綠肥壓青對植煙土壤改良研究進展

潘周云 包正元 田景先陳杰

摘 要：該文分析了綠肥壓青技術(shù)中不同綠肥品種、翻壓量、翻壓方式、翻壓時期對植煙土壤改良的影響，以及分析了綠肥壓青對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，為烤煙生產(chǎn)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：綠肥壓青;植煙土壤;改良

中圖分類號 S572文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）16-0115-03

烤煙是我國農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，也是助農(nóng)增收脫貧最直接有效的產(chǎn)業(yè)，全國烤煙常年種植面積約110萬hm2[1]。植煙土壤是烤煙生長重要的生態(tài)因素之一，適宜的土壤環(huán)境是優(yōu)質(zhì)煙葉生長發(fā)育、風(fēng)格特色彰顯、品質(zhì)形成的重要基礎(chǔ)[2]。當(dāng)前，大部分煙區(qū)受到可耕作植煙土壤資源減少、植煙土壤連年種植、大量施用化學(xué)肥料、烤后煙稈及病殘葉清理不及時、缺乏有效的養(yǎng)地機制等因素的制約，導(dǎo)致植煙土壤肥力不斷下降，烤煙常見病害如根腐病、黑脛病、青枯病、葉斑病等頻發(fā)，從而影響了烤煙生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[3-5]。

綠肥壓青是通過直接或異地翻犁、堆漚等方式將綠色植物體歸還到大田的過程，主要起到提供有機養(yǎng)分、替代部分化肥、改善土壤結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境、固氮、吸碳以及節(jié)能減耗等作用[6]。

烤煙生產(chǎn)的高質(zhì)量發(fā)展離不開高質(zhì)量的基本煙田建設(shè)。自2012年以來，國土資源部對全國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田進行了規(guī)劃編制，將集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、旱澇保收、與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田作為規(guī)劃目標(biāo)[7]。國家煙草專賣局亦將啟動行業(yè)植煙土壤保育重大專項，提出通過增施有機肥、秸稈還田、綠肥壓青種植及改善植煙土壤耕作條件等技術(shù)研究，著力在植煙土壤保育及改良創(chuàng)新上尋求突破[8]。許多學(xué)者[9-12]圍繞綠肥壓青對植煙土壤理化性質(zhì)、有機質(zhì)含量的提升、有毒重金屬吸收、有益微生物及土壤微生態(tài)改善等進行了大量的研究，這些成果進一步豐富了綠肥壓青對植煙土壤保育改良的技術(shù)措施。本文擬對我國綠肥壓青在植煙土壤保育及改良的應(yīng)用成果進行綜述，以期為優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供參考。

1 綠肥壓青

綠肥是利用豆科、禾本科、十字花科、菊科等綠色植物體，通過機械及人工翻壓堆漚等方式使植物體發(fā)酵、大部分養(yǎng)分直接分解于土壤中，使土壤有效氮、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量都有了大幅度的提高，進而有效地提高了土壤肥力[13]。在我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，綠肥種植具有悠久的歷史，北魏末年《齊民要術(shù)》系統(tǒng)記載了綠肥栽培及其培肥技術(shù)要點，重點強調(diào)土壤陪肥，土地用養(yǎng)結(jié)合等耕作制度思想[14]。我國區(qū)域遼闊，綠肥種質(zhì)資源豐富，綠肥種植方式多樣，按栽培季節(jié)可分為春、夏、秋、冬不同季節(jié)種植，按生育期長短可分一年生和多年生，按用途可分為綠肥作物和兼用綠肥作物，按植物學(xué)可分為豆科、禾本科、十字花科、菊科等，按種植模式可分為間作、套作、輪作等不同方式。綠肥生長達到一定采收階段后，先將其莖葉切成10～20cm長，然后撒在地面或施在溝里，隨后翻耕入土壤中，腐熟后便可為下季作物提供營養(yǎng)，但綠肥作物成熟度、含氮量、土壤水分、溫度及酸堿度等也會不同程度的影響其分解，進而影響肥料效益[15-16]。

2 綠肥壓青對植煙土壤改良的影響

2.1 綠肥品種 不同的綠肥品種因生長發(fā)育、營養(yǎng)含量、個體大小、翻壓時期、種植方式等差異，均直接或間接影響植煙土壤的肥力水平。一般地上綠色體還田量從高到低排序依次為禾本科>莧科>菊科>豆科>十字花科[17];趙炯平等[18]對光葉紫花苕、箭舌豌豆、紫云英、普通黑麥草、冬牧70、滿園花等6種綠肥品種進行翻壓，結(jié)果表明，普通黑麥草對土壤有機質(zhì)的提升幅度最大，箭舌豌豆對土壤堿解氮和有效磷的提高幅度最大，紫云英對土壤速效鉀的提升幅度最大;禾本科綠肥對土壤有機質(zhì)的提高效果較好，豆科綠肥提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的效果最好。扈強等[19]研究表明：毛苕和黑麥草2種綠肥翻壓均能顯著降低煙田土壤的容重，增加土壤速效鉀含量，提高田間鮮葉和烤后煙葉鉀含量，綜合分析以毛苕翻壓優(yōu)于黑麥草翻壓。許多研究表明[20-22]，豆科綠肥作物通過固氮作用吸收積累空氣中的氮，從而有效提高植煙土壤有效氮含量，禾本科綠肥作物碳氮比含量較高，須根系發(fā)達，翻壓后對增加植煙土壤有機質(zhì)含量具有顯著效果，十字花科綠肥作物與豆科綠肥作物間作不僅有利于豆科綠肥作物固定空氣中的氮，促進十字花科作物的生長發(fā)育;而且十字花科綠肥作物通過根系分泌物進一步活化植煙土壤中的難溶性磷、難溶性鉀等肥料養(yǎng)分，促進豆科作物植株吸收再利用，彌補不同作物間時空差異和互作優(yōu)勢。

2.2 翻壓量 植煙土壤的改良是一個長期性的過程，不同的翻壓量不僅影響當(dāng)前的土壤肥力水平，而且對后茬作物的生長發(fā)育具有重大的影響。杜威等[23]對綠肥壓青與冬閑處理相比，長期進行綠肥壓青能顯著提高植煙土壤中有機碳、全氮和堿解氮等養(yǎng)分含量。李正等[24]研究表明：連年翻壓綠肥后土壤微生物生長活躍，植煙土壤微生物C、N含量以及土壤中C、N含量顯著提升，并且這種趨勢隨著翻壓年限的增加而增加。劉佳等[25]認為增加翻壓量可以顯著提高毛葉苕子碳、氮、磷、鉀的釋放速率。佀國涵等[26]研究表明，持續(xù)翻壓綠肥可增加土壤中7mm以上的團聚體數(shù)量，降低1mm以下的團聚體含量，土層10cm處的土壤緊實度得到了有效降低。劉宏、覃勇、牛玉德等[27-29]研究認為，植煙土壤翻壓量應(yīng)控制在15000～30000kg/hm2較為適宜，翻壓量過少達不到預(yù)期效果，翻壓量過大部分綠肥作物固氮作用不利于烤煙內(nèi)在化學(xué)物質(zhì)的協(xié)調(diào)性。

2.3 翻壓方式 綠肥壓青改良土壤是充分利用綠肥作物堆漚發(fā)酵的生物過程，適當(dāng)?shù)姆瓑悍绞郊胺椒ㄊ浅浞职l(fā)揮綠肥肥效的前提。敖文等[30]對種植綠肥翻壓和不翻壓進行比較發(fā)現(xiàn)，翻壓下土壤全氮、全磷、有效磷、全鉀、緩效鉀、速效鉀的含量分別增加0.24g/kg、0.05g/kg、2.80mg/kg、1.31g/kg、19.9mg/kg、8.71mg/kg，綠肥翻壓還田后土壤有機質(zhì)含量明顯提高，土壤容重降低，pH值上升。楊蒙嶺等[31]比較了單種紫云英、單種黑麥草，混播紫云英和黑麥草3種不同處理，結(jié)果顯示，混播可顯著提高土壤的有機質(zhì)、全氮、土壤速效鉀、速效磷、土壤中性磷酸酶和脲酶活性以及土壤微生物的碳、氮含量。郭云周等研究了等氮條件下綠肥壓青及綠肥壓青配施不同肥料用量，均有效地改善了土壤肥力水平[32]。當(dāng)前，雖然針對不同種植方式、不同翻壓處理等研究較多，但在綠肥壓青過程中，主要借助大型農(nóng)機具鏵式犁、旋耕機等直接翻壓，部分產(chǎn)區(qū)專用翻壓機械裝備較少，往往導(dǎo)致綠肥種植后不及時翻壓或者翻壓深度不夠，綠肥植株利用率低，培肥效果差[33]。

2.4 翻壓時期 在翻壓過程中，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)節(jié)令，適時的翻壓方式及方法，才能進一步發(fā)揮綠肥的肥效。若翻壓過早，綠肥作物本身生育期短，植株幼嫩，干物質(zhì)積累不足，壓青后植物體內(nèi)主要以大量水分、碳水化合物等物質(zhì)快速分解，有機養(yǎng)分釋放時期較短;若翻壓時期過遲，綠肥作物植株體內(nèi)大部分以木質(zhì)化或衰老，大部分養(yǎng)分已轉(zhuǎn)移到生殖生長中心，莖葉養(yǎng)分含量相對較少，碳氮比值較大，在土壤中不易分解，養(yǎng)分釋放及肥效較差。陳震等[34]對長江中下游8種綠肥作物生育進程、形態(tài)及產(chǎn)量比較發(fā)現(xiàn)，綠肥作物的生育期在180～241d，最長的是紫花苜蓿，最短的是紫云英，大部分綠肥作物盛花期在3月20日至5月10日，紫云英開花最早，紫花苜蓿開花最晚。常帥等[35]研究表明，冬牧70和大麥2種綠肥在翻壓30d內(nèi)養(yǎng)分腐解率和氮素釋放率可達到80%以上，且大麥的腐解速率高于冬牧70的，而礦質(zhì)營養(yǎng)元素的釋放率低于冬牧70，以4月上旬翻壓較為適宜。黃凱等[36]研究表明，在烤煙移栽前30d進行翻壓，效果最好的是箭舌豌豆。翻壓時期上，豆科綠肥如紫云英、苕子、紫花苜蓿、豌豆、綠豆、田菁等植物其盛花至謝花期干物質(zhì)積累最大，最適宜翻壓，禾本科綠肥如蘇丹草、黑麥草、燕麥草等根系發(fā)達，碳氮比值大，適宜在抽穗期翻壓，十字花科綠肥如油菜在上花下莢期根系達到最大生長空間，最適宜進行壓青。對于間、套種綠肥作物的翻壓時期，還需考慮好后茬作物的營養(yǎng)規(guī)律。

3 綠肥壓青對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

通常認為，烤煙根界微生態(tài)失調(diào)是引起連作障礙的主要因素，通過綠肥壓青還田，不僅可以改善田間微生態(tài)，有利于緩解連作障礙[37]，而且進一步改善了烤煙生理生化活性，進而提高了產(chǎn)質(zhì)量。孟玉山、羅華元等[38-39]研究認為，翻壓綠肥可有效提高煙苗的葉綠素含量，氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，凈光合速率也略有提高。李河霖[40]研究認為，綠肥翻壓能有效增加煙株的葉面積，毛葉苕子翻壓煙葉顏色為深桔黃，整體外觀質(zhì)量表現(xiàn)最好，煙葉致香物質(zhì)、香氣質(zhì)和香氣量明顯提高。邰守哲等[4]研究表明，綠肥壓青還田可以顯著改善煙草品種紅花大金元和K326的農(nóng)藝性狀，增加總糖、含氮化合物等的含量，提高單位面積內(nèi)產(chǎn)量和產(chǎn)值。齊耀程等[41]研究表明，冬牧70和紫云英2個品種綠肥壓青后，烤煙產(chǎn)量分別較對照提高9.67%和3.53%，產(chǎn)值分別提高17.59%和10.75%。郭云周[42]對翻壓等量綠肥（光葉紫花苕）和不同化肥減量進行比較后發(fā)現(xiàn)，與單施全量化肥處理比較，翻壓綠肥15000kg/hm2，氮磷鉀化肥減量15%的處理烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，烤煙增產(chǎn)11.89%，增值14.35%。

4 小結(jié)與展望

現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開高標(biāo)準(zhǔn)的煙田規(guī)劃建設(shè)。植煙土壤保育及改良技術(shù)作為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口，關(guān)系著煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的興衰成敗。綠肥壓青技術(shù)作為植煙土壤保育及改良技術(shù)體系之一，今后需要從以下方面進行更加深入廣泛的研究：（1）我國綠肥種質(zhì)資源豐富，有20個屬26種500多個品種應(yīng)用于生產(chǎn)，但針對植煙土壤改良及保育而選育或栽培推廣應(yīng)用的品種資源較少、推廣應(yīng)用盲目、播種管理較為粗放等情況，應(yīng)根據(jù)不同煙區(qū)生態(tài)生產(chǎn)條件，選擇優(yōu)質(zhì)的品種及適宜的栽培技術(shù)要點對進一步提升植煙土壤改良效果現(xiàn)實意義重大。（2）推廣應(yīng)用綠肥壓青技術(shù)對植煙土壤改良的效果明顯，但當(dāng)前大部分煙區(qū)植煙土壤重茬較多，土壤用養(yǎng)意識缺乏，綠肥推廣種植積極性不高等問題，需要煙草及相關(guān)部門合理制定基本煙田規(guī)劃建設(shè)及土壤保育技術(shù)措施，加大植煙土壤休閑輪作及綠肥種植力度，不斷提升植煙土壤肥力水平。（3）加大綠肥壓青農(nóng)用機械設(shè)備的研發(fā)力度。當(dāng)前，我國大部分煙區(qū)主要以小型農(nóng)機為主，翻犁很難鏵破犁低層或達不到翻壓厚度，影響綠肥肥效的充分發(fā)揮，因此，今后應(yīng)針對綠肥壓青技術(shù)各環(huán)節(jié)技術(shù)要點，研發(fā)關(guān)鍵生產(chǎn)機械化裝備，提高綠肥壓青技術(shù)推廣模式。（4）創(chuàng)新綠肥壓青技術(shù)推廣體系推廣應(yīng)用，建立綠肥肥效推廣應(yīng)用模型，著重解決綠肥壓青與減氮施肥技術(shù)、綠肥壓青與綠色防控技術(shù)、綠肥壓青與土地整理改良、綠肥壓青與現(xiàn)代煙農(nóng)信息技術(shù)等方向的相互融合，促進煙葉生產(chǎn)的高質(zhì)量發(fā)展。

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