适宜铝土矿复垦土壤改良的固氮豆科植物筛选及固氮效应研究

摘要：

[目的]筛选适合改良铝土矿复垦土壤的豆科植物,为矿区农业可持续发展提供参考依据.[方法]在广西平果铝土矿复垦土壤上盆栽田菁[Sesbania cannabina(Retz.)Poir.,SC]、箭筈豌豆(Vicia sativa L.,VC)、紫云英(Astragalussinicus L.,AS)、光叶紫花苕(Vicia villosa Roth var.,VR)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.,MS)、柱花草(Stylosanthes guianensis,SG)和小冠花(Coronilla vari-aL.,CV)7种豆科植物,测定各豆科植物的生物量、是否检出根瘤、营养元素含量、固氮效率、生物固氮量及土壤营养元素、钙和镁离子(Ca2+和Mg2+)及总铝(A1)和活性铝(Al3+)含量,通过主成分分析,筛选出适合铝土矿复垦土壤改良的豆科植物;建立偏最小二乘法路径模型(PLS-PM),探究影响铝土矿复垦土壤豆科植物生物固氮量的因素.[结果]在7种豆科植物中,光叶紫花苕的地上部生物量(0.344 g/pot)最大,紫云英的地下部生物量(1.961 g/pot)最大,小冠花的地上部生物量(0.387 g/pot)和地下部生物量(0.099 g/pot)均最小;田菁的氮(N,7.98％)、磷(P,2.999 g/kg)和钾(K,19.828 g/kg)含量均最高;在结瘤情况方面,仅田菁、紫云英和小冠花结有根瘤,其余豆科植物均未结出根瘤,其中,田菁的固氮效率(80.01％)和生物固氮量(0.077 g/pot)均最高.以植物养分含量、生物量、生物固氮量和固氮效率为评价因子对3种结瘤豆科植物进行的主成分分析结果表明,田菁的综合得分最高(2.30分).PLS-PM路径分析结果表明,在铝土矿复垦土壤上种植豆科植物的生物固氮量受植物养分含量和土壤Al3+含量直接影响,pH、土壤养分、植物类型通过影响植物养分含量和土壤Al3+含量间接影响豆科植物的生物固氮量.[结论]田菁、紫云英和小冠花能在铝土矿复垦土壤中结瘤,提高铝土矿复垦土壤的pH、速效K、Al3+和有机质含量及其本身的生物固氮量.综合评价认为,田菁是最适合在铝土矿复垦土壤中种植的豆科植物,可作为铝土矿复垦区土壤固氮培肥的豆科植物推广应用.

关键词：铝土矿、复垦土壤、豆科植物、生物固氮、固氮效率

所属期刊栏目：36

分类号：S142.2(肥料学)

资助基金：广西自然科学基金项目2020GXNSFAA297124

在线出版日期：2023-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1011-1018