黃惠

1 引言

綠肥作物一般是指可以作為經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)作物的養(yǎng)分，提高土壤生產(chǎn)力的作物。這主要包括可以通過根瘤菌固定氮的豆科植物，如中國(guó)豆科植物和紫花苜蓿，以及非豆科植物，如黑麥草和大麥。早在中國(guó)、印度和日本的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)出現(xiàn)之前，豆科綠肥作物就被認(rèn)為是濕地水稻的重要氮來源。但近年來，由于長(zhǎng)期施用化肥導(dǎo)致土壤肥力下降、農(nóng)田面源污染和土壤酸化，生態(tài)農(nóng)業(yè)服務(wù)項(xiàng)目的引入，以及公眾對(duì)綠肥認(rèn)識(shí)的加深，綠肥的優(yōu)勢(shì)迅速顯現(xiàn)。

2 綠肥對(duì)土壤的改良作用

綠肥能促進(jìn)土壤健康，減少土壤侵蝕，改善土壤水力學(xué)性質(zhì)，增加土壤有機(jī)碳庫。自然侵蝕是土壤侵蝕的主要因素，主要是風(fēng)蝕和水蝕。農(nóng)業(yè)土壤風(fēng)蝕主要發(fā)生在干旱和半干旱地區(qū)，主要是由沙塵造成的。綠肥種植減少了土壤暴露，提高了土壤持水能力，增加了土壤團(tuán)聚體含量，從而減少了土壤風(fēng)蝕。種植綠肥可以通過降低日間土壤溫度、減少蒸發(fā)、增加土壤滲透性來減少土壤侵蝕，保持土壤含水量。在土壤構(gòu)造中，入滲是主要的內(nèi)部侵蝕過程之一，選擇性地侵蝕通過粗顆粒形成的空隙的細(xì)顆粒。高緯度水田種植綠肥可以通過提高水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量和土壤滲透性來減少雨季引起的土壤固結(jié)，這與綠肥根分泌物引起的土壤膠體含量和微生物酶活性有關(guān)。綠肥對(duì)作物生長(zhǎng)和養(yǎng)分利用的影響與土壤物理化學(xué)性質(zhì)的改善有關(guān)，包括土壤容重、水分電導(dǎo)率和碳氮水平。以往研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施用綠肥可降低土壤容重和土壤有機(jī)碳消耗率，并且提高土壤孔隙度、持水能力、酶活性、有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮含量。同時(shí)，綠肥可以提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量和穩(wěn)定性，增強(qiáng)土壤微生物對(duì)環(huán)境脅迫的抗性。

綠肥品種豐富，不同品種綠肥的肥力特征和生產(chǎn)能力差異較大。因此，應(yīng)根據(jù)綠肥肥力和品種特點(diǎn)，結(jié)合氣候和土壤質(zhì)地條件，采取不同的耕作方式。前期研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期種植黃芪和油菜作為綠肥，提高了水稻的芳香度、腐殖質(zhì)化程度和溶解有機(jī)質(zhì)的平均分子量，使有機(jī)質(zhì)更加穩(wěn)定。此外，種植黃豆和黑麥草可提高土壤結(jié)構(gòu)鉀的有效性和鉀在土壤礦物學(xué)中的滯留能力，是提高土壤鉀有效性的有效替代方法。

研究發(fā)現(xiàn)，在堿地土壤中種植漢茶和太陽麻可提高土壤養(yǎng)分供給，具有改造堿地的潛力。此外，施肥方式和耕作方式對(duì)土壤養(yǎng)分也有顯著影響。在谷物作物的肥料系統(tǒng)中使用綠肥和稻草有助于增加養(yǎng)分向土壤的回報(bào)。與此同時(shí)將綠肥與保護(hù)性耕作（少耕和免耕）系統(tǒng)相結(jié)合可以在短時(shí)間內(nèi)改善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)性能。

3 綠肥對(duì)土壤的其它效用

綠肥除了能改良土壤，還能在一定程度上減少溫室氣體排放，用于土壤修復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)，與單純施用化肥相比，綠肥化肥配施降低了土壤CO2排放量，且常規(guī)免耕綠肥化肥配施水田CO2累積排放量顯著低于粉壟免耕水田。這可能是因?yàn)榫G肥在內(nèi)穩(wěn)定轉(zhuǎn)化后，對(duì)免耕水稻土的土壤微環(huán)境產(chǎn)生了影響，減緩了CO2的釋放。還有研究發(fā)現(xiàn)綠肥還田前有氧短預(yù)消化（10～20天）可顯著降低水稻種植期間CH4通量（55%～80%），其機(jī)制是通過有氧消化將外源不穩(wěn)定碳轉(zhuǎn)化為變暖潛勢(shì)較低的CO2，從而減少CH4排放。

除草劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用于減少雜草對(duì)土壤養(yǎng)分的消耗，以最大限度地提高經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量，但其在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的高殘留量一直是亟待解決的環(huán)境污染問題。綠肥具有根際活性高、生長(zhǎng)快、生物量大、化學(xué)物質(zhì)在組織中積累的特點(diǎn)，可用于除草劑殘留的有效恢復(fù)。2年生豆科綠肥作物可顯著減少后續(xù)年春播作物的雜草種子庫，這表明綠肥作物不僅有助于減少農(nóng)藥殘留，而且在種植綠肥作物后，還能減少一年生作物的雜草，從而減少水稻生長(zhǎng)過程中除草劑的使用量，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的[1]。

施用綠肥會(huì)增加土壤孔隙度，從而增加土壤比表面積，降低重金屬的溶解度。此外，土壤通氣、微生物活動(dòng)和礦物成分已被證明會(huì)影響土壤中重金屬的有效性。有學(xué)者通過長(zhǎng)期田間試驗(yàn)，研究了15種肥料中對(duì)土壤重金屬有效性和積累以及水稻吸收的影響。與不施肥相比，紫薇配施化肥可使水稻籽粒Cd、Zn和Cu總量分別提高146%、14%和8%。此外，化肥與綠肥配施可提高Cd的生物積累因子。綠肥作物還可以與微生物接種劑結(jié)合，以提高功能恢復(fù)植物對(duì)重金屬的吸收能力[2]。

綠肥一般是指可以為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物提供肥料來源，提高土壤生產(chǎn)力的作物。施用綠肥是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理的一種傳統(tǒng)而有價(jià)值的做法。綠肥不僅能改良土壤還能在一定程度上減少溫室氣體排放，加強(qiáng)土壤修復(fù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 董章輝，張艷麗，王虎，等.我國(guó)綠肥油菜研究進(jìn)展及發(fā)展前景展望[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，25（4）：67-70.

[2] 李子雙，廉曉娟，王薇，等.我國(guó)綠肥的研究進(jìn)展[J].草業(yè)科學(xué)，2013，30（7）：1135-1140.