綠肥對土壤肥力及玉米產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

摘要" 本文結(jié)合相關(guān)文獻及工作實踐，總結(jié)分析了綠肥對土壤微生物和理化性質(zhì)，以及玉米產(chǎn)量、品質(zhì)的影響。通過翻壓或間作綠肥作物，能夠提高土壤中有機質(zhì)和微生物含量，改善其理化性質(zhì)，增強其保水保肥能力；應用綠肥能夠促進玉米生長，提高其籽粒產(chǎn)量，同時對其氨基酸、蛋白質(zhì)等品質(zhì)性狀提升有一定促進作用。不同的綠肥種類對土壤理化性質(zhì)及玉米生長的影響不同，根據(jù)田間土壤肥力情況、生產(chǎn)目標等選擇適宜的綠肥作物，以提高玉米的產(chǎn)量及品質(zhì)。

關(guān)鍵詞" 綠肥；土壤肥力；玉米產(chǎn)量；玉米品質(zhì)

中圖分類號" S-1；S513" " " "文獻標識碼" A" " " "文章編號" 1007-7731（2024）23-0001-04

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.23.001

Impact of green manure on soil fertility and corn yield and quality

LI Xinhe" " HUANG Ning" " LI Zhilong

（Yibin Academy of Agricultural Sciences， Yibin 644000， China）

Abstract" The effects of green manure on soil microorganisms and physicochemical properties， corn yield， and quality were summarized and analyzed， based on relevant literature and work practice. By rolling or intercropping green manure crops， the organic matter and microbial content in the soil can be increased， its physical and chemical properties can be improved， and its water and fertilizer retention capacity can be enhanced; The application of green manure can promote the growth of corn， increase its grain yield， and also have a certain promoting effect on its quality traits such as amino acids and proteins. Different types of green manure have different effects on soil physical and chemical properties and corn growth. Suitable green manure crops should be selected based on soil fertility conditions， production goals， etc. to improve the yield and quality of corn.

Keywords" green manure; soil fertility; corn yield; corn quality

玉米是重要的糧食作物之一，種植面積較大，產(chǎn)量較高，其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)對于確保糧食安全具有重要意義。部分地塊由于多年連作種植，以及不當施用化肥農(nóng)藥，可能導致土壤板結(jié)，病蟲害發(fā)生加劇，在一定程度上影響了玉米綠色可持續(xù)生產(chǎn)。田偉等[1]、王珂[2]研究表明，施用綠肥能明顯改善土壤的理化性狀，增強其綜合肥力。綠肥還可以降低病蟲草害的發(fā)生概率，減少化肥農(nóng)藥的施用，對作物減氮增效具有積極意義[3]。將綠肥應用于玉米生產(chǎn)中，有助于提升玉米產(chǎn)量，促進玉米產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)綠色可持續(xù)發(fā)展[4]。

綠肥是綠色植物體制成的肥料，是一種養(yǎng)分完全的生物肥源[5]。曾莎等[6]研究指出，綠肥種類根據(jù)其植物學分類可分為豆科綠肥與非豆科綠肥。張久東等[7]研究表明，綠肥在玉米生產(chǎn)中可通過直接或間接翻壓到土壤中作為肥料，或與玉米間套輪作，以起到促進玉米生長的作用。本文總結(jié)分析了綠肥對土壤肥力及玉米產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，為推廣應用綠肥以及促進玉米產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 綠肥對土壤的影響

玉米作為禾本科作物，其需肥量較大，長期大量施用化肥農(nóng)藥可能導致土壤板結(jié)、保水保肥能力下降等情況出現(xiàn)[8-10]。邢會琴等[11]研究指出，連年種植玉米可能會導致土壤中有機質(zhì)、微生物以及營養(yǎng)元素含量降低，土壤肥力下降，在一定程度上影響玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展。綠肥應用有利于改善土壤的理化性質(zhì)，增強其保水保肥能力，為植株提供良好的生長環(huán)境。

1.1 對土壤微生物的影響

土壤微生物直接或間接參與土壤的一系列生理生化反應，對土壤中養(yǎng)分循環(huán)與可持續(xù)生產(chǎn)起到重要作用，是作物生長所需營養(yǎng)元素的重要“供給者”[12]。張海燕等[13]研究指出，土壤中的微生物含量是土壤肥力的重要指標之一。許小虎等[14]研究表明，長期施用綠肥能明顯提升土壤微生物活性及多樣性。趙秋等[15]在華北地區(qū)玉米—冬綠肥輪作研究中發(fā)現(xiàn)，冬綠肥翻壓期間，綠肥輪作區(qū)土壤的細菌總數(shù)是不施綠肥的1.9～3.3倍，在玉米收獲期間，綠肥輪作區(qū)的土壤細菌總數(shù)是不施綠肥的2.0～3.7倍，其中以玉米—毛苕子輪作效果較好。閆庚戌等[16]在化肥與綠肥配施的研究中發(fā)現(xiàn)，合理的化肥與綠肥配合施用有助于緩解單施化肥導致的土壤細菌多樣性下降，對促進土壤真菌多樣性的提升具有積極作用。玉米田間長期施用綠肥能有效提升其土壤中芽孢桿菌屬與假節(jié)桿菌屬等有益菌的含量，增強土壤抵御土傳病害的能力，降低玉米青枯病等的發(fā)病率[14，17-18]。

土壤中的酶主要來源于土壤中動物、植物根系和微生物的細胞分泌物以及其殘體的分解物，參與土壤中的生化反應，包括營養(yǎng)元素的釋放與儲存，腐殖質(zhì)的形成與分解。綠肥作物與一般作物相比，具有更大的生物量和更加發(fā)達的根系[19]，其翻壓后的有機殘體是土壤微生物的主要來源，通過增加土壤微生物含量促進土壤酶的形成。孫穎[20]、張黎明等[21]研究表明，綠肥翻壓能有效提高土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶等的含量。綠肥的應用不僅能夠增加土壤微生物的含量，還能夠提升活性酶的含量，有利于減輕玉米病害的發(fā)生[22]。

1.2 對土壤理化性質(zhì)的影響

土壤理化性質(zhì)與土壤肥力息息相關(guān)，其直接決定作物的根際生長環(huán)境。趙蕊等[23]研究表明，種植綠肥有利于降低土壤容重，提升田間持水量和土壤空隙度。向小[24]、Adekiya[25]研究指出，綠肥翻壓處理后，土壤容重降低0.05～0.09 g/cm3，孔隙度增加1.54%～3.78%；耕層0～20、20～40 cm處水分平均值分別提高了5.74%、6.26%。綠肥中含有較為豐富的有機質(zhì)，平均含量15%，其翻壓入土后有利于有機質(zhì)的形成與積累，具有改良土壤的作用[26]。趙炯平等[27]研究發(fā)現(xiàn)，綠肥翻壓后土壤有機質(zhì)含量較翻壓前增加3.73%～8.76%，翻壓后作為肥料供玉米生長，實現(xiàn)了綠肥的能量轉(zhuǎn)換與循環(huán)利用。

玉米生長發(fā)育過程中需要大量的營養(yǎng)元素，其對氮元素需求較多，缺氮可能會影響玉米產(chǎn)量及品質(zhì)。綠肥翻壓入土能夠增加土壤中的營養(yǎng)元素含量，有利于作物生長，而不同種類綠肥對土壤中營養(yǎng)元素的影響不同，如豆科綠肥可以利用其根系的根瘤菌固定大氣中的氮元素，同時將自身吸收的一部分氮素釋放到土壤中，對培肥地力具有重要作用。徐志平[28]研究表明，豆科綠肥紫云英、苜蓿和紅三葉草有較強的固氮能力，分別為80.25、111.50和80.03 kg/hm2。土壤中的磷元素大部分以難溶于水的無機磷形式存在，翻壓綠肥在腐解過程中產(chǎn)生的有機酸能有效活化無機態(tài)磷，增加土壤中的速效磷含量。趙秋等[29]在二月蘭對土壤的培肥效果研究中發(fā)現(xiàn)，翻壓二月蘭的土壤速效磷含量較對照增幅達34.33%。李銀平等[30]研究發(fā)現(xiàn)，綠肥沙打旺富磷效果較好，將其翻壓處理后，土壤中的速效磷含量較對照提高了62.0%。鉀元素是玉米生長所需的重要營養(yǎng)元素之一，菊科[31]、莧科[32]綠肥可有效富集土壤中的鉀元素，通過綠肥吸收、翻壓和腐解，將其轉(zhuǎn)化為有效態(tài)鉀，進而增加土壤速效鉀含量，提高土壤中鉀元素的利用率。田明慧等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在酸性土壤中種植肥田蘿卜，其pH有所升高，說明肥田蘿卜對酸性土壤改良有較好的效果。在玉米種植過程中，可根據(jù)土壤的實際情況，選擇不同的綠肥品種以達到增產(chǎn)增收的目的。

2 綠肥對玉米的影響

在玉米生產(chǎn)中，綠肥主要以間、套作和翻壓還田的方式參與其中。其通過調(diào)節(jié)土壤中微生物和營養(yǎng)元素的含量，影響玉米的生長發(fā)育以及其最終的產(chǎn)量和品質(zhì)。

2.1 對玉米農(nóng)藝性狀及其產(chǎn)量的影響

作物的農(nóng)藝性狀直接反映了其生長狀況及田間土壤養(yǎng)分的供給能力。寧曉光等[5]研究發(fā)現(xiàn)，二月蘭、毛苕子、草木樨、黑麥、冬油菜、紅三葉草和多年生黑麥草還田處理均能提高玉米的株高、莖粗、總生物量和籽粒產(chǎn)量，增幅分別為2.52%～4.83%、2.43%～33.01%、1.81%～18.98%和2.57%～15.12%。葛發(fā)琴[34]研究不同綠肥品種對玉米產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn)，采用綠肥處理的玉米穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重以及產(chǎn)量均高于對照，其中以光葉紫花苕的效果較好。譚英愛[19]、代雪賓等[35]研究發(fā)現(xiàn)，翻壓二月蘭、黑麥草和毛苕子等均能增加玉米行粒數(shù)，縮短禿尖長度，增加穗粒數(shù)和百粒重，進而提高玉米產(chǎn)量，其中以翻壓二月蘭處理效果最好。謝樹果等[36]研究發(fā)現(xiàn)，丘陵旱地翻壓豆科綠肥并減量配施化肥處理，對玉米的增產(chǎn)效果明顯。王東升等[37]研究指出，豆科綠肥與鮮食玉米間作處理不僅提高了玉米產(chǎn)量，還對田間雜草起到了有效的防控作用。

2.2 對玉米品質(zhì)的影響

玉米的品質(zhì)決定了其商品性及營養(yǎng)價值。施用綠肥能夠提高玉米籽粒氨基酸、蛋白質(zhì)和淀粉含量，提升其營養(yǎng)價值。張晏梓等[38]研究表明，與常規(guī)施用復合肥相比，用黃芪莖葉做綠肥能有效增加玉米籽粒中賴氨酸和色氨酸以及清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量，以黃芪綠肥與復合肥混施效果較好。李珺昭等[39]在減氮20%的情況下連續(xù)兩年種植并翻壓冬綠肥對玉米籽粒品質(zhì)的影響研究中發(fā)現(xiàn)，減氮配合翻壓冬綠肥與常規(guī)施肥相比，玉米籽粒中粗蛋白、淀粉和脂肪含量均有所提高；其中以減氮20%配合翻壓肥田蘿卜的效果較好，其玉米籽粒粗蛋白、淀粉和脂肪含量分別較常規(guī)施肥增加32.3%、3.4%和21.3%，氨基酸含量增加了28%。楊爽[40]研究發(fā)現(xiàn)，在減施15%化肥的情況下翻壓光葉紫花苕能提高玉米籽粒中還原糖、淀粉、脂肪和粗蛋白含量。在玉米生產(chǎn)中，減氮并配合翻壓綠肥能提升其籽粒氨基酸及蛋白質(zhì)含量，對提升玉米品質(zhì)，提高其營養(yǎng)價值有一定促進作用。

3 結(jié)語

綠肥是一種安全、綠色的有機肥源。種植翻壓綠肥能為土壤提供大量有機質(zhì)，提升土壤孔隙度，增加土壤微生物含量，提高土壤肥力。引入綠肥作為玉米生產(chǎn)的肥料來源，可實現(xiàn)更生態(tài)友好的種植方式，在保障產(chǎn)量的同時，促進農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境健康。

隨著消費者對健康、環(huán)保食品的需求不斷增加，綠色、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的主流趨勢，綠肥作為其中的重要組成部分，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。其應用推廣需要不斷創(chuàng)新，通過優(yōu)化綠肥品種和種植時間，進一步促進玉米高質(zhì)高效生產(chǎn)。

綜上，本文結(jié)合相關(guān)文獻及工作實踐，總結(jié)分析了綠肥對土壤肥力及玉米產(chǎn)量、品質(zhì)的影響。通過翻壓或間作綠肥作物，能夠增加土壤中的微生物含量，改善其理化性質(zhì)；應用綠肥能夠促進玉米生長，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)，進而提高其商品性和營養(yǎng)價值。研究結(jié)果為綠肥在玉米生產(chǎn)中的應用推廣提供參考。

參考文獻

[1] 田偉，胡金霞，李剛，等. 耕作方式與綠肥種植對玉米產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2017，33（6）：1272-1277.

[2] 王珂. 基于綠肥的不同施肥措施對新整理地玉米生長及土壤肥力的影響[D]. 重慶：西南大學，2018.

[3] 李虹橋，李夢穎，楊云飛，等. 豆科綠肥覆蓋還田對春玉米產(chǎn)量和氮素吸收利用的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報（自然科學版），2019，45（3）：243-247.

[4] 楊旭燕，何玲，何文壽. 綠肥油菜翻壓還田對土壤肥力及玉米產(chǎn)量的影響試驗[J]. 吉林農(nóng)業(yè)，2019（3）：56-57.

[5] 寧曉光，趙秋，張新建，等. 不同冬閑綠肥輪作處理對玉米生長和產(chǎn)量指標的影響[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學，2019，25（6）：33-36.

[6] 曾莎，張煉，張玉平. 綠肥生產(chǎn)應用現(xiàn)狀及綠肥還田研究進展[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學，2017（9）：132-134.

[7] 張久東，包興國，曹衛(wèi)東，等. 間作綠肥作物對玉米產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J]. 中國土壤與肥料，2013（4）：43-47.

[8] 潘忠祥，王晶，陳志霞，等. 綠肥對土壤生物活性效應的研究進展[J]. 新農(nóng)業(yè)，2015（23）：23-25.

[9] 宋莉，廖萬有，王燁軍，等. 旱地作物間作綠肥研究進展[J]. 作物雜志，2017（6）：7-11.

[10] 李婷，吳海波. 施用化肥對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響及對策[J]. 智慧農(nóng)業(yè)導刊，2022，2（19）：46-48.

[11] 邢會琴，肖占文，閆吉智，等. 玉米連作對土壤微生物和土壤主要養(yǎng)分的影響[J]. 草業(yè)科學，2011，28（10）：1777-1780.

[12] 鄭佳舜，胡鈞銘，韋翔華，等. 綠肥壓青對粉壟稻田土壤微生物量碳和有機碳累積礦化量的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報（中英文），2021，29（4）：691-703.

[13] 張海燕，肖延華，張旭東，等. 土壤微生物量作為土壤肥力指標的探討[J]. 土壤通報，2006，37（3）：422-425.

[14] 許小虎，車宗賢，趙旭，等. 長期施用綠肥對小麥玉米間作土壤微生物的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2023，41（1）：33-44.

[15] 趙秋，高賢彪，寧曉光，等. 華北地區(qū)春玉米—冬綠肥輪作對碳、氮蓄積和土壤養(yǎng)分以及微生物的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2013，19（4）：1005-1011.

[16] 閆庚戌，范丙全. 化肥與綠肥配施對土壤微生物多樣性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2019，39（21）：1-6.

[17] 況勝劍，王文華. 翻壓綠肥對土壤微生物性狀影響的研究進展[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學，2020，48（8）：64-67.

[18] 閆智臣. 甘肅省河西走廊地區(qū)間作綠肥對玉米、小麥和馬鈴薯病害影響的研究[D]. 蘭州：蘭州大學，2020.

[19] 譚英愛. 不同冬綠肥翻壓對玉米生長及土壤肥力影響的研究[D]. 天津：天津農(nóng)學院，2020.

[20] 孫穎. 綠肥對土壤生物學特征的影響[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2011.

[21] 張黎明，鄧小華，周米良，等. 不同種類綠肥翻壓還田對植煙土壤微生物量及酶活性的影響[J]. 中國煙草科學，2016，37（4）：13-18.

[22] 申田田. 綠肥還田和化肥減量對土壤養(yǎng)分和玉米產(chǎn)量的影響[D]. 合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學，2018.

[23] 趙蕊，王怡針，蘇港，等. 綠肥還田對農(nóng)田土壤理化性質(zhì)和肥料利用率的影響研究進展[J]. 天津農(nóng)學院學報，2020，27（1）：92-97.

[24] 向小. 翻壓綠肥和減施化肥對小麥/玉米體系作物產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤特性的影響[D]. 雅安：四川農(nóng)業(yè)大學，2012.

[25] ADEKIYA A O. Green manures and poultry feather effects on soil characteristics，growth，yield，and mineral contents of tomato[J]. Scientia horticulturae，2019，257：108721.

[26] 黃焱寧. 甘肅省土壤有機質(zhì)含量空間分布及與土地利用的關(guān)系[D]. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學，2009.

[27] 趙炯平，鄧小華，江智敏，等. 不同綠肥翻壓還土后植煙土壤主要養(yǎng)分動態(tài)變化[J]. 作物研究，2015，29（2）：161-165.

[28] 徐志平. 經(jīng)濟綠肥在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中的作用與發(fā)展對策[J]. 福建農(nóng)業(yè)，2001（11）：9.

[29] 趙秋，高賢彪，吳迪，等. 越冬綠肥二月蘭耐鹽能力及在鹽堿耕地上的培肥效果[J]. 中國土壤與肥料，2010（4）：65-68.

[30] 李銀平，徐文修，李欽欽，等. 綠肥壓青對棉田土壤肥力的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學，2009，46（2）：262-265.

[31] 姚單君，張愛華，吳興洪，等. 夏季梨園菊科花卉綠肥化利用潛力評價[J]. 熱帶作物學報，2020，41（4）：837-844.

[32] 陳國軍. 籽粒莧還田對煙田土壤養(yǎng)分有效性及煙草養(yǎng)分吸收的影響[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2016.

[33] 田明慧，張明發(fā)，田峰，等. 不同綠肥翻壓對玉米產(chǎn)量及土壤肥力的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2016，32（9）：41-46.

[34] 葛發(fā)琴. 不同綠肥品種對玉米產(chǎn)量的影響[J]. 耕作與栽培，2015，35（1）：28-29.

[35] 代雪賓，田秀平，趙秋. 多年冬綠肥翻壓對玉米產(chǎn)量性狀的影響研究[J]. 天津農(nóng)林科技，2022（6）：10-12.

[36] 謝樹果，韓文斌，馮文強，等. 豆科綠肥對四川丘陵旱地作物的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益初探[J]. 中國土壤與肥料，2010（5）：82-85.

[37] 王東升，黃忠陽，李偉明，等. 豆科牧草三葉草和紫云英與鮮食糯玉米間作對田間雜草的防治效果[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學，2020，48（2）：56-60.

[38] 張晏梓，梁建萍，孫明婕，等. 黃芪綠肥對玉米品質(zhì)和產(chǎn)量的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學，2016，44（1）：40-44.

[39] 李珺昭，李寒松，蔡艷，等. 氮肥減施下種植并翻壓冬季綠肥對玉米籽粒品質(zhì)的影響[J]. 四川農(nóng)業(yè)大學學報，2023，41（3）：393-398，415.

[40] 楊爽. 翻壓光葉紫花苕減施化肥對玉米生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響[D]. 貴陽：貴州大學，2018.

（責任編輯：李媛）