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摘 要 为更好地了解与利用热带豆科绿肥，利用埋袋法模拟研究了热区豆科猪屎豆属（Crotalaria Linn.）、紫云英属（Astragalus Linn.）、田菁属（Sesbania Scop.）、千斤拔属（Flemingia Roxb.）、山蚂蝗属（Desmodium Desv.）和木豆属（Cajanus DC.）6个属绿肥的腐解特性。结果表明：同科不同属的腐解动态差异主要体现在埋样后的60～120 d，其中猪屎豆属、紫云英属和田菁属的腐解变化曲线基本重合，经过360 d的腐解，有机碳残留量变幅为千斤拔属（1.02%）>山蚂蝗属（0.78%）>木豆属（0.68%）>田菁属（0.59%）>紫云英属（0.50%）>猪屎豆属（0.49%），千斤拔属有机碳贡献量最大；营养期、开花期与结荚期3个生育期样本结果之间的相关系数r分别为0.989、0.996、0.983，生育期间，显著性成对比较结果p值均为0.000，小于0.05，因此生育期与腐解进程密切相关，在绿肥的实际利用中应适时采割。此结果为热带豆科绿肥的实际应用提供参考。
关键词 豆科绿肥；腐解；有机碳
中图分类号 S55 文献标识码 A
Abstract In order to better understand and utilize the green manure of tropical Leguminosae plants， the decomposition of Crotalaria Linn.， Astragalus Linn.， Sesbania Scop.， Flemingia Roxb.， Desmodium Desv.， and Cajanus DC.6 genera of tropical green manure was studied by the nylon mesh bag method. The results showed that the decomposition of different genera plants under the same family varied mainly at the early stage after buried for 60-120 days， and that the change of organic carbon residue from the samples of Crotalaria Linn.， Astragalus Linn.， and Sesbania Scop. showed a parallel curve of decomposition； After 360 days， the change range of organic carbon residue from the samples was in the order： Flemingia Roxb.（1.02%）>Desmodium Desv.（0.78%）>Cajanus DC.（0.68%）>Sesbania Scop.（0.59%）>Astragalus Linn.（0.50%）>Crotalaria Linn.（0.49%）， while Flemingia Roxb. had the largest contribution to organic carbon residue； Sample correlation（r）at trophophase， flowing and fruitsetting stage was 0.989， 0.996， 0.983 and the results of significant analysis was p=0.000（<0.05）. Therefore， the growth period of the plant was closely related to the decomposing process， and the plants should be practically cut at an appropriate stage when used as green manure. The results provide a reference for the practical application of tropical Leguminosae green manure.
Key words Leguminosae； Green manure； Decomposing characteristics
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.08.005
绿肥是一种优质有机肥料，是指所有能翻耕到土里作为肥料用的绿色植物[1]。绿肥作物中含有较多的有机质，平均为15%左右，尤其是豆科绿肥作物，对改良和培肥土壤都有较好的作用，又是可再生的生物资源，可为作物的高产优质奠定基础[2]。绿肥的利用既能缓解肥料与作物之间的供求矛盾，又能调整有机肥与化肥之间的结构，促进矿质养分的平衡。目前，日益严重的污染问题和可持续发展农业观使得绿肥的应用和发展受到广泛关注。发展绿肥生产是生态农业建设的有效措施[3]。关于绿肥在土壤中的转化和养分释放规律，影响绿肥在土壤中腐解状况的因子，绿肥对土壤的改良调节机理、培肥效应等方面，专家已做了较多相关的研究[4-6]。
近年来，国内外许多研究集中在土壤类型[7-8]、水热条件[9-11]、CO2浓度增加[12]和肥料施用[13-14]等对植物残体分解的影响，也有研究表明，植物残体的分解受其木质素和N含量影响[15]。Murayama[16]认为，植物残体的有机C可分为两个组分，即易分解组分（如糖类、淀粉等）与难分解组分（如木质素等），易分解的有机C在前期得以快速分解，而难分解组分则分解缓慢。李新举等[17]研究得出，秸秆在不同质地的土壤中腐解速率不同；秸秆翻压在土壤中比覆盖在表层腐解速率快，且以埋深5 cm的腐解最快；秸秆在不同腐解阶段中的腐解速率不同，一般前期快，后期慢。江长胜等[18]报道，土壤水分为16%～20%时，玉米秸秆腐解速率最快，土壤水分过高或过低腐解率都会降低。何念祖等[19]在浙江省3种水稻土上设置稻草还田试验，结果表明，面施时秸秆中磷钾释放比深施快，最后残留量亦低；秸秆中氮的释放速度面施和深施相比，表现为先慢后快，最后残留量亦少。最近几年有研究结果表明，面施与深施比较，秸秆中的氮、磷、钾养分释放深施比面施快，最后残留量也少；从氮、磷、钾养分的释放速率来看，钾的释放最快，磷次之，氮最慢[20]。目前，对于秸秆、饼肥、粪肥等有机肥的分解速率及有机肥在沙土、黑土中的腐解情况等都有所研究和报道。近期，牟小翎等[21]利用埋袋法模拟研究了二月兰、毛苕子2种绿肥的腐解特征，结果表明，2种绿肥均在翻亚后14 d内腐解较快。但对于整个热区绿肥资源的腐解变化情况作系统的分析比较尚未见报道。因此，本研究采用尼龙网袋法，完成对猪屎豆属（Crotalaria Linn.）、紫云英属（Astragalus Linn.）、田菁属（Sesbania Scop.）、千斤拔属（Flemingia Roxb.）、山蚂蝗属（Desmodium Desv.）和木豆属（Cajanus DC.）6个属野生绿肥样品的田间腐解试验，探究热带豆科绿肥的腐解特点，从而确定其合理采割和利用时期，挖掘利用价值高的热带豆科绿肥，为热区绿肥资源的合理开发和利用提供一定的依据，为热带农业的可持续发展奠定基础。 1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试材料 将所采集的绿肥（见表1）鲜样杀青后烘干，用植物样品粉碎机粉碎后过1 mm的筛，再将样品放置于密封袋内保存，备用。
1.1.2 主要仪器 烘箱、分光光度计、电炉、等离子发射仪（Thermo）。
1.1.3 试剂和溶液配置 浓硫酸（分析纯）、重铬酸钾（分析纯）、硫酸亚铁（FeSO4·7H2O，分析纯）、邻啡罗啉（分析纯）。
重铬酸钾标准溶液[C（1/6K2Cr2O7）=0.800 0 mol/L]：39.224 5 g重铬酸钾（K2Cr2O7，分析纯）加400 mL水，加热溶解，冷却后用水定容至1 L。
硫酸亚铁溶液[C（FeSO4）=0.2 mol/L]：56.0 g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于水，加15 mL浓硫酸，用水定容至1 L。
邻啡罗啉指示剂：1.485 g邻啡罗啉（C12H8N2·H2O）及0.695 g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于100 mL水，贮于棕色瓶中。
1.1.4 试验地概况 试验地设在中国热带农业科学院品种资源研究所试验基地，地处北纬19°30′，东经109°30′，平均海拔149 m，属热带季风气候类型，气候特点是夏秋季节高温多雨，冬春季节低温干旱，干湿季节明显。试验地土壤为花岗岩发育的砖红壤土，肥力较差。0～20 cm土层，pH4.3，全氮0.068%、有机质1.38%、速效磷1.8 mg/kg、速效钾35.0 mg/kg。试验期间定期人工锄草。
1.1.5 尼龙网袋的规格 尼龙网袋的规格为10 cm×13.5 cm，孔径为0.12 mm，选用此孔径既能保持尼龙网袋透水透气的性能，又可阻止作物根系侵入袋内，使研究结果免受干扰。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 将风干过2 mm筛的土与烘干粉碎过1 mm筛的植物样品按25 ∶ 1（即50 g土 ∶ 2 g植物样品），混合均匀，装入0.12 mm的纯尼龙网袋，再封口埋入表土层深约15 cm的试验区，水平放置且无重叠，采用随机区组分布，本试验每个参试样品共设置18个重复小样，分6次取样，每次取3个小样（每个小样均为50 g土+2 g植物样），取出小样不再埋回土层；取样间隔时间根据腐解前期与中期相对较快、后期相对缓慢的规律设置为30、60、120 d，分别于埋入后的30、60、120、180、240、360 d取样，取回风干后过0.149 mm筛进行各指标的测定。
1.2.2 测定指标及方法 （1）植物样品矿质养分测定。植物样用H2SO4-H2O2法消煮后，消煮液中的全氮用靛酚蓝比色法[22]；全磷用钼锑抗比色法；全钾用火焰光度计法测定；Ca、Mg、S用等离子体发射仪测定[23]。
（2）植物样品含水量测定。105 ℃杀青10 min，70 ℃恒温烘干法。
（3）植物有机碳测定。高温外热重铬酸钾-硫酸氧化容量法。
1.3 数据处理
试验数据采用Excle2010和SPASS12.0软件进行分析。
2 结果与分析
2.1 热带豆科绿肥养分特性
豆科绿肥是含N、P、K等养分较高的有机肥，不仅本身能固定空气中的氮素，而且对土壤难溶性磷酸盐有较强的吸收能力，同时能提高土壤中含磷量。有些绿肥如苜蓿（Medicago sativa L.），光叶苕子（Vicia villosa Roth var. glabresens Koch）等，通过发达的根系吸收深层土壤中的养分，翻压后可有效补充土壤耕层的养分。据所采集的307份豆科样品分析，其养分平均含量见表2（均以烘干基计）。根据全国有机肥料品质总分分级标准[24]，所采集豆科绿肥属于二级有机肥。
2.2 热带豆科绿肥不同属的腐解特点
豆科绿肥营养价值较高，掌握其腐解的变化特点，有利于人们对其进行利用。经过1年的腐解试验，结果（图1）表明：豆科绿肥的分解较快，6个不同属的分解趋势基本一致，均在前60 d分解迅速，后期较缓，到180 d时，基本分解完全，其中猪屎豆属（Crotalaria Linn.）、紫云英属（Astragalus Linn.）和田菁属（Sesbania Scop.）的腐解变化基本重合，千斤拔属（Flemingia Roxb.）和木豆属（Cajanus DC.）的腐解变化趋同，前120 d的分解变化较大；1年来有机碳残留量变幅为0.49%～1.02%，其中千斤拔属高达1.02%，对环境有机碳的贡献明显。
2.3 热带豆科绿肥同属不同种的腐解特点
绿肥的腐解快慢受多种因素影响，由试验结果可看出：同科同属不同种绿肥因其自身木质素等化学组成的差异而腐解变化不同，猪屎豆属（Crotalaria Linn.）的4种猪屎豆在腐解过程中，有机碳的动态变化趋势有所不同，光萼猪屎豆（C.usaramoensis Baker f.）与大托叶猪屎豆（C. spectabilis Roth）、思茅猪屎豆（C. szemoensis Gagn.）、普通猪屎豆（C. mucronata Desv.）的动态变化差异较大，在120 d后几乎无变化，达到了稳定状态，有机碳的残留量也最高，达到0.38%；大托叶猪屎豆、思茅猪屎豆、普通猪屎豆在120 d后的变化比较平缓，而且这3种的变化趋势处于平行关系，说明这3种猪屎豆的腐解速度相近，品种差异不大，但有机碳的贡献差异明显，说明这3种猪屎豆自身碳水化合物的含量差异较明显（图2）。
2.4 热带豆科绿肥同种不同生育期的腐解特点
同种绿肥在不同生育期，其化合物的组成、形态、含量等有所差异，其腐解动态不同，有机碳贡献也有差异。同种猪屎豆在营养期、开花期和结荚期的腐解过程中，腐解变幅差异明显，主要表现在腐解的前60 d：营养期样品>开花期样品>结荚期样品；60 d之后的腐解趋于缓慢，差异不大，且有机碳残留量不同，营养期样品、开花期样品和结荚期样品的变化量分别为0.35%，0.56%，0.68%，开花期样品和结荚期样品差异不显著，但与营养期样品的差异明显（图3）。 从表3、表4的分析结果可见：营养期、开花期与结荚期3个生育期之间的相关系数r分别为0.989、0.996、0.983，生育期间显著性成对比较结果p值均为0.000，小于0.05，可认为在豆科绿肥腐解过程中，生育期对腐解速度的影响较大。这可能是因为分解前期，生育期不同可溶性有机物差异较大，引起分解变幅差异明显，而进入后期分解后，可溶性有机物已基本分解完全，进入相对复杂的有机物质分解阶段，同种样品的组织结构差异不大，因此腐解后期的动态差异不显著。
3 讨论与结论
3.1 热带豆科绿肥腐解进程
绿肥的腐解变化情况，是评价绿肥在保持和改善土壤有机质状况方面的作用，预测土壤有机质含量的动态变化等方面所必需的资料。根据绿肥的不同腐解特点，确定其利用方式，可以充分发挥绿肥的肥效，提高绿肥的利用率。近年来绿肥相关研究表明，有机肥及其根茬的腐解可以降低土壤的pH值，促进土壤全Zn、Fe、Mn的分解与矿化，使其转化为有效成分[25]，每公顷绿肥可生产有机质4 500～6 000 kg[26]。业界一致认可土壤有机碳（SOC）是土壤肥力的核心，大量长期定位试验和短期腐解试验研究有机碳在土壤中的分解和转化。赵娜等[27]研究认为，豆科绿肥在埋入土壤约1个月内腐解明显。与其比较，本试验最大不同之处在于采取土壤与粉碎植物样品以25 ∶ 1混合均匀的埋样方式，而不是直接将植物样品埋入土壤。笔者认为，腐解进程的差异与材料本身物质结构、生育期等因素密切相关。试验结果显示，同科不同属的腐解动态差异主要体现在埋样后的60～120 d，其中猪屎豆属、紫云英属和田菁属的腐解变化曲线基本重合，经过360 d腐解，有机碳残留量变幅为千斤拔属（1.02%）>山蚂蝗属（0.78%）>木豆属（0.68%）>田菁属（0.59%）>紫云英属（0.50%）>猪屎豆属（0.49%），千斤拔属有机碳贡献量最大；而且营养期、开花期与结荚期3个生育期样本结果之间的相关系数r分别为0.989、0.996、0.983，生育期间显著性成对比较结果p值均为0.000，小于0.05，表明生育期与腐解进程密切相关。虽然材料不同，导致腐解速率存在一定差异，但同科不同属、同属不同种或同种不同生育期的绿肥样品的总体腐解进程均表现为先快后慢再逐步平稳的规律，这与刘佳[28]、吕丽霞[29]等人的研究结果一致。近期，宋莉[30]、邓小华[31]、牟小翎[21]、常帅[32]、徐健程[33]等的研究报道充分证实了这一规律，各试验由于材料不同，处理方式不同，各指标变化结果不尽相同，快速分解时间不同，但结果均呈现出前期分解较快，后期分解较慢并逐渐趋于平稳的腐解过程。
3.2 环境条件对热带豆科绿肥腐解的影响
国内一些学者对绿肥施入土壤之后腐解的影响因子进行了相关探究。崔志强等人[34]关于果园绿肥腐解及养分释放动态研究的结果显示：夏季翻压时，呈先快后慢的特点，冬季翻压则是“慢-快-慢”的“S”形，4种绿肥冬季翻压需180 d才能达到夏季翻压45 d同样的腐解量，表明土壤温度对绿肥腐解有显著的影响。笔者认为，绿肥腐解速度与质量不仅与温度、湿度有关，而且与土壤pH变化以及土壤理化性质有关，尤其是与土壤微生物含量有直接关系。本试验结果显示，千斤拔属和木豆属在120～240 d的腐解变化比在240～360 d的腐解变化缓慢，这也是由于在120～240 d（11月～次年3月）正值海南的冬春季节，温度降低，雨量少，影响了微生物的活动，从而导致腐解减缓，在240～360 d（3月～7月）温度开始回升，雨量增加，湿度加大，微生物活动有所改变，腐解变幅有所增加，在240 ～360 d腐解曲线趋于水平，基本达到最大腐解量。近期，王金洲等人[35]整合1980年至2013年中国农田土壤有机物料腐解试验的相关文献，逐步回归结果显示，木质素与氮素含量之比（lignin ∶ N）是绿肥、秸秆和根茬腐解的首要影响因子，而年均温和干燥指数居于其次，表明农田土壤中植物性有机物料的腐解，物料性质较气候因子占主导，提出要准确预测农田土壤有机物料的腐解过程，需要更多地重视区域或点位特征（例如，土壤理化和生物学性质等）的影响。
综上可知，所采热带豆科植物属于二级绿肥，研究腐解特性，对指导热带豆科绿肥合理、适时应用及改良热区土壤具有重要的现实意义，需要加强研究和生产应用。但是，今后深入研究时须增加土壤pH变化、土壤微生物含量等测定内容，力求全面评价其腐解速率。
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Abstract In order to better understand and utilize the green manure of tropical Leguminosae plants， the decomposition of Crotalaria Linn.， Astragalus Linn.， Sesbania Scop.， Flemingia Roxb.， Desmodium Desv.， and Cajanus DC.6 genera of tropical green manure was studied by the nylon mesh bag method. The results showed that the decomposition of different genera plants under the same family varied mainly at the early stage after buried for 60-120 days， and that the change of organic carbon residue from the samples of Crotalaria Linn.， Astragalus Linn.， and Sesbania Scop. showed a parallel curve of decomposition； After 360 days， the change range of organic carbon residue from the samples was in the order： Flemingia Roxb.（1.02%）>Desmodium Desv.（0.78%）>Cajanus DC.（0.68%）>Sesbania Scop.（0.59%）>Astragalus Linn.（0.50%）>Crotalaria Linn.（0.49%）， while Flemingia Roxb. had the largest contribution to organic carbon residue； Sample correlation（r）at trophophase， flowing and fruitsetting stage was 0.989， 0.996， 0.983 and the results of significant analysis was p=0.000（<0.05）. Therefore， the growth period of the plant was closely related to the decomposing process， and the plants should be practically cut at an appropriate stage when used as green manure. The results provide a reference for the practical application of tropical Leguminosae green manure.
Key words Leguminosae； Green manure； Decomposing characteristics
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.08.005
绿肥是一种优质有机肥料，是指所有能翻耕到土里作为肥料用的绿色植物[1]。绿肥作物中含有较多的有机质，平均为15%左右，尤其是豆科绿肥作物，对改良和培肥土壤都有较好的作用，又是可再生的生物资源，可为作物的高产优质奠定基础[2]。绿肥的利用既能缓解肥料与作物之间的供求矛盾，又能调整有机肥与化肥之间的结构，促进矿质养分的平衡。目前，日益严重的污染问题和可持续发展农业观使得绿肥的应用和发展受到广泛关注。发展绿肥生产是生态农业建设的有效措施[3]。关于绿肥在土壤中的转化和养分释放规律，影响绿肥在土壤中腐解状况的因子，绿肥对土壤的改良调节机理、培肥效应等方面，专家已做了较多相关的研究[4-6]。
近年来，国内外许多研究集中在土壤类型[7-8]、水热条件[9-11]、CO2浓度增加[12]和肥料施用[13-14]等对植物残体分解的影响，也有研究表明，植物残体的分解受其木质素和N含量影响[15]。Murayama[16]认为，植物残体的有机C可分为两个组分，即易分解组分（如糖类、淀粉等）与难分解组分（如木质素等），易分解的有机C在前期得以快速分解，而难分解组分则分解缓慢。李新举等[17]研究得出，秸秆在不同质地的土壤中腐解速率不同；秸秆翻压在土壤中比覆盖在表层腐解速率快，且以埋深5 cm的腐解最快；秸秆在不同腐解阶段中的腐解速率不同，一般前期快，后期慢。江长胜等[18]报道，土壤水分为16%～20%时，玉米秸秆腐解速率最快，土壤水分过高或过低腐解率都会降低。何念祖等[19]在浙江省3种水稻土上设置稻草还田试验，结果表明，面施时秸秆中磷钾释放比深施快，最后残留量亦低；秸秆中氮的释放速度面施和深施相比，表现为先慢后快，最后残留量亦少。最近几年有研究结果表明，面施与深施比较，秸秆中的氮、磷、钾养分释放深施比面施快，最后残留量也少；从氮、磷、钾养分的释放速率来看，钾的释放最快，磷次之，氮最慢[20]。目前，对于秸秆、饼肥、粪肥等有机肥的分解速率及有机肥在沙土、黑土中的腐解情况等都有所研究和报道。近期，牟小翎等[21]利用埋袋法模拟研究了二月兰、毛苕子2种绿肥的腐解特征，结果表明，2种绿肥均在翻亚后14 d内腐解较快。但对于整个热区绿肥资源的腐解变化情况作系统的分析比较尚未见报道。因此，本研究采用尼龙网袋法，完成对猪屎豆属（Crotalaria Linn.）、紫云英属（Astragalus Linn.）、田菁属（Sesbania Scop.）、千斤拔属（Flemingia Roxb.）、山蚂蝗属（Desmodium Desv.）和木豆属（Cajanus DC.）6个属野生绿肥样品的田间腐解试验，探究热带豆科绿肥的腐解特点，从而确定其合理采割和利用时期，挖掘利用价值高的热带豆科绿肥，为热区绿肥资源的合理开发和利用提供一定的依据，为热带农业的可持续发展奠定基础。 1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试材料 将所采集的绿肥（见表1）鲜样杀青后烘干，用植物样品粉碎机粉碎后过1 mm的筛，再将样品放置于密封袋内保存，备用。
1.1.2 主要仪器 烘箱、分光光度计、电炉、等离子发射仪（Thermo）。
1.1.3 试剂和溶液配置 浓硫酸（分析纯）、重铬酸钾（分析纯）、硫酸亚铁（FeSO4·7H2O，分析纯）、邻啡罗啉（分析纯）。
重铬酸钾标准溶液[C（1/6K2Cr2O7）=0.800 0 mol/L]：39.224 5 g重铬酸钾（K2Cr2O7，分析纯）加400 mL水，加热溶解，冷却后用水定容至1 L。
硫酸亚铁溶液[C（FeSO4）=0.2 mol/L]：56.0 g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于水，加15 mL浓硫酸，用水定容至1 L。
邻啡罗啉指示剂：1.485 g邻啡罗啉（C12H8N2·H2O）及0.695 g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于100 mL水，贮于棕色瓶中。
1.1.4 试验地概况 试验地设在中国热带农业科学院品种资源研究所试验基地，地处北纬19°30′，东经109°30′，平均海拔149 m，属热带季风气候类型，气候特点是夏秋季节高温多雨，冬春季节低温干旱，干湿季节明显。试验地土壤为花岗岩发育的砖红壤土，肥力较差。0～20 cm土层，pH4.3，全氮0.068%、有机质1.38%、速效磷1.8 mg/kg、速效钾35.0 mg/kg。试验期间定期人工锄草。
1.1.5 尼龙网袋的规格 尼龙网袋的规格为10 cm×13.5 cm，孔径为0.12 mm，选用此孔径既能保持尼龙网袋透水透气的性能，又可阻止作物根系侵入袋内，使研究结果免受干扰。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 将风干过2 mm筛的土与烘干粉碎过1 mm筛的植物样品按25 ∶ 1（即50 g土 ∶ 2 g植物样品），混合均匀，装入0.12 mm的纯尼龙网袋，再封口埋入表土层深约15 cm的试验区，水平放置且无重叠，采用随机区组分布，本试验每个参试样品共设置18个重复小样，分6次取样，每次取3个小样（每个小样均为50 g土+2 g植物样），取出小样不再埋回土层；取样间隔时间根据腐解前期与中期相对较快、后期相对缓慢的规律设置为30、60、120 d，分别于埋入后的30、60、120、180、240、360 d取样，取回风干后过0.149 mm筛进行各指标的测定。
1.2.2 测定指标及方法 （1）植物样品矿质养分测定。植物样用H2SO4-H2O2法消煮后，消煮液中的全氮用靛酚蓝比色法[22]；全磷用钼锑抗比色法；全钾用火焰光度计法测定；Ca、Mg、S用等离子体发射仪测定[23]。
（2）植物样品含水量测定。105 ℃杀青10 min，70 ℃恒温烘干法。
（3）植物有机碳测定。高温外热重铬酸钾-硫酸氧化容量法。
1.3 数据处理
试验数据采用Excle2010和SPASS12.0软件进行分析。
2 结果与分析
2.1 热带豆科绿肥养分特性
豆科绿肥是含N、P、K等养分较高的有机肥，不仅本身能固定空气中的氮素，而且对土壤难溶性磷酸盐有较强的吸收能力，同时能提高土壤中含磷量。有些绿肥如苜蓿（Medicago sativa L.），光叶苕子（Vicia villosa Roth var. glabresens Koch）等，通过发达的根系吸收深层土壤中的养分，翻压后可有效补充土壤耕层的养分。据所采集的307份豆科样品分析，其养分平均含量见表2（均以烘干基计）。根据全国有机肥料品质总分分级标准[24]，所采集豆科绿肥属于二级有机肥。
2.2 热带豆科绿肥不同属的腐解特点
豆科绿肥营养价值较高，掌握其腐解的变化特点，有利于人们对其进行利用。经过1年的腐解试验，结果（图1）表明：豆科绿肥的分解较快，6个不同属的分解趋势基本一致，均在前60 d分解迅速，后期较缓，到180 d时，基本分解完全，其中猪屎豆属（Crotalaria Linn.）、紫云英属（Astragalus Linn.）和田菁属（Sesbania Scop.）的腐解变化基本重合，千斤拔属（Flemingia Roxb.）和木豆属（Cajanus DC.）的腐解变化趋同，前120 d的分解变化较大；1年来有机碳残留量变幅为0.49%～1.02%，其中千斤拔属高达1.02%，对环境有机碳的贡献明显。
2.3 热带豆科绿肥同属不同种的腐解特点
绿肥的腐解快慢受多种因素影响，由试验结果可看出：同科同属不同种绿肥因其自身木质素等化学组成的差异而腐解变化不同，猪屎豆属（Crotalaria Linn.）的4种猪屎豆在腐解过程中，有机碳的动态变化趋势有所不同，光萼猪屎豆（C.usaramoensis Baker f.）与大托叶猪屎豆（C. spectabilis Roth）、思茅猪屎豆（C. szemoensis Gagn.）、普通猪屎豆（C. mucronata Desv.）的动态变化差异较大，在120 d后几乎无变化，达到了稳定状态，有机碳的残留量也最高，达到0.38%；大托叶猪屎豆、思茅猪屎豆、普通猪屎豆在120 d后的变化比较平缓，而且这3种的变化趋势处于平行关系，说明这3种猪屎豆的腐解速度相近，品种差异不大，但有机碳的贡献差异明显，说明这3种猪屎豆自身碳水化合物的含量差异较明显（图2）。
2.4 热带豆科绿肥同种不同生育期的腐解特点
同种绿肥在不同生育期，其化合物的组成、形态、含量等有所差异，其腐解动态不同，有机碳贡献也有差异。同种猪屎豆在营养期、开花期和结荚期的腐解过程中，腐解变幅差异明显，主要表现在腐解的前60 d：营养期样品>开花期样品>结荚期样品；60 d之后的腐解趋于缓慢，差异不大，且有机碳残留量不同，营养期样品、开花期样品和结荚期样品的变化量分别为0.35%，0.56%，0.68%，开花期样品和结荚期样品差异不显著，但与营养期样品的差异明显（图3）。 从表3、表4的分析结果可见：营养期、开花期与结荚期3个生育期之间的相关系数r分别为0.989、0.996、0.983，生育期间显著性成对比较结果p值均为0.000，小于0.05，可认为在豆科绿肥腐解过程中，生育期对腐解速度的影响较大。这可能是因为分解前期，生育期不同可溶性有机物差异较大，引起分解变幅差异明显，而进入后期分解后，可溶性有机物已基本分解完全，进入相对复杂的有机物质分解阶段，同种样品的组织结构差异不大，因此腐解后期的动态差异不显著。
3 讨论与结论
3.1 热带豆科绿肥腐解进程
绿肥的腐解变化情况，是评价绿肥在保持和改善土壤有机质状况方面的作用，预测土壤有机质含量的动态变化等方面所必需的资料。根据绿肥的不同腐解特点，确定其利用方式，可以充分发挥绿肥的肥效，提高绿肥的利用率。近年来绿肥相关研究表明，有机肥及其根茬的腐解可以降低土壤的pH值，促进土壤全Zn、Fe、Mn的分解与矿化，使其转化为有效成分[25]，每公顷绿肥可生产有机质4 500～6 000 kg[26]。业界一致认可土壤有机碳（SOC）是土壤肥力的核心，大量长期定位试验和短期腐解试验研究有机碳在土壤中的分解和转化。赵娜等[27]研究认为，豆科绿肥在埋入土壤约1个月内腐解明显。与其比较，本试验最大不同之处在于采取土壤与粉碎植物样品以25 ∶ 1混合均匀的埋样方式，而不是直接将植物样品埋入土壤。笔者认为，腐解进程的差异与材料本身物质结构、生育期等因素密切相关。试验结果显示，同科不同属的腐解动态差异主要体现在埋样后的60～120 d，其中猪屎豆属、紫云英属和田菁属的腐解变化曲线基本重合，经过360 d腐解，有机碳残留量变幅为千斤拔属（1.02%）>山蚂蝗属（0.78%）>木豆属（0.68%）>田菁属（0.59%）>紫云英属（0.50%）>猪屎豆属（0.49%），千斤拔属有机碳贡献量最大；而且营养期、开花期与结荚期3个生育期样本结果之间的相关系数r分别为0.989、0.996、0.983，生育期间显著性成对比较结果p值均为0.000，小于0.05，表明生育期与腐解进程密切相关。虽然材料不同，导致腐解速率存在一定差异，但同科不同属、同属不同种或同种不同生育期的绿肥样品的总体腐解进程均表现为先快后慢再逐步平稳的规律，这与刘佳[28]、吕丽霞[29]等人的研究结果一致。近期，宋莉[30]、邓小华[31]、牟小翎[21]、常帅[32]、徐健程[33]等的研究报道充分证实了这一规律，各试验由于材料不同，处理方式不同，各指标变化结果不尽相同，快速分解时间不同，但结果均呈现出前期分解较快，后期分解较慢并逐渐趋于平稳的腐解过程。
3.2 环境条件对热带豆科绿肥腐解的影响
国内一些学者对绿肥施入土壤之后腐解的影响因子进行了相关探究。崔志强等人[34]关于果园绿肥腐解及养分释放动态研究的结果显示：夏季翻压时，呈先快后慢的特点，冬季翻压则是“慢-快-慢”的“S”形，4种绿肥冬季翻压需180 d才能达到夏季翻压45 d同样的腐解量，表明土壤温度对绿肥腐解有显著的影响。笔者认为，绿肥腐解速度与质量不仅与温度、湿度有关，而且与土壤pH变化以及土壤理化性质有关，尤其是与土壤微生物含量有直接关系。本试验结果显示，千斤拔属和木豆属在120～240 d的腐解变化比在240～360 d的腐解变化缓慢，这也是由于在120～240 d（11月～次年3月）正值海南的冬春季节，温度降低，雨量少，影响了微生物的活动，从而导致腐解减缓，在240～360 d（3月～7月）温度开始回升，雨量增加，湿度加大，微生物活动有所改变，腐解变幅有所增加，在240 ～360 d腐解曲线趋于水平，基本达到最大腐解量。近期，王金洲等人[35]整合1980年至2013年中国农田土壤有机物料腐解试验的相关文献，逐步回归结果显示，木质素与氮素含量之比（lignin ∶ N）是绿肥、秸秆和根茬腐解的首要影响因子，而年均温和干燥指数居于其次，表明农田土壤中植物性有机物料的腐解，物料性质较气候因子占主导，提出要准确预测农田土壤有机物料的腐解过程，需要更多地重视区域或点位特征（例如，土壤理化和生物学性质等）的影响。
综上可知，所采热带豆科植物属于二级绿肥，研究腐解特性，对指导热带豆科绿肥合理、适时应用及改良热区土壤具有重要的现实意义，需要加强研究和生产应用。但是，今后深入研究时须增加土壤pH变化、土壤微生物含量等测定内容，力求全面评价其腐解速率。
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