种植与翻压绿肥生态学效应

摘要：种植及翻压绿肥是一项减量施用化肥和保护农田生态环境的有效措施。通过综述种植及翻压绿肥对于作物产量、土壤理化性质和养分以及土壤微生物等方面产生的生态学效应，分析了当前绿肥生产中存在的主要问题，并提出了今后应当重点研究的方向。

关键词：绿肥；生态学效应；作物产量；土壤；微生物

绿肥在农业生产中具有重要作用，可以提高土壤肥力、改善土壤理化性质、增加土壤微生物数量和多样性，从而提高农作物的产量[1-2]。然而近年来，随着我国农业种植结构的调整和化肥施用量的增加，加上农村劳动力的减少和农民用地、养地意识的弱化，绿肥种植面积呈逐渐下降的趋势[3]。2015年，农业部提出了至2020年实现“一控、两减、三基本”的目标，也制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》。而种植和利用绿肥恰好是一项减量施用化肥和保护农田生态环境的有效措施。为此，本文基于国内外研究现状，综述了种植及翻压绿肥产生的多方面的生态学效应，分析与总结绿肥对土壤性质、土壤养分、土壤微生物的影响，以及对于提升农作物产量的作用，以期为进一步发展绿肥生产和实现农业可持续发展提供借鉴与参考。

1种植及翻压绿肥对作物产量的影响

近年来，国内外学者在种植及翻压绿肥对作物产量的影响方面进行了大量的研究。高菊生等[4]采用定位试验研究了长期双季稻绿肥轮作体系下水稻产量的变化趋势，结果表明，与冬闲对照相比，双季稻与绿肥轮作显著提高了水稻产量，其中紫云英、油菜和黑麦草处理的水稻年平均产量较冬闲对照分别提高27.2%、20.5%、18.1%。李继明等[5]通过26年长期定位试验得出，绿肥配合化肥施用，长期效果较好，可以达到提高养分利用效率、减少化肥用量、增加和稳定水稻产量的目的。其中，26年水稻平均产量以紫云英+猪粪处理最高，比对照增产64.47%。杨滨娟等[6]以冬闲连作为对照，通过连续8年的定位试验研究了冬种绿肥翻压还田的效果，结果表明，不同品种的绿肥对水稻产量提升的效果存在差异，紫云英、油菜、黑麦草处理分别增产水稻0.48%、7.31%、5.76%。郭云周等[7]研究表明，种植并翻压绿肥光叶紫花苕鲜草，可减少化肥用量，有效提高烤烟产量和产值，提高上中等烤烟产量。综合以上的研究成果，种植及翻压绿肥有利于提高作物产量，绿肥与无机肥配施效果优于单施化肥，并可显著提高作物的产量和品质。

2种植及翻压绿肥对土壤理化性质和养分的影响

绿肥对土壤理化性质和养分的影响过程相对复杂，且不同品种的绿肥其影响程度各异。李红燕等[8]研究表明，相比较于休闲处理，麦后播种长武怀豆并翻压2年后，0～20cm土壤有机质、总氮、矿质氮、速效磷及速效钾含量分别提高了12.4%、22.2%、95.9%、28.6%和11.2%；翻压油菜后，土壤中速效磷、速效钾、有机质等含量显著提高。潘福霞等[9]研究了旱地翻压箭筈豌豆、苕子和山黧豆3种绿肥对土壤肥力特性的影响，试验结果表明，箭筈豌豆可以有效提升土壤有机碳、无机氮、速效钾和速效磷含量，山黧豆处理的土壤pH值变化幅度最大。王璐等[10]研究表明，紫云英和稻草还田可以降低土壤容重，改善土壤孔隙性。此外，杜威等[11]开展田间定位试验，分别设置了3种豆科绿肥（绿豆、大豆和长武怀豆）和4个施氮水平，连续6年种植并翻压绿肥后，分析土壤中养分含量，结果表明，与对照（休闲）处理相比，长期种植并翻压豆科绿肥能显著提高土壤有机碳、全氮和碱解氮等养分指标含量，3种养分分别提高了4.47%～15.35%、5.21%～6.25%、11.00%～14.35%，且均以怀豆处理的提升效果最佳。总体而言，绿肥翻压还田有利于土壤有机质的形成，可以增加生物固氮量，提升磷、钾等养分，还可以增加地面覆被，达到水土保持效果[12]。

3种植及翻压绿肥对土壤微生物的影响

区域内丰富的微生物种群和数量显示着土壤生态系统健康、平衡，适宜作物生长[12]。杨曾平等[13]研究了双季稻种植区长期冬种绿肥下水稻土微生物特性及酶活性与土壤质量的关系，结果表明，与冬季休闲处理相比，长期冬种绿肥翻压处理的微生物种群数量、微生物生物量碳、微生物生物量氮都有所提高，其中以长期冬种紫云英翻压处理效果最为明显，表明长期冬种绿肥翻压能明显地改善水稻土的微生物特性与酶活性。此外，佀国涵等[14]研究表明，种植豆科绿肥并翻压还田可以增加土壤微生物数量，随着翻压绿肥年限增加，土壤微生物量碳的含量也随之增加。翻压绿肥30t/hm2连续进行3年后，土壤细菌、真菌和放线菌数量以及土壤微生物碳含量提高了35.4%~49.0%，比对照提高了43.0%~63.3%。这与杨曾平等[13]的研究结果基本一致。由此可见，种植及翻压绿肥不仅可以提高土壤肥力，而且可以作为改善土壤生态环境的一个重要措施。

4结语

绿肥作为一种养分全面的优质生物肥源，不仅具有传统意义上的增加作物产量、培肥地力的作用和效果，而且对提升土壤微生物数量和活性也发挥了很重要的作用。对于我国而言，由于在各种耕作制度下存在着大量季节性闲置耕地，并且不同区域有着多样的气候环境和种植制度，适宜间作、轮作、混作等多种种植方式，发展绿肥具有很大的潜力。然而，由于近年来我国种植结构的变化和农村劳动力的减少，再加上化肥的大量使用，种植及翻压绿肥还没有得到应有的重视，从而导致部分地区冬季空闲面积越来越大。因此，后续有必要针对冬季绿肥推广应用中存在的主要问题进行深入调研，以提出有针对性的发展策略。另一方面，从已有的研究来看，同种绿肥在不同的土壤环境中所产生的生态学效应并不相同，而不同的绿肥在相同的土壤环境中所产生的生态学效应也不尽相同。因此，在今后的研究过程中，应当重点从绿肥的营养成分和养分释放规律、绿肥对土壤理化性质和养分的影响机理、土壤微生物对种植及翻压绿肥的响应机制等方面开展深入和系统的研究，筛选出可用于改良不同类型土壤的高效绿肥作物，以发挥种植及翻压绿肥的最佳生态学效应。

参考文献

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[3]李忠义，唐红琴，何铁光，等.绿肥作物紫云英研究进展[J].热带农业科学，2016，36（11）：27-32.

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[10]王璐，吴建富，潘晓华，等.紫云英和稻草还田免耕抛栽对水稻产量和土壤肥力的影响[J].中国农学通报，2010，26（20）：299-303.

[11]杜威，王紫泉，和文祥，等.豆科绿肥对渭北旱塬土壤养分及生态化学计量学特征影响[J].土壤学报，2017，54（4）：999-1008.

[12]刘国顺，罗贞宝，王岩，等.绿肥翻压对烟田土壤理化性状及土壤微生物量的影响[J].水土保持学报，2006，20（1）：95-98.

[13]杨曾平，高菊生，郑圣先，等.长期冬种绿肥对红壤性水稻土微生物特性及酶活性的影响[J].土壤，2011，43（4）：576-583.

[14]倡国涵，赵书军，王瑞，等.连年翻压绿肥对植烟土壤物理及生物性状的影响[J].植物营养与肥料学报，2014，20（4）：905-912.

作者:李建辉 刘丽丽 张文标 石子建 单位:浙江省衢州市农业科学研究院 宁波市北仑区植物检疫站