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本文首先通过文献调研(收集了97篇中外文献,获得520组数据),采用Meta分析研究了果园绿肥覆盖对果实产量、单果重、可溶性固形物含量、糖含量、Vc含量和酸度的影响;在此基础上,以南方柑橘园间作豆科绿肥系统为研究对象,通过土培试验研究了不同绿肥替代化学氮肥对柑橘幼苗生长发育及氮素吸收的影响;同时用15N标记的豆科绿肥替代不同比例氮肥(0%、25%、50%、75%、100%),定量了豆科绿肥还田后向柑橘转移的氮量;最后,选择南方典型柑橘-三叶草间作系统,采用分根模拟试验,通过15N示踪技术量化了三叶草通过共用菌丝网络从绿肥向柑橘的氮转移量,以期为柑橘园定量绿肥替代化肥比例以及果园清洁生产和绿色可持续发展提供理论基础。主要研究结果如下。(1)Meta分析表明,果园绿肥覆盖对果实产量无显著影响,但是显著改善了果品品质,其中可溶性固形物含量、糖含量、Vc含量,分别提高了16.0%、6.7%、6.8%,果实酸度降低了11.9%。果园绿肥覆盖对果实产量和品质的影响因气候条件、生草、残茬覆盖、生草类型、生草和覆盖年限等不同而存在差异,当年均气温高于20°C、年均降水量超过800 mm,果园绿肥覆盖可显著提高果实产量,该差异主要是由于绿肥覆盖改善了果园土壤水分和养分状况;不同生草类型对果实产量影响不同,禾本科植物可能和果树竞争水分和养分,从而导致果实产量降低;而豆科植物显著提高了果实产量和单果重。相比盛果期果树,果园绿肥覆盖更有利于幼年挂果树果实品质提升;果园生草比残茬覆盖更能提高果实品质,特别是豆科植物可显著提高果实品质,而禾本科植物对果实品质指标并无显著影响。相关性结果表明豆科植物和残茬覆盖通过改善土壤温度、水分和养分状况,间接改善果实品质。(2)在等养分投入条件下,绿肥替代化肥可显著提高柑橘茎粗、株高和各器官生物量。以绿肥氮100%替代化学氮肥处理的柑橘总生物量最高,较单施化肥处理提高了80%,并随着绿肥替代氮肥比例增加,柑橘根系、新梢和新叶生物量随之增加。绿肥替代氮肥提高了柑橘根系长度、根表面积和根体积,主要是促进了柑橘细根(径级<2.5 mm)的生长发育和提高了柑橘根系活力。绿肥替代氮肥提高了柑橘叶片蒸腾作用、气孔导度,降低了胞间CO2浓度而提高了叶片净光合作用,促进了柑橘生长。由于浓缩效应,单施化肥处理柑橘根系、茎秆、新梢和新叶氮含量显著高于其它绿肥替代氮肥处理,但是氮吸收累积量低于其他绿肥替代处理。绿肥替代化学氮肥处理随着绿肥替代比例的增加,各器官氮累积吸收量随之增加;其中以全量绿肥替代氮肥处理柑橘的氮累积吸收量最高,较全施氮肥提高了53.5%。绿肥替代氮肥增加了土壤微生物量。绿肥替代氮肥在减少化学氮肥投入时,也增加了有机物质投入,增加了土壤微生物量碳氮含量,为柑橘的生长发育提供了良好的土壤条件。(3)利用15N同位素标记豆科绿肥研究了豆科绿肥向柑橘的氮转移量,结果表明,在绿肥还田阶段,随着绿肥替代氮肥比例的增加,柑橘吸收的氮素中来自绿肥氮的贡献越多,均以100%替代比例最高,绿肥翻压和覆盖还田可向柑橘分别提供43.98%和27.01%的氮;绿肥翻压替代75%氮肥增加了柑橘氮素向根系分配,相应降低了向叶片的分配;而绿肥覆盖方式下不同绿肥替代氮肥比例对柑橘氮素分配无显著差异,柑橘叶片、茎秆、根系氮分配率分别为60%、20%、20%。绿肥替代氮肥显著提高了柑橘生物量,主要是提高了柑橘茎秆和叶片生物量,以绿肥替代75%和100%处理生物量最高。不同绿肥还田方式中,绿肥覆盖方式下柑橘生物量高于绿肥翻压方式。(4)豆科绿肥三叶草-丛枝菌根真菌-柑橘系统氮素固定及转移研究结果表明,在柑橘与三叶草绿肥共生阶段,三叶草中31.28%氮来自共生固定,每年可固定46.92 kg N/ha,且提高了三叶草和其邻近柑橘的氮累积量。经过2周15N同位素标记后发现,三叶草通过共用菌丝网络途径向柑橘转移了1.83-1.93%的氮,其中叶片最高(3.31%),茎秆次之(2.47%),根系最低(0.41%)。双接种根瘤菌和菌根真菌提高了三叶草向柑橘氮转移量。综上所述,柑橘园绿肥还田能显著提高柑橘幼苗生长和养分吸收,在等养分条件下,随着绿肥还田比例即替代化肥比例的增加柑橘幼苗的生长量和养分吸收量提高,绿肥翻压和覆盖还田处理柑橘吸收的氮素大约40%和27%来自于绿肥。柑橘园种植三叶草绿肥大约每年可固定46.92 kg N/ha,绿肥固定的氮大约有2%通过共用菌丝网络途径转移给柑橘。因此在柑橘园种植豆科绿肥并还田是实现柑橘园有机肥替代化学氮肥的重要途径。