蔣冬艷

(廣西壯族自治區(qū)土壤肥料工作站,南寧 530007)

綠肥是最清潔的有機肥之一,是重要的有機肥源。我國綠肥種植歷史悠久,是傳統農業(yè)的精華。新中國成立后黨和政府非常重視綠肥的科學研究和生產推廣,幾十年來綠肥在全國各地被廣泛應用,為我國耕地保護、糧食穩(wěn)定發(fā)展和促進農牧業(yè)結合等方面做出了重要貢獻。

綠肥,一般是指通過將其植株翻壓腐解的方式或者通過輪作、間作、套種等種植方式,能促進農作物生長發(fā)育和改善土壤理化性狀的植物。綠肥可以改良土壤、促進農作物生長發(fā)育、提升作物品質,還可作觀賞、飼用等多方面的作用。

1 綠肥種植對土壤的改良作用

綠肥生長過程中,通過根系伸長能疏松土壤,增加土壤持水性,還能起到固氮、活化難溶性磷的作用。而綠肥翻壓還田后在土壤微生物的作用下腐解,會釋放根莖葉中的養(yǎng)分到土壤中,起到培肥地力的作用。

1.1 提高土壤有效化學成分含量

綠肥翻壓還田腐解后,可將綠肥生長發(fā)育過程中吸收的氮磷鉀等物質通過腐解釋放到土壤中,為土壤增加氮磷鉀元素和有機物含量,這些物質可以將土壤中相關的化學物質改善成為更易為作物所吸收和利用的種類和存在形式。劉義平[1]的研究表明,通過套種經濟綠肥,可使茶園土壤中有機質含量平均提高2.68g/kg,土壤中有效氮磷鉀元素含量均有不同程度的提高。錢曉剛[2]的研究表明,綠肥在生長過程中能對土壤難溶性磷進行活化,還能在腐解過程中釋放腐殖酸活化土壤中難溶性磷。徐志平[3]的研究表明,種植綠肥大豆每公頃土地可固定氮元素70kg,種植紫云英每公頃土地可固定氮元素80kg,種植苜蓿每公頃土地可固定氮元素112kg,種植三葉草每公頃土地可固定氮元素80kg。李廷軒的研究表明,綠肥籽粒莧根周圍土壤速效鉀含量是非根周圍的1.7倍,緩效鉀含量提高55.92%。敖文等[4]的研究表明,種植綠肥翻壓還田后,還能明顯提高土壤的CEC值和緩沖性能。

1.2 改善土壤物理性質

綠肥根系可疏松土壤,增加土壤通透性,增加土壤中的持水性顆粒。宋莉等[5]的研究表明,綠肥作物在生長過程中,通過根系伸長達到疏松土壤的效果,而當豆科綠肥枯萎后,植株作為有機物被腐解,達到降低容重、增加孔隙度的效果。

敖文等[5]的研究表明,綠肥種植前的土壤平均容重為1.41g/cm3,綠肥翻壓還田后土壤平均容重降低了0.16g/cm3。朱波等[6]研究證明,施入綠肥可提高土壤中粒徑大于1mm的水穩(wěn)性團粒體含量。

李富翠等[7-9]的研究表明,通過生長,綠肥植株能較好地覆蓋周圍地面,可起到減少水土流失和水分散失的效果。

1.3 增加土壤生物群落多樣性

綠肥翻壓還田腐解后,可在一定程度上改善土壤中微生物的生存狀態(tài),從而提高了作物根周圍微生物的數量和活性。劉國順等[10]的研究表明,綠肥翻壓腐解后,土壤中3大類群微生物數量有效增加,使得土壤中的微生態(tài)環(huán)境得到修復和改善。李文廣等[11]的研究表明,于夏閑季在黃土高原小麥種植區(qū)種植油菜作為綠肥翻壓還田,能有效改善該區(qū)土壤生物群落結構,增加其多樣性以及碳氮代謝能力。

2 綠肥翻壓還田對作物生長的作用

綠肥翻壓還田腐解后,為作物生長發(fā)育提供了有效的物質資源和適宜的生長環(huán)境,可以起到提高作物產量、提升品質的作用。

2.1 提高作物產量

綠肥對作物增產的作用,主要是通過使作物植株高度、葉片面積、結穗數量以及粒重等作物農藝性狀的增加來實現。

王連延等[12]研究發(fā)現,在水稻收獲前20d(立秋前)田間套播玉米,玉米間套播綠肥,比同類型單季稻增產532.4kg/667m2,增產96.8%。朱軍等[13]研究表明,在小麥揚花期套種綠肥,與對照相比,小麥植株的葉綠素含量增加8%～27%,單株葉面積增加7%～13%,千粒重增加5%～17%,產量增加12%～24%。歐陽萍等[14]研究發(fā)現,把花生、大豆和綠豆三種豆科綠肥翻壓還田后對促進甘蔗生長、提高產量效應明顯。任石所等[15]研究表明,玉米地里翻壓紫花苕子后可減少化肥施用量20%,并對玉米的生物性狀有改善效果。

2.2 提升農產品品質

綠肥翻壓還田能夠改善作物生長發(fā)育狀態(tài),這對作物產品糖分、淀粉等影響作物品質的化學成分含量均有提高作用,從而達到提升農作物產品品質的效果。

盛良學等[16]研究表明,連續(xù)三年在種植幼齡柑橘果園內間作不同的綠肥可起到增產提質的效果,柑橘平均增產34.8%,其果內所含總酸量比對照下降,總糖量、還原糖、可溶性固形物、Vc含量以及糖/酸等影響果實品質的指標均有所改善。鄧豐產等[17]通過渭北蘋果園6年生草試驗發(fā)現,果園長期種植三葉草能明顯改善果實品質,與清耕相比其可溶性固形物增加11.3%,果實硬度提高9.2%。趙秋等[18]研究發(fā)現,桃園套種綠肥作物后,能明顯增加果實Vc及可溶性糖含量,且能一定程度的降低果實酸度。何春梅等[19]研究發(fā)現,在旱地葡萄園土壤中翻壓紫云英綠肥,可以提高葡萄可溶性固形物和Vc含量,降低可滴定酸含量。Stoltz等[20-21]研究發(fā)現,將玉米與蠶豆間作時玉米果實中糖分和粗蛋白含量最高,而將牧草與蠶豆間作時牧草植株中所含粗蛋白高于其單作時。

3 綠肥的飼用價值

綠肥作物如紫云英、苜蓿、黑麥草等是牲畜的優(yōu)良飼料,其富含蛋白質、礦物質、維生素等多種營養(yǎng)元素,且植株生長茂盛,適口性好。綠肥作為飼用可以拿來直接喂養(yǎng),也可以青貯之后再飼喂。

劉芳珍等[22]研究發(fā)現,豆科綠肥作物的干物質中含有多種氨基酸、維生素及其他礦物質,其粗蛋白含量是飼用玉米的2～3倍,一般可達15%～20%。郭太雷[23]的研究表明,通過自然干燥法和人工快速干燥法生產的光葉紫花苕青干草和青干草粉,將其經多次分析得到其成分含量為：吸附水8%～13%、粗脂肪2.6%～3%、粗蛋白質14%～20.5%、粗纖維22%～27.2%、無氮浸出物29.5%、粗灰分10.2%、磷0.37%、鈣1.02%。

4 綠肥的觀賞價值

隨著經濟的發(fā)展,農業(yè)觀光旅游逐漸興起。許多綠肥葉豐花美,有一定的觀賞價值,對農業(yè)觀光旅游的發(fā)展有較好的促進作用。因綠肥具有改良土壤和保持水土的作用,通過種植具有觀賞效果的綠肥作物,既能美化田園環(huán)境發(fā)展生態(tài)旅游,也能保持水土、改良土壤。

油菜、紅花草等綠肥作物的花期長,是打造觀光景區(qū)、美麗田園、“農家樂”休閑旅游點,創(chuàng)建宜居、宜業(yè)、宜游鄉(xiāng)村,推動休閑農業(yè)發(fā)展的一種重要作物。云南羅平縣統籌利用了油菜的觀光功能,大力發(fā)展觀光農業(yè),帶動了羅平旅游業(yè)發(fā)展。江西婺源縣以油菜花為媒,推進農業(yè)、生態(tài)與旅游等產業(yè)融合,把該縣打造成了聞名全國的油菜花海,2018年該縣油菜花海接待賞花游客逾500萬人次。

5 綠肥的其他應用

綠肥還可以有油用、蜜用、菜用等作用。

5.1 蜜用

綠肥花多,花期長,且一般種植量大,非常適合蜜用。油菜花面積大,集中成片,花期長,花蜜和花粉都很豐富,是十分重要的蜜源植物。徐錦標[24]研究發(fā)現,油菜蜜是我國最大宗、穩(wěn)產的蜜種,全年約占蜂蜜總產量40%以上,一般群產蜂蜜5～35kg。熊劍等[25]研究發(fā)現,苕子花在氣溫20℃時開始泌蜜,最佳泌蜜溫度為24～28℃。光葉苕子花冠較淺,泌蜜較多,花期長達1個月,蜜質好;毛葉苕子花冠較深,泌蜜量較少。紫云英花期長,先從主莖和基部第一對大分枝的花開,以后按分枝出現的先后,依序開放,開花期一般為30～40d,是優(yōu)良的蜜源植物,泌蜜豐富,品質上乘。蜜質為特淺琥珀色,味道甜美純正,屬優(yōu)質蜂蜜[26]。

5.2 油用

綠肥中油菜、花生、大豆等都可以榨油,是我國主要的植物油源。劉成等[27]研究發(fā)現,油菜菜籽中含油量通常在43%左右,1t油菜籽可出油0.35～0.4t,比進口大豆出油率高75%～100%。

5.3 菜用

油菜菜薹可作蔬菜用。油菜菜薹鮮嫩爽口,富含維生素C、B和微量元素,有益人體健康,深受消費者喜愛[28]。豆科綠肥,如菜用大豆、豌豆、蠶豆等均可作為菜用。

6 綠肥的適用性

綠肥種類繁多,不同區(qū)域和不同類型的土壤均有適合種植的綠肥。綠肥按植物學特性劃分一般可分為豆科、非豆科綠肥兩大類。豆科綠肥是指可用作肥料的豆科植物,我國現有的豆科綠肥有70多種,傳統綠肥大多為豆科綠肥,如紫云英、紫花苜蓿、苕子等。不同地理環(huán)境有不同的綠肥品種,王昊等[29]研究發(fā)現,北方適合種植耐寒耐鹽堿綠肥,如毛葉苕子、紫花苜蓿、白三葉等;南方適合種植耐瘠薄綠肥,如光葉苕子、黑麥草、箭筈豌豆等。

7 綠肥作為肥用存在的問題

綠肥需要經過種植、翻壓還田以及一段時間腐解礦化來還肥于地,其養(yǎng)分的釋放需要較長時間。因此綠肥作為肥用,與化肥相比,存在體積大、肥效低、見效慢等問題,許多農業(yè)生產者為了追求短期的效益而多用化肥。目前的諸多研究表明,綠肥與化肥合理配施,能在達到較好的肥效的同時降低化肥對土壤危害。而在如何讓綠肥養(yǎng)分高效釋放方面,有待進一步研究。

8 小結

不同種類的綠肥在農業(yè)中的作用廣泛,其主要作為肥用,經過翻壓或漚制施入土壤。綠肥植株腐解后養(yǎng)分還于土壤,可提高土壤有機質含量,改善土壤理化性狀,增加土壤中微生物種群數量和活性,從而起到改良土壤培肥地力的效果。土壤肥力和環(huán)境得到改善,能促進植物體吸收營養(yǎng)的平衡,促進植株生長發(fā)育,進而達到增產提質的作用。且綠肥種類多,適用性廣,根據品種的不同,還可有觀賞、飼用、油用、蜜用、菜用等多方面應用。

鑒于綠肥廣泛的作用和適用性,可以持續(xù)大力推廣綠肥種植。我國不同地區(qū)土壤特點有差異,需要結合各地土壤和氣候特點選擇合適的綠肥品種。