绿肥具有提高土壤养分、改善土壤性状、部分替代化肥用量和提高肥料利用率等多方面的作用。当前华北地区出现了大面积的冬闲土地,造成了很多负面影响,因此公益性行业(农业)科研专项——“绿肥作物生产与利用技术集成研究及示范”引入二月兰(Orychophragmus violaceus(L.)O.E.Schulz)作为冬绿肥在华北地区种植和利用。二月兰又名诸葛菜,为十字花科芸薹族诸葛菜属越年生草本植物。本文从二月兰的生长和营养特性、施肥与播期对二月兰的影响、二月兰的腐解和养分释放规律以及二月兰作冬绿肥对春玉米的影响等方面,研究了二月兰的营养特性及其绿肥效应,主要研究结果如下:1.二月兰的生长特性。二月兰具有明显的无限花序特征,现蕾和抽薹几乎同时进行,同时边现蕾边开花,而且花期与结角期也有一段时间交叉。其生育期可划分为六个阶段:苗期(9月15日~11月25日)、冬季休眠期(11月26日~3月14日)、返青期(3月15日~3月26日)、现蕾抽薹期(3月27日~4月14日)、花期(4月8日~5月8日)和结角成熟期(4月26日~6月初),花期又可以区分为初花期(4月8日~4月17日)、盛花期(4月18日~4月28日)、终花期(4月29日~5月8日)。二月兰越冬后在返青期生长缓慢,进入蕾薹期后快速生长;鲜草重、干物重在盛花期达到高峰,盛花期到成熟期干物质仍缓慢累积,但鲜草重在盛花期保持相对稳定至结角初期后迅速降低。二月兰株高在盛花期(4月底)达到最大值,其植株含水量自返青到花期结束前都高于80%。2.二月兰的营养特性。二月兰植株氮、钾含量高,磷含量低。盛花期时,植株氮、磷(P)、钾(K)的含量分别为2.96%、0.42%和2.75%。自返青至成熟,植株氮、磷、钾含量逐渐降低。二月兰对氮、钾的累积量大,对磷的累积量小,其中氮、钾以盛花期的累积量最大,而磷以蕾薹期的累积量最大。盛花期时,氮、磷、钾累积量分别为58.02 mg/株、8.08 mg/株和53.81 mg/株,分别完成了养分累积总量的86.29%、93.98%和86.46%。综合二月兰的生长和营养特性,其最佳翻压期是盛花期(4月23日)至终花期(5月5日)前后。3.施肥对二月兰生长及营养的影响。氮、磷、钾三要素中,氮对二月兰生物量的影响最大,适当施氮可以显著提高二月兰生物量,其次是磷,钾的影响最小。对于鲜草的养分累积量也有同样规律。本试验中二月兰的最佳施肥范围为施N 125~145 kg/hm~2、施P2O5 70~90 kg/hm~2、施K2O 40~65 kg/hm~2。4.播期对二月兰生长及营养的影响。播期推迟会严重影响二月兰的生长发育,并使二月兰鲜草产量、鲜草养分累积量和种子产量等显著下降。试验条件下,在华北地区二月兰的最适播期是9月中旬。5.二月兰的腐解规律。二月兰鲜草在玉米行间埋压125 d后腐解率可达76.35%。腐解过程中,植株氮、钾含量下降集中在前14 d,分别下降了39.52%和69.72%,随后缓慢下降;磷含量先上升后降低;碳含量在前14 d里下降然后变化不大;植株残体的碳氮比从9.74缓慢上升到17.82。腐解125 d后二月兰氮、磷、钾养分的释放率分别达到88.93%、84.80%和96.75%;其中氮、钾的释放在前期快,14 d时分别释放了总量的50.01%和74.47%,磷的释放在前期慢、后期快。6.翻压二月兰对土壤化学性质的影响。在室内土壤模拟培养试验中,翻压二月兰可以明显提高土壤全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的含量,土壤有机质含量变化不大;还可以降低石灰性土壤的pH、调节土壤碳氮比。相关影响与二月兰的翻压量成正比。7.二月兰的绿肥效应。翻压二月兰可以提高春玉米产量、减少化肥用量、提高肥料利用率。在化肥施用量为常规施肥量的100%、85%、70%和40%的条件下,绿肥加化肥处理与单施化肥处理比较,春玉米生物量提高了12.44%~20.20%、籽粒产量增加了3.52%~11.52%;氮、磷、钾累积量分别提高了11.06%~25.37%、1.38%~27.27%和41.61%~60.00%,氮、磷、钾肥的吸收利用率分别提高了16.18%~39.11%、0.87%~15.82%和57.25%~144.34%。翻压二月兰可以使春玉米在生长后期仍维持较高的氮、磷累积速率,延长春玉米对氮、磷的吸收高峰;可以明显提高钾的最大累积速率,并使其最大累积速率出现的时间提前。本试验中,翻压二月兰后,化肥用量减少30%的效果最好。由于仅为一年的结果,二月兰的增产效应、化肥替代效果等尚需通过定位试验继续深入研究。