





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (15): 3352-3373.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.15.009
王玉霞1(
), 罗楚欣2, 李子双1, 杜梦扬1, 李洪杰1, 周晓琳1, 刘佰霖1, 曹卫东3, 李子忠2(
)
收稿日期:2025-10-15
接受日期:2026-01-05
出版日期:2026-08-01
发布日期:2026-08-03
通信作者:
联系方式:
王玉霞,E-mail:yibaoyujing@163.com。
基金资助:
WANG YuXia1(
), LUO ChuXin2, LI ZiShuang1, DU MengYang1, LI HongJie1, ZHOU XiaoLin1, LIU BaiLin1, CAO WeiDong3, LI ZiZhong2(
)
Received:2025-10-15
Accepted:2026-01-05
Published:2026-08-01
Online:2026-08-03
摘要:
【目的】针对鲁西北棉田长期连作导致的土壤退化(有机质含量低、养分失衡、次生盐渍化)问题,本研究旨在明确适宜该区域盐渍化棉田的填闲作物种类及最优翻压比例,为棉田生态修复与绿色生产提供技术支撑。【方法】于2022—2023年在山东省德州市武城县试验示范基地开展试验。采用裂区设计,主区设二月兰(Orychophragmus violaceus)、毛叶苕子(Vicia villosa Roth)、黑麦草(Lolium perenne L.)3种填闲作物,副区设100%、70%、30%、0等4个翻压还田比例,以冬闲裸地为对照(CK)。系统测定填闲作物翻压前的生物量与养分累积量,并在棉花苗期、开花期、收获期动态监测土壤理化性质(速效磷、速效钾、碱解氮、有机质、pH、电导率)、微生物量碳氮、关键土壤酶(脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)活性。采用模糊数学隶属度函数结合主成分分析法计算土壤肥力综合指数(IFI),并结合棉花产量与周年经济效益进行综合评价。【结果】(1)不同填闲作物改良功能差异显著(P<0.05):毛叶苕子全氮累积量达70.4 kg·hm-2,在提升土壤氮素供应与综合肥力方面表现最优;黑麦草鲜重和干重分别为31 951.4和6 058.0 kg·hm-2,总碳累积量3 129.9 kg·hm-2,在碳输入与生物量积累方面优势显著;二月兰养分释放平稳,综合表现均衡。(2)翻压比例对土壤指标具有显著调控作用(P<0.05),100%翻压处理表现最佳,较 CK 平均降低土壤电导率32.7%,有机质含量提高15.9%,脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别提高142.3%、46.4%、54.6%。(3)土壤理化性质与生物活性存在生育时期差异:棉花苗期有机质为核心驱动因子(与微生物量碳氮、酶活性呈显著正相关,P<0.05);收获期电导率的抑制作用显著增强(相关系数-0.5—-0.9)。(4)毛叶苕子 100%翻压处理的IFI最高(0.76),棉花产量达5 263.6 kg·hm-2,净收益21 477.0 元/hm2,较CK增加50.0%;黑麦草100%翻压虽提高了土壤碳库,但显著抑制棉花生长,净收益较CK降低24.0%。【结论】毛叶苕子100%翻压为鲁西北轻盐渍化棉田的最优改良模式,可实现生态效益与经济效益协同提升,该模式下填闲作物功能特性与翻压比例的匹配机制可为同类盐渍化农田改良提供参考。
王玉霞, 罗楚欣, 李子双, 杜梦扬, 李洪杰, 周晓琳, 刘佰霖, 曹卫东, 李子忠. 填闲作物种类及翻压比例对盐渍化棉田土壤肥力及经济效益的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(15): 3352-3373.
WANG YuXia, LUO ChuXin, LI ZiShuang, DU MengYang, LI HongJie, ZHOU XiaoLin, LIU BaiLin, CAO WeiDong, LI ZiZhong. Effects of Cover Crop Species and Incorporation Ratios on Soil Fertility and Economic Returns in Salinized Cotton Fields[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(15): 3352-3373.
表1
不同填闲作物翻压前地上部分生物量及养分累积量"
| 填闲作物 种类 Cover crop specie | 鲜重 Fresh weight (kg·hm-2) | 含水量 Moisture content (%) | 干重 Dry weight (kg·hm-2) | 养分含量Nutrient content (%) | 养分累积量Nutrient accumulation (kg·hm-2) | C/N | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 氮干基 N dry-mass basis | 磷干基 P dry-mass basis | 钾干基 K dry-mass basis | 碳干基 C dry-mass basis | TN | TP | TK | TC | |||||
| Ory | 20431.1c | 81.5b | 3768.1c | 1.5b | 0.5a | 1.8a | 47.6b | 57.0b | 19.3a | 69.4c | 1794.6b | 31.5b |
| Vic | 26068.7b | 84.0a | 4181.4b | 1.7a | 0.4a | 1.9a | 45.4b | 70.4a | 18.6a | 78.5b | 1898.9b | 27.0c |
| Lol | 31951.4a | 81.0b | 6058.0a | 1.1c | 0.4a | 1.7b | 51.7a | 68.1a | 25.3a | 105.7a | 3129.9a | 46.0a |
表2
填闲作物与翻压比例对土壤基础理化性质影响的方差分析"
| 棉花生育时期 Cotton growth period | 方差来源 Source of variation | df | AP | AK | AN | SOM | EC | pH | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| F | P | F | P | F | P | F | P | F | P | F | P | |||
| 苗期 Seedling stage | 填闲作物Cover crop | 3 | 47.85 | 0.00 | 9.89 | 0.00 | 12.04 | 0.00 | 24.55 | 0.00 | 14.85 | 0.00 | 1.06 | 0.36 |
| 翻压比例Incorporation ratio | 4 | 15.37 | 0.00 | 3.98 | 0.02 | 13.17 | 0.00 | 7.85 | 0.00 | 1.71 | 0.19 | 0.62 | 0.61 | |
| 填闲作物×翻压比例Cover crop×Incorporation ratio | 12 | 2.72 | 0.04 | 0.35 | 0.90 | 1.10 | 0.39 | 2.61 | 0.04 | 1.48 | 0.23 | 0.73 | 0.63 | |
| 收获期 Harvest stage | 填闲作物Cover crop | 3 | 3.82 | 0.04 | 18.40 | 0.00 | 38.39 | 0.00 | 3.07 | 0.07 | 6.35 | 0.01 | 3.74 | 0.04 |
| 翻压比例Incorporation ratio | 4 | 16.59 | 0.00 | 18.27 | 0.00 | 8.54 | 0.00 | 14.00 | 0.00 | 70.10 | 0.00 | 3.52 | 0.03 | |
| 填闲作物×翻压比例Cover crop×Incorporation ratio | 12 | 1.89 | 0.12 | 5.16 | 0.00 | 0.83 | 0.56 | 3.42 | 0.01 | 2.37 | 0.06 | 0.55 | 0.77 | |
表4
不同填闲作物及利用方式对棉田经济效益的影响"
| 处理 Treatment | 牧草年收入 Annual forage revenue (yuan/hm2) | 棉花产量 Cotton yield(kg·hm-2) | 棉花年收入 Annual cotton revenue (yuan/hm2) | 周年总收入 Annual gross income (yuan/hm2) | 周年总投入 Annual total cost (yuan/hm2) | 周年净收益 Annual net benefit (¥/hm2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ory100% | 0.00 | 5063.67ab | 37977.50ab | 37977.50cd | 18000 | 19977.50cd |
| Ory70% | 1838.80 | 4923.40bc | 36925.50bc | 38764.30bc | 17700 | 21064.30bc |
| Ory30% | 4290.53 | 4511.18de | 33833.88de | 38124.41bcd | 17400 | 20724.41c |
| Ory0 | 6129.33 | 4297.07ef | 32228.00ef | 38357.33bc | 17100 | 21257.33bc |
| Vic100% | 0.00 | 5263.60a | 39477.00a | 39477.00bc | 18000 | 21477.00bc |
| Vic70% | 2346.19 | 4677.50cd | 35081.25cd | 37427.44cd | 17700 | 19727.44cd |
| Vic30% | 5474.43 | 4491.55de | 33686.63de | 39161.06bc | 17400 | 21761.06bc |
| Vic0 | 7820.62 | 4511.75de | 33838.13de | 41658.74a | 17100 | 24558.74a |
| Lol100% | 0.00 | 3849.90g | 28874.25g | 28874.25f | 18000 | 10874.25f |
| Lol70% | 2875.62 | 4406.05def | 33045.38def | 35921.00d | 17700 | 18221.00d |
| Lol30% | 6709.78 | 4123.25fg | 30924.38fg | 37634.16cd | 17400 | 20234.16cd |
| Lol0 | 9585.41 | 4102.85fg | 30771.38fg | 40356.78ab | 17100 | 23256.78ab |
| CK | 0.00 | 4188.50f | 31413.75f | 31413.75e | 17100 | 14313.75e |
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