我国绿肥种植及应用现状分析.pdf
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1、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。
2、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
3、,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A
4、nalysisofgreenmanureplantingandapplicationstatusinChinaXu 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 Universitie
5、s,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 en
6、vironment,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 Ch
7、ina,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.Ratio
8、nal 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(2021N
9、Y07);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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、,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
17、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
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