學, 貴州 貴陽 550025)
近年來國家大力開展扶貧攻堅及鄉(xiāng)村振興工作,全國各地興起各種生態(tài)觀光農(nóng)業(yè)園區(qū),因此,研究兼具觀賞價值和生態(tài)效益的植物顯得尤為重要,對發(fā)展農(nóng)業(yè)觀光旅游業(yè)具有重要意義。綠肥能夠有效活化土壤養(yǎng)分、改善土壤理化性質(zhì)、替代部分化肥、減少土壤養(yǎng)分流失、改善生態(tài)環(huán)境、保障糧食安全及提供飼草來源[1-5],在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛,許多綠肥品種具有一定的觀賞價值,可用于觀花、觀葉及觀果等,在建設生態(tài)農(nóng)業(yè)旅游中具有重要開發(fā)價值[6]。張澤煌等[7]首次提出觀賞綠肥的定義,指具有觀賞價值、同時具有水土保護和土壤培肥效果的植物總稱。油葵(Helianthusannuuslinn)花盤大,花期長,可美化環(huán)境,大面積油葵種植可帶動周圍旅游業(yè)的發(fā)展,其根系發(fā)達,生長迅速,生物量大,對重金屬的富集性能和耐受性都比較強,莖稈含有豐富的磷、鉀、鈣,可直接作肥料,油餅營養(yǎng)豐富,鮮盤可做青貯飼料[8]。小葵子(GuizotiaehyssiniaCass)花色鮮艷,花期長,植株光滑無毛,柔嫩多汁營養(yǎng)豐富,適口性好,是家畜家禽喜食飼料;其養(yǎng)分齊全、肥效持久,是優(yōu)良的綠肥作物。油葵和小葵子均符合觀賞綠肥的定義。目前,在觀賞作物方面,科研人員更多的關(guān)注于觀賞蔬菜[9-10]及藥用觀賞植物[11-12]的研究,而對綠肥的研究絕大多數(shù)是作為生態(tài)肥料及飼草使用方面,對其觀賞性的研究鮮見報道。為此,以觀賞綠肥品種油葵及小葵子為研究對象,分析其景觀效果及肥料效應,以期為觀光綠肥的研究與應用提供參考,促進生態(tài)農(nóng)業(yè)與觀光農(nóng)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
試驗于2018年3月—2018年10月在貴州省安順市普定縣進行,試驗地海拔1 249 m,東經(jīng)105°42′11″,北緯26°16′20″。普定縣位于貴州省中西部,屬亞熱帶季風濕潤氣候,全年氣候溫和,年平均氣溫15.1℃,年平均日照時數(shù)1 164.9 h,無霜期301 d,年平均降水1 378.2 mm,是全省三大降雨中心地區(qū)之一。供試土壤為黃壤,機械組成為粉壤,土壤耕層基本理化性質(zhì):全氮0.21%,全磷0.12%,全鉀0.76%,有效磷19.9 mg/kg,速效鉀62.5 mg/kg,堿解氮147.35 mg/kg,緩效鉀199.33 mg/kg,有機質(zhì)31.67 g/kg。根據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準,綜合土壤肥力水平屬中等。
油葵(Helianthusannuuslinn)品種為411,貴州省農(nóng)業(yè)科學院油料研究所提供;小葵子(GuizotiaehyssiniaCass)為地方常規(guī)品種,市購。
以油葵和小葵子為研究對象,根據(jù)前期試驗結(jié)果,確定播種量為15 kg/hm2。2個品種隨機排列,小區(qū)面積8 m2( 2 m× 4 m),重復3次。播種時間為2018年4月4日,條播,不施肥。
1.4.1土樣分析播種前及盛花后期采集試驗地耕層0 ~ 20 cm土壤樣品,按常規(guī)方法進行土壤基本理化性質(zhì)分析[13]。
1.4.2景觀效應盛花期采集各小區(qū)0.75 m2具有代表性的植株,測定單位面積株數(shù),分地下部及地上部測定植株鮮重,計數(shù)花盤數(shù)和舌狀花瓣數(shù),測量花盤面積、株高及根長,并將地上及地下部分別在65℃下烘干稱量(干重),粉碎后測定氮、磷和鉀含量[14]。
采用 Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理及畫圖,利用SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析。
2.1.1植株與花朵形態(tài)從表1看出,油葵和小葵子花色均為黃色,在空間上花盤垂直分布距離均為50 cm。油葵植株明顯高于小葵子,單個花盤面積也明顯大于小葵子,而舌狀花瓣數(shù)小葵子則較油葵多。表明,油葵植株舒展、花盤面積大,其田間景觀效果優(yōu)于小葵子。
2.1.2田間花朵規(guī)模相同播種量(15 kg/hm2)條件下油葵田間花朵量較小葵子少,但其花朵平鋪面積遠大于小葵子(表1)。說明,油葵盛花期其花朵明顯大于小葵子。因此,從田間花朵規(guī)模看,油葵的景觀效果優(yōu)于小葵子。
2.1.3花期從表1看出,小葵子的初花期、盛花期和終花期分別較油葵提早3~6 d,油葵的花開時間持續(xù) 37 d,而小葵子為34 d,油葵的花期較小葵子略長。因此,從花期看,油葵的景觀效果也優(yōu)于小葵子。
表1油葵和小葵子田間植株與花朵性狀
2.2.1養(yǎng)分含量由圖1可知,油葵植株地上部分氮、磷、鉀及根部氮、磷含量均高于小葵子,小葵子根部含鉀量略高于油葵。說明,油葵單位質(zhì)量含有的養(yǎng)分高于小葵子。
圖1油葵和小葵子植株養(yǎng)分含量
2.2.2干物質(zhì)積累量由圖2看出,相同播種量(15 kg/hm2)條件下,油葵干物質(zhì)積累量明顯高于小葵子。油葵和小葵子的植株干物質(zhì)積累量分別為17 309.61 kg/hm2和7 259.73 kg/hm2。說明,油葵的生物質(zhì)量高于小葵子。
2.2.3養(yǎng)分積累量由圖3看出,相同播種量(15 kg/hm2)條件下,油葵和小葵子植株氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量存在一定差異。油葵氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量分別為414.50 kg/hm2、63.91 kg/hm2和384.12 kg/hm2,即若在盛花期翻壓還田,可為土壤提供N 414.50 kg/hm2、P 63.91 kg/hm2、K 384.12 kg/hm2。油葵植株氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量均大于小葵子。說明,油葵的肥料效應優(yōu)于小葵子。
圖2油葵和小葵子植株干物質(zhì)積累量
Fig.2 Dry matter accumulation of oil sunflower and small sunflower
圖3油葵和小葵子單位面積氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累量
2.2.4土壤養(yǎng)分變化由表2可知,油葵與小葵子種植地相比,土壤含水量、pH相當,堿解氮、緩效鉀、有機質(zhì)含量略低,有效磷略高,而速效鉀則明顯降低。說明,對于土壤養(yǎng)分的改善能力小葵子優(yōu)于油葵。
表2種植油葵和小葵子的土壤理化性質(zhì)
油葵和小葵子都是菊科向日葵屬一年生植物,莖直立,葉互生,頭狀花序,生長速度快、適應性強、花期長、花色明艷,是景觀打造過程中使用頻率較高的觀賞作物,同時也是鮮草產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富、易腐爛分解的優(yōu)質(zhì)肥飼兼用的夏季綠肥[15]。
研究表明,油葵盛花期株高顯著高于小葵子。開花性狀是植物景觀最重要的組成部分[16]。黃色是燦爛、柔和、光明、智慧之色,也是豐滿甜美之色,黃色系花可裝飾花壇、花鏡,叢植、片植點綴草坪,豐富林下空間景觀均相得益彰,應用十分廣泛[17]。油葵及小葵子均為黃色系花,可有效提升景觀品質(zhì)。油葵及小葵子花盤均為圓盤形,油葵花盤面積大于小葵子,但舌狀花瓣數(shù)少于小葵子。小葵子初花期略早于油葵,相應的盛花期和終花期時間提前,油葵花期(37 d)比小葵子(34 d)長3 d。從景觀效果看,油葵植株較高,花盤較大,田間花朵量多,景觀效果優(yōu)于小葵子。
在植株養(yǎng)分含量方面,油葵植株的氮、磷、鉀均高于小葵子,小葵子根部含鉀量略高于油葵,表明小葵子根部富集鉀能力略大于油葵。作物生長發(fā)育是干物質(zhì)與養(yǎng)分不斷積累的過程,干物質(zhì)與養(yǎng)分積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[18-19]。在相同播種量情況下,油葵干物質(zhì)積累量明顯大于小葵子。綠肥可以通過自身的生長降低土壤對磷的吸附和富集作用,還可以通過自身氧化還原過程,活化土壤中難以被利用的磷和鉀[20]。小葵子活化土壤中鉀的能力大于油葵,而油葵能有效活化土壤中的磷。
油葵植株高,姿態(tài)舒展,花盤大,田間花朵量多,景觀效果優(yōu)于小葵子;油葵植株干物質(zhì)量和氮、磷、鉀積累量均明顯優(yōu)于小葵子,但在改善土壤養(yǎng)分方面小葵子略優(yōu)于油葵??傮w看,種植油葵其景觀及肥料效應優(yōu)于小葵子,但在土壤有效鉀含量較低或土壤層較薄的農(nóng)地也可考慮種植小葵子。