淺析綠肥種植對(duì)土壤效應(yīng)的影響

●首鵬云（漢中市南鄭區(qū)大河坎鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心 陜西 漢中 723000）

1 綠肥種植

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，積累了豐富農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。早在3世紀(jì)，我國(guó)就已經(jīng)對(duì)綠肥有了一定的研究和應(yīng)用，《四民月令》中關(guān)于苜蓿、刈當(dāng)茭相關(guān)種植的記載就是佐證。發(fā)展到晉代以后，綠肥的種類(lèi)也越來(lái)越多，除了養(yǎng)畜所用的苜蓿以外，還在冬季農(nóng)閑時(shí)種植苕子養(yǎng)護(hù)土壤，綠肥的應(yīng)用也從田地拓展到園藝中。北魏時(shí)賈思勰在《齊民要術(shù)》中系統(tǒng)地研究和論證了不同類(lèi)型綠肥的效果，并提出了綠肥輪作套種的肥田方法。至明清時(shí)期，綠肥應(yīng)用也更加廣泛，當(dāng)時(shí)常見(jiàn)的綠肥有綠豆、蠶豆和苜蓿等。19世紀(jì)初，綠肥技術(shù)流傳至海外，并逐漸成為當(dāng)今歐美國(guó)家的覆蓋作物[1]。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的綠肥種植面積在化肥的沖擊下大幅縮減，當(dāng)前種植面積僅有200萬(wàn)～300萬(wàn)公頃。隨著化學(xué)肥料使用的弊端逐漸顯現(xiàn)，水體污染、土壤退化現(xiàn)象日益嚴(yán)重，綠肥的栽培和利用又重新受到人們的重視，在治理中低產(chǎn)田和利用冬閑田時(shí)開(kāi)始嘗試?yán)镁G肥，2017年啟動(dòng)了國(guó)家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，綠肥的研究和利用迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，將為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)。

2 綠肥種植對(duì)土壤效應(yīng)的影響

2.1 綠肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

綠肥種植翻壓對(duì)提升土壤有機(jī)質(zhì)含量有著顯著的作用，以綠肥仙草為例，其有機(jī)碳含量約為21%，栽培100 kg的鮮草可以增加土壤有機(jī)質(zhì)21 kg；富含纖維素的綠肥植物有利于促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的更新和積累[2]。綠肥中的易分解組分含量較高，所以在翻壓腐解時(shí)可以強(qiáng)化土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用，分解劇烈時(shí)期更為明顯。在相同類(lèi)型的土壤中，有機(jī)質(zhì)含量越低的土壤激發(fā)率越高。從國(guó)內(nèi)的研究報(bào)告來(lái)看，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)改善作用最好的綠肥當(dāng)屬“沙打旺”，對(duì)照其他綠肥來(lái)說(shuō)，效果可以提升10%。當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者適當(dāng)減施化肥用量以后，翻壓綠肥可以有效地提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，但是目前尚無(wú)研究證明火星有機(jī)質(zhì)的增加量與綠肥翻壓量呈線(xiàn)性關(guān)系。綠肥翻壓的作用遠(yuǎn)不止提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，還可以改善土壤的疏水性、平均分子量等。

2.2 綠肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

綠肥翻壓對(duì)調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分有著積極作用，可為土壤提供多種類(lèi)型的養(yǎng)分，如氮、磷、鉀，從而有效地提高土壤的肥力。綠肥植物會(huì)將土壤深層的養(yǎng)分轉(zhuǎn)移到土壤表面，這種轉(zhuǎn)移是通過(guò)植物根系吸收土壤深層肥力，經(jīng)過(guò)翻壓以后植株分解，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也被留在了土壤表層，繼而提高了土壤的肥力。除了這種調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的方式，一些綠肥作物可以分泌酸，這些酸可以對(duì)磷產(chǎn)生作用，將其轉(zhuǎn)化為可溶、可供植物利用的形式。

豆科植物可與有益菌根真菌共生，這些菌根真菌可以高效地吸收土壤中的磷，然后再傳遞給豆科植物，起到收集、固定磷元素的作用。豆科植物在固氮方面也有著突出的表現(xiàn)，每公頃豆科綠肥可以從空氣中吸收和固定純氮75～150 kg。研究表明，各種綠肥翻壓還田以后，可不同程度提升土壤全鉀和速效鉀含量，其中效果最理想的是豆科植物。深入研究后發(fā)現(xiàn)，豆科植物發(fā)達(dá)的根系可以從深層土壤中吸收鉀元素，進(jìn)而在翻壓還田以后改善耕作層的鉀素含量。綠肥的活性根表面積對(duì)K+的親和力較強(qiáng)，土壤中不同形態(tài)鉀的平衡被打破，礦物鉀也逐漸轉(zhuǎn)化為有效鉀，進(jìn)而起到調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的作用。

2.3 綠肥對(duì)土壤物理性狀的影響

綠肥對(duì)土壤物理形狀的影響主要是通過(guò)根部實(shí)現(xiàn)，在根的穿透能力和團(tuán)聚作用下，土壤變得越來(lái)越疏松，在一定程度上改善了土壤的保水保肥能力，優(yōu)化了耕作條件。長(zhǎng)時(shí)間栽培和利用綠肥的農(nóng)田，在土壤耕作方面的表現(xiàn)較好。究其原因，綠肥作物可以促進(jìn)有益真菌和其他微生物的繁殖，綠肥經(jīng)過(guò)微生物的分解礦化，可以和土壤共同形成有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合體，從而對(duì)土壤的物理形狀產(chǎn)生影響，在豆科綠肥中體現(xiàn)得尤為明顯。經(jīng)過(guò)綠肥的種植和翻壓以后，土壤容重降低、孔隙度增大，非毛管孔隙增加和毛管孔隙減少，這就使得土壤的結(jié)構(gòu)趨于合理。經(jīng)過(guò)翻壓以后土壤轉(zhuǎn)成腐殖質(zhì)，有利于改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。綠肥種植對(duì)土壤溫濕度也有直接影響，一般生長(zhǎng)比較快、莖葉繁茂的綠肥植株可以通過(guò)蔭蔽地表減少根際表土水分的蒸發(fā)，進(jìn)而保障土壤的含水量。以冬閑田的常見(jiàn)綠肥毛葉苕子來(lái)說(shuō)，植株的生滅時(shí)間控制得當(dāng)可以在維持土壤水分方面發(fā)揮積極作用，滅生過(guò)早或過(guò)晚會(huì)降低春季耕層的含水量[3]。不過(guò)綠肥和主作物共存會(huì)出現(xiàn)搶水的問(wèn)題，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者在栽培和利用綠肥時(shí)需結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行調(diào)整，合理選擇綠肥品種。

2.4 綠肥對(duì)土壤化學(xué)和生物學(xué)性狀的作用

綠肥的化學(xué)和生物學(xué)作用表現(xiàn)在pH值、土壤酶活性和土壤微生物種類(lèi)和數(shù)量等多個(gè)方面，這些生物和化學(xué)性狀的變化都會(huì)對(duì)土壤肥力和作物生長(zhǎng)產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

2.4.1 化學(xué)作用通常來(lái)說(shuō)，種植和翻壓綠肥以后，土壤的pH值會(huì)有所降低，推測(cè)是因?yàn)榉瓑阂院笸寥乐械挠袡C(jī)酸含量增加。但是紫云英種植翻壓以后卻會(huì)導(dǎo)致土壤pH值升高。由此可見(jiàn)，綠肥對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響與綠肥種類(lèi)有關(guān)，同時(shí)翻壓量和土壤類(lèi)型也是重要的影響因素。例如石灰土種植翻壓紫云英以后，土壤的pH值稍有下降，隨著綠肥的翻壓量增加，pH值下降也越來(lái)越多。

2.4.2 生物作用綠肥的種植翻壓過(guò)程中，其根系分泌物會(huì)讓土壤中的酶類(lèi)增加，改善微生物的生存條件，可供利用的營(yíng)養(yǎng)和能源物質(zhì)變得豐富，進(jìn)而增加了土壤微生物和酶類(lèi)的活性。研究發(fā)現(xiàn)碳氮比小、木質(zhì)素含量高的綠肥在激發(fā)微生物、酶類(lèi)活性的表現(xiàn)不如其他綠肥植株。此外，綠肥在改善果園土壤蛋白酶活性上也能發(fā)揮作用，種植綠肥的果園土壤的蛋白酶活性提高了50%，土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的效率得到提升，并且營(yíng)養(yǎng)抗性會(huì)抑制土傳病菌的發(fā)生。

2.5 綠肥的肥料效應(yīng)

化肥經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)影響土壤質(zhì)量，翻壓綠肥則可以促進(jìn)養(yǎng)分吸收積累量，增加養(yǎng)分利用率，在提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的同時(shí)改善土壤肥力和理化性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)發(fā)展。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作者可以嘗試綠肥、化肥配合施用的路徑，有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和可持續(xù)性[4]。

3 總結(jié)

綠肥培植和利用對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化具有重要的作用，我國(guó)已經(jīng)在綠肥作物的研究方面積累了許多經(jīng)驗(yàn)，但是在細(xì)節(jié)方面的研究還有待提升。為此，應(yīng)深入研究綠肥種植在土壤肥料中的作用，才能更好地利用綠肥，更大限度地為生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供支持。