我国绿肥种植及应用现状分析.pdf

新疆农机化圆园24 年第 1 期doi:10.13620/ki.issn1007-7782.2024.01.003中图分类号:S55文献标识码院A0 引言绿肥是绿色肥料的简称，绿肥应用技术是通过将成熟的绿色植物体的茎秆直接翻压入土、异地搬运或者沤制成肥料翻压到土壤中的利用方式1，该技术在我国传统农业中具有非常重要的利用价值。近几年，针对我国碳排放超标、生态环境和土壤质量恶化，我国提出了一系列保护措施，致力于改善生态环境、保护耕地和加快全面绿色转型2，人们对粮食质量安全提出了更高要求。然而为追求农作物高产而过度偏施、滥用某种元素的化肥和农药已导致土壤板结质量问题出现，严重影响了农产品品质3-4。绿肥作为一种清洁的有机肥源，在 20 世纪 70 年代发展迅速，由于种植绿肥具有提高土壤养分、合理用地养地和提供畜牧饲料的作用，还能改善生态环境以及实现碳达峰等环保作用5，绿肥作肥料的种植模式逐渐被人们熟知。本研究从我国绿肥种质资源、绿肥主要种植模式及绿肥应用分析三个方向展开论述，总结绿肥发展存在的不足，并针对不足之处进行展望，以期达到指导绿肥种植及应用的目的。1 我国绿肥种质资源我国绿肥有 500 多个品种1，绿肥种类丰富但优质文章编号院1007-7782渊2024冤01-0011-05我国绿肥种植及应用现状分析徐志辉，许孟达，冶 瑞，赵劲飞，廖结安，苏广东（1.塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300;2.自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室，新疆 阿拉尔 843300）摘 要院我国绿肥种质资源丰富，主要有豆科、禾本科、十字花科、菊科四种类型。绿肥种植具有培肥改土、改善生态环境、提高作物品质、防控病虫草害和防止水土流失等作用，绿肥种植模式主要有轮作、间套作、肥饲兼用型绿肥牧草生产及果园绿肥种植模式。文章从我国绿肥种质资源、绿肥主要种植模式和绿肥应用分析三方面进行论述，总结国内绿肥种植应用的研究现状与不足之处，提出绿肥未来的发展方向，合理利用好绿肥资源，将为我国农业产业和生态环境可持续发展提供基础。关键词院绿肥；种质资源；种植模式；应用分析；可持续发展AnalysisofgreenmanureplantingandapplicationstatusinChinaXu Zhihui,Xu Mengda,Ye Rui,Zhao Jinfei,Liao Jiean,Su Guangdong（1.College of Mechanical Electrification Engineering,Tarim University,Alar,843300,Xinjiang,China;2.Key Laboratory of ModernAgricultural Engineering in General Colleges and Universities,Department of Education,Xinjiang Uygur Autonomous Region,Alar,843300,Xinjiang,China)Abstract:There are abundant green fertilizer germplasm resources in China,including legumes,gramineae,cruciferae andcompositae.Green fertilizer planting has the functions of fertilizing soil,improving ecological environment,improving cropquality,preventing diseases,pests and grasses,and preventing soil and water loss.Chinas green manure planting patterns mainlyinclude rotation,intercropping,forage and forage production and orchard green manure planting patterns.The germplasmresources of green fertilizer in China,the main planting mode of green fertilizer and the application analysis of green fertilizer,theresearch status and shortcomings of green fertilizer planting and application in China were summarized,and the futuredevelopment direction ofgreenfertilizerin China were putsforward in this paper.Rational utilization ofgreenfertilizer resourceswillprovidefoundationforthedevelopmentofagriculturalindustryandthesustainableecologicalenvironmentinChina.Key words:Greenmanure;Germplasmresources;Plantingpattern;Applicationanalysis;Sustainabledevelopment通讯作者院苏广东基金项目院阿拉尔市财政科技计划项目（2022NY13）；师市财政科技计划项目（2021NY07）；兵团财政科技计划资助项目（2021CB022）修回日期院2023-07-24窑 开发研究 窑11援援新疆农机化圆园24 年第 1 期绿肥品种较少，由于我国南北地域广，气候差异显著，土壤性质各不相同，因此南北方种植的绿肥品种有很大区别，绿肥的地域性显著6。北方地区主要种植的绿肥品种有苦荚菜、沙苦荬菜、红苋 R104、高丹草、油菜、草木樨、紫花苜蓿、苕子及燕麦等，以青海、内蒙古、黑龙江为代表7-10；南方地区主要种植的有紫云英、蓝花子、绿豆及飞机草等适应潮湿气候的绿肥品种11-13，主要分布在华南、华东等热带和亚热带地区。绿肥种类十分丰富，分类方法也存在诸多差别。按照种植时间分类可分为夏季生绿肥、秋季生绿肥、冬季生绿肥、春季生绿肥及多年生绿肥作物；按照种植地域分类可分为旱地绿肥和水生绿肥作物；按照施用环境分类可分为大田用绿肥作物及茶果园用绿肥作物。除此分类之外，科研人员大都依照植物学分类将绿肥分为豆科、禾本科、十字花科和菊科绿肥作物。1.1 豆科绿肥豆科绿肥作物根部含有较多的根瘤菌，可以起到固氮的作用，是补充土壤中氮元素的优质作物。此外，豆科绿肥根系发达且穿透能力强，可以起到疏松土壤、降低土壤容重和提高土壤肥力的作用6。典型豆科绿肥主要包括草木樨属的草木樨、大豆属的大豆、槐属的苦豆子、黄耆属的紫云英、苜蓿属的紫花苜蓿和青海苜蓿及田菁属的田菁等14。1.2 禾本科绿肥禾本科绿肥同样拥有发达的根系，可起到疏松土壤及提升土壤肥力的作用。相较于豆科绿肥，禾本科绿肥不能起到固氮的作用，但碳氮比较高，提高有机质含量作用效果明显6。典型禾本科绿肥主要包括披碱草属的老芒麦、燕麦草属的燕麦草、高粱属的苏丹草、黑麦草属的黑麦草和羊茅属的苇状羊茅15。1.3 十字花科绿肥十字花科绿肥具有发展潜力大、经济效益高、用途广、适应性强等特点，十字花科绿肥根系发达，可以深入土壤内部，与其他绿肥相比，十字花科绿肥对土壤中难溶性磷元素的吸收能力极强，这可为下茬作物提供养分，为高质高产提供基础16。典型的十字花科绿肥主要包括萝卜属的蓝花子、诸葛菜属的二月兰和芸薹属的油菜14。1.4 菊科绿肥菊科绿肥有很好的清热解毒、散瘀止痛和止血功效，不仅可以用作肥料和饲料，还具有药用价值，如沙苦荬属的沙苦荬菜和泽兰属的飞机草等14。此外，菊科绿肥作物的花朵颜色鲜艳，观赏性极高，在美丽乡村和民宿旅游中具有一定的商业价值，其中包括菊科小葵子属的小葵子、蒿属南艾蒿、菊蒿属除虫菊及金盏花属金盏花等。由此可见，不同种类的绿肥拥有不同的作用效果。因此在我国绿肥种植应用中大多采用混合播种方式以达到优势互补的目的，通过利用不同绿肥的效果更好地改善土壤肥力、起到增产增收的作用。但从 20世纪 80 年代起，化学肥料的出现导致绿肥品种培育研究中断，绿肥应用场景逐渐减少，化学肥料使用逐渐成为主流。2022 年农业农村部印发 到 2025 年化肥减量化行动方案，方案指出要进一步减少对化肥的依赖，逐渐降低化肥的施用量，除此之外还要大力提倡施用有机肥，提高有机肥田间施用量及化肥利用率17，绿肥产业的发展又迎来新的机遇。2 绿肥主要种植模式中国是最早利用绿肥来养地的国家，早在公元前1000 多年就开始利用铲除杂草覆盖土地的方法达到保温保墒和改良土壤性状的目的。公元前 300 多年，后魏贾思勰在 齐民要术 一书中就对绿肥的种植及应用进行了阐述，在当时起到了很好的指导作用18。经过数十年的发展，广大农民的环境保护意识逐步提高，特别是近几年的农业生产过程中偏施化肥所带来的弊端已愈发明显，农业从业者已经深刻意识到种植绿肥在培肥改土及改善生态环境中具有显著效果。2.1 主要种植模式目前我国绿肥种植主要采用轮作、间套作、果园绿肥种植模式及肥饲兼用型绿肥牧草生产模式19。姚致远等人研究发现豆类绿肥春玉米冬小麦轮作能够降低投入成本，平衡收益，是一种提高农民收入的良好种植模式20。王代谷等人研究发现套作绿肥大豆模式对水源、交通、土壤等条件要求较低且能够解决幼龄果园中有机肥含量低的问题，还能促进果园中氮元素的循环，降低化肥的使用，总体效益较高21。Han 等研究发现不同绿肥对库尔勒香梨品质影响不同，豆科绿肥显著改善了水果的内部品质和营养价值，禾本科绿肥提高了果实的单果重，而十字花科绿肥显著改善了果实的味道指标22。邹长明等人研究发现绿豆鲜草中的粗蛋白和粗脂肪含量高，虽然产量低但适口性好，如果研究好绿豆的栽培应用，就能使绿豆在肥饲兼用窑 开发研究 窑12援援新疆农机化圆园24 年第 1 期方面发挥更大的作用23。2.2 种植模式的区域性我国东西经度、南北纬度跨度大，内陆地区与海洋距离远，平原、高原和丘陵等复杂地形各不相同，这造就了我国千差万别的气候条件，包括亚热带季风气候、温带季风气候、热带季风气候、温带大陆性气候和高山高原气候。不同的气候条件对绿肥作物有不同的种植要求，因此我国的绿肥种植栽培模式呈现出区域性。间套作模式是指在前茬作物生长周期内或生长中后期在作物的行间或株间种植或移栽后茬作物的种植模式，该模式复种指数高，应用范围广24，是一种集约时空利用的种植方式，主要分布在农作物一年两熟或三熟的地区25，包括亚热带和热带气候的华南地区、温带季风气候的黄淮海平原地区、亚热带季风气候的长江中下游平原、成都盆地、西南高原盆地中底部的河川谷地或平坝以及南疆地区。轮作模式是指在同一地块上前茬作物收获后轮换种植不同作物的种植模式，该模式可有效调节土壤结构、防治土壤病害26，在我国农业种植中发挥着越来越重要的作用，主要分布在农作物一年一熟为主的地区6，包括亚热带季风气候的长江中下游平原、温带季风气候的东北平原、属高原山地气候的青藏高原地区的河谷地带、西南高原盆地中较高处的旱坡地以及西北高原地区。肥饲兼用型绿肥牧草生产模式是指在土壤空地上种植肥饲兼用型绿肥的种植模式，该模式对土壤的要求不高，抗逆性好，主要分布在我国主要牧区6，包括新疆、内蒙古、西藏、青海以及甘肃等地。果园绿肥种植模式是指在果园行间空地种植绿肥来用地养地的种植模式，该模式可以充分利用光热资源，促进糖分积累，提高果实品质，主要分布在黄淮海平原、长江中下游平原以及华南地区6。3 绿肥应用分析3.1 培肥改土袁提升果实品质绿肥是一种绿色的有机肥源5，具有提高土壤肥力、改良土壤及提升果实品质的作用。油菜盛花期还田能够提升土壤肥力，增加稻田土壤的孔隙度，改善土壤理化性状及提高土壤中酶的活性，从而提升水稻产量27。套种经济绿肥可以有效降低茶园地表温度，提高土壤肥力，促进茶树生长发育，提高茶叶品质和产量28。绿肥聚垅和秸秆还田明显提高了土壤养分含量，促进了玉米的生长发育，改善了作物的经济性状，对玉米的增产作用最为明显29。黄平娜等人通过连续 猿 年的绿肥轮作田间定位试验发现绿肥还田可明显提高土壤中速效养分含量，显著提高烟叶产量及改善烟叶品质30。欧丽萍等人研究发现 3 种豆科绿肥作物压青对甘蔗都具有增产增糖的效果，其中以大豆压青的效果最好，说明绿肥养地在大田利用方面是有效可行的31-32。众多研究表明绿肥对改善土壤性状、提升作物产量及品质具有良好的促进作用。3.2 减少化肥农药使用袁改善生态环境近年来化肥与农药的不当使用已经严重影响到土壤的理化性状，造成土壤板结、营养元素失衡、土壤品质下降，进而导致作物产量及品质大幅度下降，严重破坏了生态环境。绿肥的推广使用可以妥善解决现阶段这一矛盾，采用绿肥与化肥相结合的方式既减少了化肥的过度使用，又改善了土壤的营养元素失衡，保证了土壤使用的良性循环，进而改善了生态环境。种植绿肥不仅可以有效抑制杂草繁殖，还能减少水土流失，促进生态平衡，极大地改善农田生态系统，是一种绿色可持续发展的种植模式33-35，同时也是科学有效的控草方法36。付兴飞等认为咖啡园种植绿肥作物后绿肥会与杂草竞争环境资源，竞争力强的绿肥生长旺盛导致杂草密度下降，从而改变了杂草群落结构，降低了杂草群落的多样性，进而减少了农药的使用37。匡石滋等人通过比较三种绿肥研究发现火龙果园种植绿肥作物可以起到抑制杂草繁殖的作用38。张慧等人通过试验探究得出果园种植三叶草可以控制杂草繁殖从而起到稳定杂草群落，以及有效降低杂草危害程度的结论39。党晶晶等人发现在玉米行间种植豆科绿肥可以抑制杂草生长，该模式还可以起到增产增收和改善生态环境的作用40。由此可见，合理利用绿肥可以有效减少农药与化肥的使用，改善生态环境。3.3 提高经济效益袁增加农民收入绿肥种类各异，十字花科油菜、菊科金盏花等观赏型花卉作物可以美化环境、装饰乡村，在乡村旅游和民宿观光等现代观光农业中的利用价值日益凸显。近年来乡村旅游逐渐成为假期放松休闲的一种方式，而环境宜人、气候适宜的绿肥种植区恰恰成了旅游观光窑 开发研究 窑13援援新疆农机化圆园24 年第 1 期的最佳去处，因此，种植绿肥作物成为提高经济效益、增加农民收入的新途径。姚单君等人认为，梨园种植菊科绿肥在花期观赏后可以覆盖或翻压还田，既达到了美化观赏的目的，又提升了土壤肥力，可以兼顾美观和生态的作用41。钟礼坤等人研究发现白车轴草、芹菜和薄荷对蓝莓果蝇均有一定的驱逐效果，白车轴草适应性强，不但能驱逐果蝇，还能抑制杂草的繁殖，芹菜和薄荷针对性强；在蓝莓盛果后期驱逐效果最显著，创造了一定的经济价值42。此外，许多绿肥作物的饲用价值也非常高，可显著提升经济效益，绿豆夏绿肥不论是用作饲料还是翻压还田都有很高的利用价值，油菜和长武怀豆也有很好的效果43。邓建强等人研究发现麦茬后复种饲用油菜产量高，但粗蛋白含量较箭筈豌豆低，得出麦茬复种模式需要根据干物质及粗蛋白的含量需求选择复种作物的结论44。由此可见，合理利用绿肥作物不仅可以美化乡村，还可以提高城市经济效益，增加农民收入。4 展望我国绿肥发展进入关键时期，国家政策的大力支持、科研院所的潜心研究以及种植合作社的示范推广都使绿肥发展取得了前所未有的成果，但绿肥发展仍存在一些问题与不足，一方面，绿肥种植资源丰富，但优质的绿肥品种较少，适应性较弱，存在明显的地域性；另一方面，种植模式的单一化导致使用绿肥无法达到预期效果，还存在与作物争水争肥的问题。这些问题都有待我们去探索更优质的绿肥资源，使绿肥效益达到最大化。4.1 合理开发优质绿肥资源加强现有绿肥种质资源的保护与利用，合理开发优质绿肥资源对解决地域的限制有至关重要的作用。许多新研究的绿肥品种目前仍处于小规模试验阶段，无法实现量产及大规模田间应用，这使绿肥新品种的示范和推广面临巨大挑战。现今南方果茶园对优质绿肥提出了更高要求，急需筛选出适应性好、竞争能力强、节省人物力以及便于果茶园栽培管理的绿肥品种45，因此急需针对目前存在的绿肥种类短缺及适应性不强等问题开展绿肥新品种的筛选和培育等工作，此外，从国外引进绿肥后经驯化成为本地适用的绿肥品种也是一种丰富绿肥资源的好方法46。4.2 优化绿肥种植利用模式种植绿肥是一种健康可持续的土壤管理模式，但目前仍存在绿肥根系与作物根系争水争肥、养分竞争规律不明确的问题，导致绿肥种植模式无法广泛推广45。因此必须充分了解绿肥对主作物生长规律的影响机制，从而针对不同的作物营养需求不断优化挑选出适宜的绿肥种植模式，解决单一绿肥种植带来的不确定影响，不断做好绿肥的优化栽培工作，使绿肥达到最佳的养地效果。4.3 提升绿肥综合效益评价绿肥作为一种清洁肥源，未来不仅可以用作化肥的取代品，开展绿肥植物体深加工还可形成集绿肥种植、观光、饲用、养殖、休闲一体化发展的产业链，具有巨大的综合利用潜力46。综上，目前绿肥应用进入到快速发展的好时期，除了在全国推广绿肥种植模式外还要因地制宜开展绿肥产业的集约化发展。要在国家政策强有力的支持下深入研究绿肥新品种及种植模式，充分发挥绿肥潜在价值，使绿肥在提升作物品质、改善生态环境、提高经济价值、助力乡村振兴中发挥更积极的作用。参考文献院1刘翔袁严清彪袁李正鹏袁等.绿肥作物毛叶苕子种质资源性状评价及优异品种筛选J.分子植物育种袁2022袁20渊9冤院3110-3121.2关伟袁马春晓.书写点土成金的传奇要黑龙江垦区开展土地整理工作的经验J.国土资源通讯袁2010渊6冤院42-43袁46.3陈晓明袁王程龙袁薄瑞.中国农药使用现状及对策建议J.农药科学与管理袁2016袁37渊2冤院4-8.4张北赢袁陈天林袁王兵.长期施用化肥对土壤质量的影响J.中国农学通报袁2010袁26渊11冤院182-187.5曹卫东袁黄鸿翔.关于我国恢复和发展绿肥若干问题的思考J.中国土壤与肥料袁2009渊4冤院1-3.6李子双袁廉晓娟袁王薇袁等.我国绿肥的研究进展J.草业科学袁2013袁30渊7冤院1135-1140.7于凤芝袁曹卫东袁高同彬袁等.黑龙江主要绿肥品种肥料价值和 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开发研究 窑15援援