[摘 要] 隨著農業(yè)生產規(guī)?;?、集約化、商品化的快速發(fā)展,耕地質量問題日趨嚴重。如何提高耕地質量,關鍵在于提升土壤有機質含量?;诖?,本文在介紹紫云英種植概況的基礎上,從固氮節(jié)能、改善土壤理化性狀、改善土壤生態(tài)環(huán)境、促進土壤有機碳的積累四方面,淺析紫云英種植對土壤有機質的提升作用,為現(xiàn)代化農業(yè)發(fā)展提供依據(jù)。
[關鍵詞] 紫云英;土壤;有機質;提升
[中圖分類號] S511 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909(2017)17-44-2
紫云英又名紅花草,屬豆科黃芪屬綠肥作物,在我國南方地區(qū)冬季作為主要的綠肥,也是一種觀賞、牧草及蜜源植物,也可藥用。紫云英具有增加土壤肥力、改良土壤結構、改善土壤生態(tài)環(huán)境及固氮節(jié)能等作用,能夠有效提高化肥利用率,有力助推農牧業(yè)發(fā)展[1,2]。近年來,在農業(yè)生產上化肥使用量不斷增加,有機肥使用量逐漸減少甚至不用,致使耕地質量問題日趨嚴重,土壤及水源污染問題已成為農業(yè)發(fā)展的障礙,農產品品質得不到保障[3]。群眾反映:“紅花長一寸,抵得一層糞”,說明了種植紫云英對改善土壤有重要作用。因此,在現(xiàn)代化農業(yè)快速發(fā)展的今天,選擇種植紫云英來改善土壤質量,提升土壤有機質,保證農產品品質,意義重大。
1 紫云英種植概況
我國是紫云英的原產地,也是種植歷史最悠久的國家,至今已有1 000多年的種植歷史,早在清、明時代紫云英大面積種植在長江中下游地區(qū)。目前,紫云英主要分布于我國長江流域各省區(qū),生長于海拔400~3 000 m的山坡、溪邊及潮濕處。我國各地均有栽培,是重要的綠肥和飼料作物。紫云英品種繁多,大多為人工選育品種,野生品種較為少見。在現(xiàn)代農業(yè)生產中,種植紫云英作為綠肥來提高土壤肥力的主要模式有早稻-玉米-紫云英、紫云英-西瓜-水稻輪作、紫云英-玉米輪作、紫云英-油菜混作、紫云英-茶園混作,紫云英-果園套作、紫云英-葡萄套種以及紫云英-玫瑰套種等。通過輪作、套作及套種實踐證明,種植紫云英能夠有效解決土壤質量問題,對提升土壤有機質含量效果明顯,大大增加了農民收入和保障了農產品質量。
2 紫云英種植對土壤有機質的提升作用
2.1 固氮節(jié)能
據(jù)統(tǒng)計,我國化肥用量是世界平均用量的3.75倍,而且我國氮肥利用率低下,大部分氮肥揮發(fā)至空氣中和流入江河湖海,造成空氣嚴重污染,水質嚴重富營養(yǎng)化。研究表明,我國農業(yè)過量使用含氮化肥,是出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象的成因之一。紫云英具有較強的根瘤固氮能力,研究表明結瘤較好的紫云英固氮150 kg/hm2,相當于330~345 kg/hm2尿素[4]。盧萍等[5]研究表明,利用紫云英輪作還田,可降低44%無機肥用量,溶解性氮濃度顯著降低,在總量相當?shù)那闆r下,冬種紫云英還田顯著降低了土壤溶液中NH4+-N、NO-3-N的濃度峰值,減少了稻季隨水遷移的氮素量,降低了環(huán)境污染的風險。熊正琴、鶴田治雄[6]對紅壤丘陵地區(qū)的研究表明,冬季種植豆科作物可顯著降低稻田及旱地農田N2O的排放量,減少氮素損失。紫云英在冬季對田面的覆蓋度為60%~100%,春季莖枝伸長以后,草層厚度為30~50 cm。覆蓋時間四五個月,可以減少土壤養(yǎng)分的流失,避免雨水對土壤表層的沖刷,降低土壤養(yǎng)分的流失。因此,種植紫云英能夠固氮節(jié)能,減少氮肥使用量,降低環(huán)境污染,提升土壤養(yǎng)分含量。
2.2 改善土壤理化性狀
由于紫云英的根系發(fā)達,具有穿透、擠壓和團聚作用,使土壤水穩(wěn)性好,連續(xù)多年種植紫云英的稻田,土壤氣、液、固三相間的協(xié)調性得到了調節(jié),土壤理化性狀明顯改善,保肥保水能力增強,尤其對肥力低的土壤效果顯著。高肥力的土壤種植紫云英不能增加土壤中有機質的含量,中等肥力的土壤種植紫云英能夠增加土壤中有機質含量,而低肥力的土壤種植紫云英則使得有機質含量的增加效果最明顯[7]。官會林等[8]針對肥力低下的山地紅壤進行研究發(fā)現(xiàn),紫云英冬季旱地輪作能夠提高土壤含水量,降低土壤單位體積質量,增加有機質含量,提高土壤有效氮、磷、鉀含量,并在調節(jié)土壤pH值,抑制紅壤磷素養(yǎng)分退化。尤其是在中低產田的改造中,選擇種植紫云英效果尤為顯著。
2.3 改善土壤生態(tài)環(huán)境
雖然說肥料是植物的糧食,但是過度使用化肥對土壤環(huán)境影響嚴重。土壤的板結和有機質含量的下降,進一步影響了土壤微生物的生存。萬水霞等[9]在紫云英還田量對稻田土壤微生物數(shù)量及活度的影響研究中表明,紫云英還田顯著增加了土壤微生物數(shù)量,土壤中好氣性細菌、真菌數(shù)量增加,放線菌數(shù)量減少。此外,福建省農科院土肥所通過開展紫云英翻壓定位試驗,進一步證實了紫云英與化肥配施能豐富土壤生物多樣性,提高土壤質量,從而提高肥力。李世清等[10]研究表明冬季紫云英和黑麥草區(qū)微生物數(shù)量均比冬閑田要高,冬季種植覆蓋作物對稻田土壤微生物有很強的改善作用,促進了土壤養(yǎng)分利用。對比冬閑田,覆蓋作物能夠減少土壤侵蝕和化學徑流,提高土壤有機質含量和土壤養(yǎng)分利用率,并且能夠抑制雜草生長,增加的有機質為微生物提供了大量可給性能源,促使微生物細胞數(shù)量倍增,從而改善微生物的生存環(huán)境。
2.4 促進土壤有機碳的積累
溫室效應已成為世界關注的環(huán)境問題,減少土壤中CO2氣體的排放,是減少溫室氣體的途徑之一。王麗宏等[11]在南方冬季覆蓋作物的碳蓄積及其對水稻產量的影響研究中發(fā)現(xiàn),紫云英地上和地下部碳蓄積分別為1 799.6 kg/hm2和292.5 kg/hm2。熊正琴等[6]在冬季耕作制度對農田氧化亞氮排放的貢獻研究中發(fā)現(xiàn),冬季種植豆科作物會降低稻田及旱地農田溫室氣體N2O的排放量。因此,在南方冬閑田適宜地區(qū)發(fā)展紫云英生產增加農田碳匯潛力,不僅可以提高土壤的肥力,促進作物的生長,而且可以減少CO2等溫室氣體的排放,達到生態(tài)效益和經濟效益雙豐收。
3 結語
紫云英功能眾多,大面積種植具有極大的意義。尤其是在現(xiàn)代農業(yè)快速發(fā)展的今天,合理種植紫云英能夠有效解決環(huán)境污染、土壤質量下降、農副產品品質低下等問題。有關部門應按照當?shù)貧夂驐l件和農牧業(yè)發(fā)展情況,推廣種植適合當?shù)氐淖显朴⑵贩N,不但能夠有效改善土壤理化性狀,提升土壤有機質含量,改善土壤肥力,而且可以提高作物產量和品質,減少化肥和農藥投入,節(jié)能減排效果十分顯著,可以實現(xiàn)農業(yè)增效和農民增收。
參考文獻
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