覆蓋作物種植要點(diǎn)及前景分析

摘要 本文分析了覆蓋作物的種植意義、種植要點(diǎn)以及種植前景。覆蓋作物在防止土壤侵蝕、保持土壤水分、改良土壤質(zhì)量、提高主栽作物產(chǎn)量和品質(zhì)，以及增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性等方面發(fā)揮重要功能。覆蓋作物的選擇，需從提供氮素、改善土壤質(zhì)量、控制雜草生長及保持土壤水分等方面的需求出發(fā)，實(shí)現(xiàn)覆蓋作物所需達(dá)成的主要目標(biāo)，還需根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤類型以及下一季主栽作物種類等因素，選擇適宜的覆蓋作物品種及種植方式。本研究旨在為覆蓋作物的種植利用提供參考。

關(guān)鍵詞 高寒氣候；覆蓋作物；種植要點(diǎn)；種植前景

中圖分類號(hào) S341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2024）19-0076-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.19.016

Analysis on the key points and prospects of cover crops planting

GUO Rongming1 LIN Shaoqing1 CI Wang 2 GAO Yun3 CIrenzhuoga1 CHENG Fangfang1

（1Tibet Autonomous Region Animal Disease Control Center/Tibet Autonomous Region Animal Husbandry

Station， Lhasa 850000， China;

2Dangxiong County Forestry and Grassland Bureau， Dangxiong 851500， China;

3Dangxiong County Veterinary Station， Dangxiong 851500， China）

Abstract The planting significance， planting points and planting prospects of cover crops were analyzed. Cover crops play an important role in preventing soil erosion， retaining soil moisture， improving soil quality， increasing the yield and quality of main crops， and increasing the species diversity of farmland ecosystems. The selection of cover crops should be based on the requirements of providing nitrogen， improving soil quality， controlling weed growth and maintaining soil moisture. To achieve the main goals of cover crops， the appropriate cover crop varieties and planting methods should be selected according to local climate conditions， soil types and main crop types of the next season. The study aim to provide references for the planting and utilization of cover crops.

Keywords high-cold climate; cover crops; planting points; planting prospects

覆蓋作物是一種栽培作物，其主要是在農(nóng)田和經(jīng)濟(jì)林園生態(tài)系統(tǒng)中填充裸露土壤，起到保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的作用。覆蓋作物主要由豆科、禾本科及十字花科草本植物組成，通過與主栽作物間套作或輪作的方式種植，以發(fā)揮覆蓋表土、保持水土的核心作用。覆蓋作物植株常以綠肥、牧草或纖維原料等方式被利用[1]。覆蓋作物的種植有助于維護(hù)生態(tài)平衡，減輕土壤侵蝕，保護(hù)土壤肥力，改善土壤質(zhì)量，保持土壤水分和維護(hù)生物多樣性等。此外，在果園中，合理種植覆蓋作物具有抑制雜草生長、保護(hù)天敵、提高天敵對(duì)害蟲的控制作用等多種功能，且在短期內(nèi)能夠?yàn)樯筇峁﹥?yōu)質(zhì)牧草[2]。因此，將種植覆蓋作物作為一種栽培策略，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

相關(guān)研究表明，覆蓋作物能夠明顯增加土壤碳截獲能力，有助于固定和增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力和質(zhì)量[3-4]。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將綠肥作物作為覆蓋作物種植，已成為一種被廣泛應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展策略，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分[5]。覆蓋作物主要有豆科作物和非豆科作物。豆科作物在與固氮細(xì)菌共生時(shí)，具備從大氣中獲取并固定氮素的能力，避免了與主栽作物競(jìng)爭(zhēng)氮素。此外，其通過與根瘤菌結(jié)瘤固氮，增加土壤中的氮含量，為主栽作物提供充足的氮素，從而提高作物的氮素吸收效率，減少氮素肥料的投入[6]。種植豆科覆蓋作物可以抑制田間雜草的生長，降低雜草為害的發(fā)生，同時(shí)不影響主栽作物的產(chǎn)量。因此，種植豆科作物是一種既環(huán)保又高效的種植方式。非豆科作物的根系可以將深層土壤中的氮素轉(zhuǎn)化到耕層土壤中，為后續(xù)種植的經(jīng)濟(jì)作物提供充足的養(yǎng)分，有利于提高經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。本文通過分析覆蓋作物的種植意義、種植要點(diǎn)以及種植前景，為此類作物的種植利用提供參考。

1 覆蓋作物種植要點(diǎn)

合理選擇覆蓋作物非常重要，從提供氮素、改善土壤質(zhì)量、控制雜草生長及保持土壤水分等方面的需求出發(fā)，可通過選擇具有固氮、增加土壤有機(jī)質(zhì)、促進(jìn)土壤微生物生長或改善土壤結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)的覆蓋作物來實(shí)現(xiàn)[8]。選擇適合的覆蓋作物既能夠滿足主栽作物的生長需要，又可以維護(hù)整個(gè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。趙馨雅等[9]研究發(fā)現(xiàn)，苜蓿作為覆蓋作物種植可明顯提高砂姜黑土中的總有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳含量以及水穩(wěn)性團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，從而改善土壤質(zhì)量和提升生產(chǎn)力。徐靜怡等[10]研究表明，在砂姜黑土區(qū)種植油菜或蘿卜+毛苕子有助于降低覆蓋作物生長期的硝態(tài)氮淋溶風(fēng)險(xiǎn)。孫亮[11]以毛苕子作為覆蓋作物與青貯玉米間作，有效提高了青貯玉米產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)和水氮利用效率，同時(shí)改善了土壤環(huán)境。許留興等[12]通過對(duì)不同生育期土壤和葉際微生物的動(dòng)態(tài)變化研究發(fā)現(xiàn)，禾本科覆蓋作物中小黑麥有利于增加土壤和環(huán)境中的微生物數(shù)量，從而改善環(huán)境和土質(zhì)。魏靜等[13]研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋作物翻壓能有效提高土壤速效氮含量及相關(guān)酶活性，增強(qiáng)土壤氮素轉(zhuǎn)化潛能及可利用性。呂艷杰等[14]研究發(fā)現(xiàn)，黑麥覆蓋可有效提高玉米植株的光合作用和光能利用效率，使玉米產(chǎn)量得到提高。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，根據(jù)需要選擇不同特點(diǎn)的覆蓋作物，以達(dá)到較佳的效果。

在保護(hù)性耕作實(shí)踐中，除了單獨(dú)種植一種覆蓋作物，還可采用幾種覆蓋作物混播的策略，以增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性，優(yōu)化土壤環(huán)境。任嘉欣等[15]在柑橘園覆蓋作物混播模式研究中發(fā)現(xiàn)，“剪股穎+高羊茅+菊苣+車前草”和“高羊茅+白三葉+菊苣”的混播處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響較優(yōu)。巴曉博等[16-17]研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿和毛苕子作為覆蓋作物與玉米間作可以提高玉米產(chǎn)量。通過采用不同覆蓋作物混播的方式，可以有效培植多樣性的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。常見的豆科覆蓋作物有毛苕子、紅三葉、白三葉、野豌豆、草木犀和苜蓿等，常見的禾本科覆蓋作物有黑麥、小黑麥和一年生黑麥草等。

實(shí)現(xiàn)覆蓋作物所需達(dá)成的目標(biāo)，還需根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤類型以及下一季主栽作物種類等因素，選擇適宜的作物品種及種植方式。在種植過程中，需考慮在單種或混合種植、種植密度、種植時(shí)間、終止日期以及終止方法（如除草劑、割草和放牧等）的基礎(chǔ)上做出決策，從而達(dá)成較優(yōu)的種植效果[18]。對(duì)于豆科和非豆科作物的選擇，需考慮固氮效果、根系深度和適應(yīng)性等因素，選擇較適宜的種類。種植密度根據(jù)土壤肥力水平等因素來確定，并在實(shí)際生產(chǎn)中注意根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整。種植時(shí)間結(jié)合不同作物的生長特點(diǎn)選擇較為合適的播種日期。而終止日期和終止方法則根據(jù)農(nóng)田特點(diǎn)和具體情況確定，從而在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益最大化的前提下，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化。

2 覆蓋作物種植前景

覆蓋作物有著廣闊的種植前景，在生態(tài)服務(wù)、保護(hù)耕地以及填充農(nóng)田和經(jīng)濟(jì)林園等方面有著重要作用。

2.1 生態(tài)服務(wù)

覆蓋作物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色，具有多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。其能夠促進(jìn)免耕制度的實(shí)施，減少土壤耕作，從而減少水土流失，保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)[18]；此外，還具有增加土壤養(yǎng)分，抑制雜草生長以及防治病蟲害等功能?？傊?，覆蓋作物對(duì)于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重要意義[19]。巴曉博等[16-17]選取紫花苜蓿和毛苕子與玉米間作，提高了土壤養(yǎng)分和酶活性，降低了土壤CO2累積排放量，促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的提升。牛麗麗[20]研究發(fā)現(xiàn)，免耕覆蓋還田有效提高了土壤水溶性磷含量，具有良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

高寒地區(qū)生態(tài)環(huán)境較脆弱，風(fēng)沙較大，在不適宜主栽作物播種或主栽作物收獲后，覆蓋作物可通過物理作用保護(hù)土壤表面，減少土壤侵蝕，降低土壤養(yǎng)分淋濾和風(fēng)蝕速度。該地區(qū)冬春季多大風(fēng)天氣，土壤風(fēng)蝕較嚴(yán)重，在干旱等氣象條件下，易導(dǎo)致裸露的土壤形成揚(yáng)沙或沙塵。因此，在冬春兩季種植合適的覆蓋作物，有助于降低土壤風(fēng)蝕風(fēng)險(xiǎn)、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和微生物活性，促進(jìn)土壤聚集，從而改善土壤物理性質(zhì)。

2.2 耕地保護(hù)

覆蓋作物種植可以通過改善土壤理化性狀、減少地表裸露等對(duì)耕地起到保護(hù)作用。高榮鍇[21]通過冬季覆蓋作物調(diào)控紅壤區(qū)夏玉米抗旱效果的研究，發(fā)現(xiàn)覆蓋作物改善了土壤的蓄水和保水能力，提高了玉米的水分利用效率，明顯改善了土壤理化性質(zhì)。馬佳玉等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在北方的夏季和南方的冬季休耕期采用混播的方式種植覆蓋作物，能夠減少地表的裸露，提高光熱水土等資源的利用效率。任慧等[23]在氮肥減量條件下研究發(fā)現(xiàn)，春小麥輪作冬油菜復(fù)種綠肥模式對(duì)農(nóng)田土壤碳氮養(yǎng)分有明顯的提升作用。

高寒地區(qū)種植有青稞、玉米和馬鈴薯等作物，收獲后，裸露的疏松土壤在冬春季風(fēng)力作用下，易造成土壤結(jié)構(gòu)變差，保水保肥能力減弱，生產(chǎn)能力下降等問題。在耕地休耕期間種植覆蓋作物，可以有效利用土壤中的多余氮素，并將其固定在覆蓋作物內(nèi)，在覆蓋作物還田分解過程中，固定的氮素又會(huì)被釋放出來，供主栽作物生長所需。冬季種植覆蓋作物，不僅可以減少氮素向地下水淋失，降低地下水污染風(fēng)險(xiǎn)，而且可以保護(hù)耕地生態(tài)環(huán)境，更好地維持農(nóng)田的生產(chǎn)能力[24]。這種耕作方式不僅具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，更為重要的是保護(hù)了耕地和生態(tài)環(huán)境，為可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

2.3 經(jīng)濟(jì)林園利用

研究表明，覆蓋作物能明顯增加0～30 cm表層土壤中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、微生物量碳和微生物量氮的含量，在茶園中推廣覆蓋作物種植可增加表層土壤的碳固持能力[25]。王明亮等[26-27]研究表明，以自然留養(yǎng)雜草為對(duì)照，在茶園中種植不同類型的覆蓋作物，茶園0～15 cm土層的土壤性質(zhì)受到了不同程度的影響；通過種植覆蓋作物，地表土壤容重有所降低，總孔隙度和田間持水量得到提高；茶園土壤的保水能力和生態(tài)環(huán)境得到了有效的維持和保護(hù)，特別是土壤微生物豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)均得到改善，茶園土壤微生物數(shù)量和群落功能多樣性也得到提升。張玲玲等[28]研究表明，在獼猴桃果園種植覆蓋作物明顯改變了果園土壤的理化性質(zhì)，微生物豐度呈現(xiàn)出較高水平，土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能得到了有效改善。李文慧等[29]對(duì)寧夏旱區(qū)枸杞—覆蓋作物復(fù)合種植模式的研究發(fā)現(xiàn)，在減少有機(jī)肥施用量的情況下覆蓋作物仍能達(dá)到土壤培肥的目的。任嘉欣等[15]在柑橘園覆蓋作物混播模式的研究中發(fā)現(xiàn)，在橘園混播覆蓋作物可以降低夏季土壤溫度，提高冬季土壤溫度和土壤水分。部分低海拔地區(qū)的茶葉、獼猴桃等經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)可推廣覆蓋作物栽培模式。

3 結(jié)語

充分發(fā)揮覆蓋作物在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中的作用，對(duì)改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有積極作用。高寒地區(qū)在冬春季可選擇耐干旱和耐寒冷的覆蓋作物，如適應(yīng)當(dāng)?shù)厍锊サ男『邴?、鴨茅等品種，覆蓋作物安全越冬后可作為綠肥還田，也可收割作為飼草等。在茶園和果園中可選擇三葉草、黑麥草、毛苕子、紫花苜蓿和垂穗披堿草等作為覆蓋作物，以達(dá)到減輕土壤侵蝕、保持水土、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等目的；同時(shí)，經(jīng)濟(jì)林園中的覆蓋作物也可作為飼草收割利用。種植覆蓋作物作為一種有效的農(nóng)業(yè)措施，在提高土壤質(zhì)量、保持土壤水分、防止水土流失及提高作物產(chǎn)量等方面發(fā)揮重要作用。隨著對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重視，未來覆蓋作物將更加注重環(huán)保、多元化和多功能化等方面的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供更好的技術(shù)支持。

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（責(zé)任編輯：何 艷）