楊濱娟, 黃國(guó)勤,*

稻田冬種綠肥生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究進(jìn)展

楊濱娟1,2, 黃國(guó)勤1,2,*

1. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)科學(xué)研究中心, 江西南昌 330045
2. 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所), 江蘇南京 210008

冬季綠肥是一種養(yǎng)地作物, 是一種重要的優(yōu)質(zhì)生物肥源和有機(jī)肥料。我國(guó)南方稻區(qū)水、熱資源豐富, 多數(shù)地區(qū)適宜種植冬季綠肥。為了深入研究冬季綠肥作物對(duì)稻田生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的影響, 在前期田間試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上, 結(jié)合眾多學(xué)者的研究進(jìn)展, 綜合闡述了冬種綠肥條件下水稻氮素吸收和利用、土壤養(yǎng)分、土壤微生物生物量和活性、土壤有機(jī)碳及碳庫(kù)管理指數(shù)、稻田病蟲(chóng)草害及其稻田溫室氣體排放等方面的研究, 以期為大面積推廣種植冬季綠肥、發(fā)展綠肥生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

冬季綠肥; 生態(tài)環(huán)境; 研究進(jìn)展; 稻田

1 前言

近年來(lái), 隨著化肥用量的不斷增加, 水稻氮素供應(yīng)不再是高產(chǎn)的瓶頸。紫云英(Astragalus sinicus L.)等綠肥作為有機(jī)氮庫(kù)存在的價(jià)值降低, 加之經(jīng)濟(jì)因素的原因, 農(nóng)民種植紫云英的積極性降低, 出現(xiàn)大量冬閑田[1], 對(duì)當(dāng)?shù)赜欣霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源造成了極大的浪費(fèi)。稻田種植制度單一、大量施用化肥、有機(jī)肥用量大幅度減少、生物培肥措施廢棄等問(wèn)題,也直接導(dǎo)致了稻田耕作層變淺, 有機(jī)質(zhì)含量下降,土壤理化性質(zhì)變劣, 制約了稻田土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力[2]。冬季綠肥適應(yīng)性較強(qiáng)、生長(zhǎng)迅速, 是一種重要的、養(yǎng)分完全的優(yōu)質(zhì)生物肥源和有機(jī)肥料[3–4]。種植綠肥不僅能充分利用冬季水、熱及土地等資源生產(chǎn)出大量鮮草[5], 同時(shí)在增加作物產(chǎn)量[6]、改善和提高土壤肥力[6–10]、改善稻田土壤結(jié)構(gòu)[2]、提供作物養(yǎng)分[9]、防止水土流失、改善生態(tài)環(huán)境和節(jié)能減排等方面發(fā)揮了良好作用[4]。翻壓綠肥后可促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的礦化分解和土壤養(yǎng)分的循環(huán)與轉(zhuǎn)化[9]; 還可為土壤提供大量的碳源和養(yǎng)分, 對(duì)緩解化肥資源緊張及節(jié)約化肥投入成本有良好的效果。作者及課題組成員連續(xù)多年從事冬季作物的研究, 積累了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn), 本文旨在前期試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合前人研究結(jié)果探討冬季綠肥條件下稻田生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究進(jìn)展, 對(duì)于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、改善土壤環(huán)境和促進(jìn)農(nóng)民增收等具有重要意義[11], 同時(shí)也有利于提升土壤質(zhì)量和農(nóng)田利用率以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[12], 以期為冬季農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

2 冬種綠肥條件下水稻氮素吸收和利用研究

氮肥施用不合理、利用率低一直是困擾我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)突出問(wèn)題。朱兆良等[13]總結(jié)了國(guó)內(nèi)782個(gè)田間試驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)我國(guó)主要農(nóng)作物水稻及麥類(lèi)的氮肥利用率平均只有28%—141%。提高稻田氮肥利用率, 減少環(huán)境污染和溫室氣體排放是當(dāng)前水稻生產(chǎn)面臨的重要課題。朱波等[14]研究表明雙季稻種植制度下黑麥草(Lolium perenne L.)替代50%尿素與單施尿素相比, 氮素吸收量一致, 但增加了水稻生物量和稻谷產(chǎn)量, 增加了氮素生產(chǎn)效率以及尿素氮在土壤中的殘留率, 減少了N2O 排放。王飛等[15]研究表明紫云英翻壓18 t?hm–2配合施用100%化肥對(duì)提高水稻分蘗期植株氮含量最為顯著; 雖然不同施肥處理水稻生育期的化肥氮素利用率無(wú)明顯變化,但紫云英翻壓18 t?hm–2配合施用100%化肥處理分蘗期與成熟期植株氮素吸收量分別較單施100%化肥處理提高了23%與18%, 說(shuō)明綠肥與化肥配施有利于水稻植株吸收外源氮素, 且植株吸收氮的差異主要來(lái)自于紫云英礦化的氮源, 而且翻壓綠肥減肥增效的主要機(jī)制之一是紫云英礦化的養(yǎng)分替代了化肥。王建紅等[16]研究表明紫云英翻壓量在60 t·hm–2時(shí)可提高氮、磷、鉀的養(yǎng)分農(nóng)學(xué)利用效率, 而翻壓量為90—120 t·hm–2時(shí)顯著降低了氮、磷、鉀的農(nóng)學(xué)利用效率。徐昌旭等[17]研究了翻壓22.5 t·hm–2紫云英鮮草配施不同比例化肥對(duì)早稻稻谷和稻草氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響, 認(rèn)為紫云英翻壓并配施80%的常規(guī)化肥最有利于早稻稻谷和稻草對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收。趙冬等[18]研究表明, 隨著施肥量的增加,稻季氮素徑流損失不斷增大, 無(wú)機(jī)氮是氮素徑流損失的主要形態(tài), 且徑流水中無(wú)機(jī)氮以銨態(tài)氮為主,應(yīng)將銨態(tài)氮作為農(nóng)田排水污染檢測(cè)的主要指標(biāo); 綠肥還田配施140 kg·hm–2無(wú)機(jī)氮追肥, 而且氮肥僅作追肥免施基肥, 不但可以減少48%無(wú)機(jī)氮肥, 降低38.5%氮素徑流損失率, 還可實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量和環(huán)境效應(yīng)的協(xié)調(diào), 是水體污染嚴(yán)重地區(qū)值得嘗試的一種農(nóng)作方式。胡安永等[19]采用田間微區(qū)15N 示蹤法,研究表明紫云英-水稻輪作模式下的氮肥損失率最小, 小于休閑-水稻輪作和小麥-水稻輪作, 能夠有效降低農(nóng)田施用氮素?fù)p失量大所帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn); 綜合生產(chǎn)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益, 選擇紫云英還田配施氮肥240 kg·hm–2時(shí), 既可以保證水稻氮肥利用率而獲得高產(chǎn), 又能減少氮肥損失而帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn), 是一種適合太湖地區(qū)廣泛提倡和大力推廣的耕作制度。

3 冬種綠肥條件下土壤養(yǎng)分研究

冬季綠肥可以改善土壤性質(zhì)并對(duì)土壤肥力的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。前人大量研究表明, 綠肥翻壓可提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量和速效養(yǎng)分, 是培肥土壤的重要措施, 也是解決我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)化肥依賴度大的有效途徑[20]。近期研究均表明, 施用綠肥能提高土壤養(yǎng)分特別是有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效磷和堿解氮, 進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[12,21]。綠肥具有更新土壤腐殖質(zhì)、提高土壤有機(jī)質(zhì)、改善土壤理化性狀和提高土壤磷有效性等作用[22]。張達(dá)斌等[23]研究表明, 與空閑處理相比, 連續(xù)2 a 夏季種植并翻壓豆科綠肥后耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量能夠增加3.9%—11.8%, 全氮含量提高4.5%—10.8%, 在渭北旱塬一年一熟地區(qū), 利用夏閑期插播短期豆科綠肥具有明顯培肥效果。楊春霞等[24]研究表明綠肥覆蓋后膠園土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀較空閑對(duì)照均有不同程度的提高; 而土壤堿解氮含量和pH值變化不明顯。王開(kāi)磊等[25]采用土壤有機(jī)質(zhì)持留法和機(jī)會(huì)成本法評(píng)價(jià)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)保持土壤肥力、積累有機(jī)質(zhì)的價(jià)值, 結(jié)果顯示冬季綠肥保持土壤肥力、積累土壤有機(jī)質(zhì)的價(jià)值為2154 元?hm–2; 維持土壤養(yǎng)分循環(huán)的功能價(jià)值為792元?hm–2。楊曾平等[4]通過(guò)對(duì)連續(xù)28年雙季稻種植下冬種綠肥研究表明, 長(zhǎng)期冬種綠肥處理的pH值和有效磷含量都低于空閑對(duì)照處理; 而長(zhǎng)期冬種綠肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和有效鉀含量都明顯高于對(duì)照處理。王璐等[26]研究表明, 紫云英和稻草還田可以降低土壤容重, 改善土壤孔隙性; 對(duì)提高翻耕處理土壤養(yǎng)分的效果更顯著, 各土層的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均高于空閑對(duì)照處理。高菊生等[11]研究結(jié)果表明, 長(zhǎng)期雙季稻綠肥輪作土壤有機(jī)質(zhì)隨年份顯著增加, 雙季稻紫云英輪作土壤有機(jī)質(zhì)積累速度最快, 雙季稻黑麥草次之。雙季稻區(qū)冬種覆蓋物能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量, 促進(jìn)土壤微生物活動(dòng), 從而有利于保持土壤肥力[27–28]。劉立生[29]研究表明,長(zhǎng)期種植綠肥土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量顯著上升, 土壤堿解氮、氮礦化勢(shì)、礦化速率、有機(jī)氮品質(zhì)顯著下降。江新鳳等[30]研究表明, 白三葉草(Trrifolium repens L.)、紅三葉草(Trifolium repens L.)、黑麥草等綠肥的種植不僅可以保土肥園, 提高茶園土壤肥力,同時(shí)能促進(jìn)茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育, 提高茶樹(shù)品質(zhì)和產(chǎn)量,提高茶樹(shù)種植的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。紫云英屬豆科作物, 能夠固定大氣中的氮, 從而使土壤氮素得到一定的補(bǔ)充, 減緩?fù)寥赖V化勢(shì)和有機(jī)氮品質(zhì)的下降速度[31]。

4 冬種綠肥條件下土壤微生物生物量及活性研究

土壤微生物量是土壤有機(jī)質(zhì)的活性部分, 也是土壤中最活躍的因子, 是活的土壤有機(jī)質(zhì)部分[32]。種植翻壓綠肥能夠通過(guò)改變土壤環(huán)境和為微生物生長(zhǎng)繁殖提供碳源及氮源而影響土壤微生物的活性,并且能夠改變微生物的群落組成和功能, 增加土壤微生物多樣性, 影響微生物與土壤環(huán)境間的相互作用[33–38]。官會(huì)林等[39]研究綠肥作物改良土壤的生態(tài)作用, 發(fā)現(xiàn)綠-煙和豆-煙復(fù)種模式下, 植煙生長(zhǎng)期內(nèi)根區(qū)土壤微生物量碳及土壤有機(jī)碳均高于麥-煙復(fù)種及冬閑連作地, 并且差異達(dá)顯著或極顯著水平。楊曾平等[9]研究表明, 與冬季休閑處理相比, 長(zhǎng)期冬種綠肥翻壓處理的微生物種群數(shù)量、微生物生物量碳(SMBC)、微生物生物量氮(SMBN)、土壤呼吸、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和脫氫酶活性都有所提高, 代謝熵(qCO2)降低, 而長(zhǎng)期冬種紫云英處理的效果最明顯。劉國(guó)順等[40]研究表明, 翻壓黑麥草能夠明顯提高煙田土壤微生物量碳和微生物量氮含量。張帆等[41]研究表明, 冬季作物馬鈴薯(Solanum tuberosum)、黑麥草、紫云英、油菜(Brassica campestris L.)均提高了稻田土壤微生物碳、氮含量, 黑麥草明顯提高了土壤微生物量碳和微生物熵, 紫云英明顯提高了土壤微生物量氮; 冬季作物對(duì)土壤微生物量碳和土壤微生物量氮的季節(jié)性影響變化趨勢(shì)基本一致, 紫云英、馬鈴薯處理的土壤微生物量C、N含量均在水稻生育期間8月中旬達(dá)到最大值。

作為一種重要的有機(jī)肥, 綠肥在生長(zhǎng)過(guò)程和翻壓后均能向土壤中釋放酶, 同時(shí)綠肥還田為土壤微生物提供能源與養(yǎng)分, 從而引起來(lái)自土壤微生物的土壤酶活性發(fā)生改變[1,42]。章秀福等[43]研究發(fā)現(xiàn)種植冬季作物有提高土壤酶活性和抗葉片衰老的作用。一些研究者證明, 翻壓綠肥對(duì)稻田土壤中脲酶、蔗糖還原酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶存在明顯的促進(jìn)作用[42,44]。官會(huì)林等[39]通過(guò)綠肥輪作試驗(yàn)表明綠(紫花苕子Vicia villosa Roth var.)-煙(煙草Nicotiana tabacum L.)、豆(蠶豆Vicia faba L.)-煙及麥(小麥Triticum aestivum Linn.)-煙3種模式的土壤脲酶、酸性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和多酚氧化酶均高于冬閑連作地, 分別高出0.41—2.07 mg?g–1、0.02—0.96 mg?g–1、0.58—2.48 mL?g–1、1.62—4.81 mg?kg–1。肖嫩群等[45]對(duì)煙田翻壓紫云英的研究表明, 適量紫云英還田有助于土壤好氣性細(xì)菌的繁殖, 有益于煙草生長(zhǎng); 而放線菌和真菌數(shù)量的變化則隨著翻壓時(shí)期和化肥施用量的不同而有所變化。張達(dá)斌等[23]研究表明, 與休閑處理相比, 連續(xù)2年種植并翻壓綠豆、大豆和長(zhǎng)武懷豆(Sophora japonica L.)后土壤的活性有機(jī)質(zhì)含量能夠提高3.2%—7.6%, CPMI 增加2.7%—7.6%,表明種植翻壓豆科綠肥能有效保證土壤肥力的穩(wěn)定與提高。

5 冬種綠肥條件下土壤有機(jī)碳及碳庫(kù)管理指數(shù)研究

土壤有機(jī)碳是土壤中的各種含碳有機(jī)化合物,可作為土壤衰退及土壤變化過(guò)程中土壤質(zhì)量變化的預(yù)警指標(biāo)[39], 作為土壤養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化的核心, 對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的形成及穩(wěn)定性具有重要影響。土壤有機(jī)碳含有植物生長(zhǎng)所必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素, 具有改善土壤物理化學(xué)性狀、增強(qiáng)土壤供水保水能力、提高土壤生物活性、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化、減少作物病害等作用, 進(jìn)而決定作物產(chǎn)量。楊濱娟等[46]研究表明單施紫云英能夠顯著促進(jìn)土壤總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳的累積, 但單施氮肥處理的土壤有機(jī)碳含量下降了0.62%—3.36%。與不施肥相比, 單施綠肥和綠肥氮肥配施處理的土壤碳庫(kù)管理指數(shù)分別平均增加了24.55和15.17, 而單施氮肥減少了2.59。肖小平等[47]研究結(jié)果表明, 冬季覆蓋作物殘茬還田有利于提高稻田土壤總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量。各處理稻田土壤總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量大小順序均表現(xiàn)為紫云英-雙季稻＞黑麥草-雙季稻＞油菜-雙季稻＞冬閑-雙季稻。冬季覆蓋作物殘茬還田通過(guò)增加土壤碳庫(kù)活度、碳庫(kù)活度指數(shù)和碳庫(kù)指數(shù), 進(jìn)而提高土壤碳庫(kù)管理指數(shù)。其中, 以紫云英殘茬還田效果為最好,黑麥草和油菜殘茬還田效果次之。劉立生[29]研究表明, 長(zhǎng)期種植綠肥能夠顯著增加土壤總有機(jī)碳、細(xì)粘粒有機(jī)碳、粗粘粒有機(jī)碳含量。何春梅等[32]研究結(jié)果表明, 與不施肥對(duì)照相比, 紫云英翻壓和紫云英+化肥處理均能顯著地提高耕層土壤的有機(jī)碳含量土壤易氧化有機(jī)碳含量, 促進(jìn)土壤大顆粒團(tuán)聚體的形成, 降低土壤容重, 增加土壤孔隙度, 從而改善土壤結(jié)構(gòu)。

6 冬種綠肥條件下稻田病蟲(chóng)草害研究

雜草是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分, 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中, 一方面需要對(duì)農(nóng)田雜草進(jìn)行合理的控制,另一方面又需要對(duì)田間雜草的生物多樣性在一定程度上得以保護(hù)[48]。本課題組陳洪俊等[49]研究表明, 紫云英-早稻-晚稻對(duì)稻田雜草發(fā)生種類(lèi)和密度有顯著影響, 雜草物種多樣性較低, 對(duì)雜草的抑制效果明顯優(yōu)于其他處理, 雜草群落組成為: 稗草(Echinochloa crusgalli)+鴨舌草(Monochoia vaginalis)+牛毛氈(Eleocharis yokoscensis), Pielou均勻度指數(shù)較高, 有利于提高雜草均勻度, 從而弱化稻田優(yōu)勢(shì)種雜草在田間的危害性。高菊生等[48]通過(guò)研究長(zhǎng)期稻-稻-紫云英輪作對(duì)田間雜草多樣性的影響, 結(jié)果表明長(zhǎng)期稻-稻-紫云英輪作, 能夠明顯的降低田間雜草密度,減少早稻期間田間雜草的種類(lèi), 然而, 對(duì)晚稻時(shí)期田間雜草種類(lèi)的影響不明顯。李昌新等[50]研究表明,秸稈冬季覆蓋還田顯著降低稻田雜草密度和生物量,而長(zhǎng)期施用豬糞顯著提高稻田冬春雜草密度和生物量, 而且有機(jī)肥晚稻時(shí)期施用對(duì)雜草的促進(jìn)效應(yīng)顯著高于早稻時(shí)期施用, 秸稈冬季覆蓋還田對(duì)雜草的抑制效果顯著高于夏季旋耕還田。孫雪等[51]研究發(fā)現(xiàn), 冬閑時(shí)種植黑麥草可以很好地抑制農(nóng)田雜草的發(fā)生, 還可以減少土壤中活動(dòng)的雜草種子數(shù)量, 還可以影響農(nóng)田中雜草種類(lèi), 減少甚至避免農(nóng)田中植株較大的雜草的生長(zhǎng)。

水稻病蟲(chóng)害是影響水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要因素之一[52], 尤其在當(dāng)今全球變暖的背景下,水稻病蟲(chóng)害隨著氣溫的上升而出現(xiàn)發(fā)生期提前、地理范圍擴(kuò)大、危害程度加劇等特點(diǎn)。為了防治病蟲(chóng)草害, 提高水稻產(chǎn)量, 人們大量施用化肥和農(nóng)藥,這一方面加劇了農(nóng)業(yè)面源污染并造成大氣污染; 另一方面, 降低了稻田生物多樣性, 在某種程度上促使病蟲(chóng)害加重, 形成惡性循環(huán)。更重要的是, 施用化肥和農(nóng)藥不僅降低稻米品質(zhì), 還通過(guò)環(huán)境殘留和食物鏈途徑對(duì)稻田生物和人體健康產(chǎn)生危害。因此,加強(qiáng)水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)已勢(shì)在必行[53]。近年來(lái), 中國(guó)利用生物多樣性防控水稻病蟲(chóng)草害技術(shù)的研究大量涌現(xiàn), 此方向的研究符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求, 正日益受到重視[54]。譚景艾等[55]研究表明,不同冬種綠肥(馬鈴薯、油菜和紫云英)翻壓后, 對(duì)后茬水稻病蟲(chóng)草發(fā)生種類(lèi)無(wú)影響, 其主要病蟲(chóng)草害有紋枯病、二化螟、稻縱卷葉螟、鴨舌草和稗草, 而對(duì)紋枯病、鴨舌草和稗草發(fā)生程度有顯著抑制作用,對(duì)二化螟和稻縱卷葉螟發(fā)生量無(wú)顯著影響; 在病蟲(chóng)草發(fā)生初期, 選用適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藥可有效控制早稻病蟲(chóng)害發(fā)生, 提高水稻產(chǎn)量。

7 冬種綠肥條件下稻田溫室氣體排放研究

大氣中溫室氣體濃度的增加是導(dǎo)致全球變暖的主要因素之一, CH4和N2O是大氣中兩種重要的溫室氣體, 對(duì)地球系統(tǒng)的能量收支和地球氣候變化有重要影響[56]。研究冬季綠肥翻壓還田后稻田的CH4和N2O排放特征, 對(duì)合理利用冬閑田, 發(fā)展冬季綠肥, 以及科學(xué)評(píng)價(jià)不同種植模式具有重要意義。稻田冬季作物覆蓋, 可以充分利用冬春季光熱資源,增加單位面積生物產(chǎn)量和土壤有機(jī)碳, 增加碳氮蓄積, 保障作物生產(chǎn)安全, 但同時(shí)也可能增加稻田有機(jī)物的投入, 從而影響稻田溫室氣體的排放[57]。唐海明等[57]通過(guò)分析不同覆蓋作物殘茬還田對(duì)稻田CH4和N2O排放的影響, 結(jié)果表明冬季覆蓋作物還田后, 各處理早、晚稻田CH4和N2O排放量均明顯高于冬閑-雙季稻; 稻田CH4和N2O綜合溫室效應(yīng)總和表現(xiàn)為翻耕稻草覆蓋馬鈴薯-雙季稻＞翻耕移栽油菜-雙季稻＞免耕直播黑麥草-雙季稻＞免耕直播紫云英-雙季稻＞冬閑-雙季稻, 冬季覆蓋作物還田明顯提高稻田CH4和N2O排放。

8 小結(jié)與展望

綠肥不僅具有傳統(tǒng)意義上的增加作物產(chǎn)量、培肥地力的作用和效果, 同時(shí)對(duì)提升土壤微生物活性和酶活性, 增加土壤有機(jī)碳含量, 控制雜草生長(zhǎng)和病蟲(chóng)害發(fā)生、改善土壤生態(tài)系統(tǒng)及節(jié)能減排等方面也發(fā)揮了很重要的作用。在現(xiàn)代社會(huì), 協(xié)調(diào)好人口、糧食安全、生態(tài)環(huán)境這三者之間的關(guān)系尤為重要,而種植綠肥一方面能增加優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥源, 培肥地力, 改良中低產(chǎn)田土壤, 增加農(nóng)作物產(chǎn)量; 另一方面能改善生態(tài)環(huán)境條件, 能使人口、糧食安全、生態(tài)環(huán)境三者之間協(xié)調(diào)發(fā)展。但是不可否認(rèn), 現(xiàn)今農(nóng)民種糧積極性差, 冬季綠肥沒(méi)有得到應(yīng)有的重視,冬季空閑面積越來(lái)越大。因此, 為了大力推廣應(yīng)用冬季綠肥-雙季稻種植模式, 在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,深入調(diào)查分析冬季綠肥推廣應(yīng)用面臨的實(shí)際問(wèn)題,“對(duì)癥下藥”, 是我們下一步要做的工作。

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The research progress of winter green manure on ecological environment effects in paddy field

YANG Binjuan1,2, HUANG Guoqin1,2,*
1.Research Center on Ecological Science,Jiangxi Agricultural University,Nanchang330045,China
2.State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture(Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences),Nanjing210008,China

Winter green manure is a kind of crop raising soil fertility, and it is an important source of high-quality bio-fertilizer and organic fertilizer. The water and geothermal resources are rich in southern areas; most areas are suitable for planting winter green manure. In order to study the impact of winter green manure on the ecological environment, on the basis of preliminary field trial, we reviewed the research progress of many scholars, and described the effects of winter green manure on nitrogen absorption and utilization of rice, soil fertility, soil microbial biomass and activity, soil organic carbon and carbon management index, paddy pests, greenhouse gas emissions and other aspects. The paper provides a theoretical basis for planting of green manure in large scale, the development of green manure production and achieving sustainable development of agriculture.

winter green manure; ecological environment effects; research progress; paddy field

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.05.029

S551

A

1008-8873(2016)05-214-06

楊濱娟, 黃國(guó)勤. 稻田冬種綠肥生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)科學(xué), 2016, 35(5): 214-219.

YANG Binjuan, HUANG Guoqin. The research progress of winter green manure on ecological environment effects in paddy field[J]. Ecological Science, 2016, 35(5): 214-219.

2015-07-06;

2015-08-09

土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(Y412201413); 國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)綠色高效循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范”(2012BAD14B14-01)

楊濱娟(1985—), 女, 山東淄博人, 博士, 助理研究員, 研究方向?yàn)楦髦贫扰c農(nóng)業(yè)生態(tài), E-mail: yangbinjuan27@sina.com

*通信作者: 黃國(guó)勤(1962—), 男, 博士, 現(xiàn)任江西農(nóng)業(yè)大學(xué)首席教授、博士生導(dǎo)師, 研究方向?yàn)樽魑飳W(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)發(fā)展與區(qū)域農(nóng)業(yè)、資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展等, E-mail: hgqjxnc@sina.com