種植與翻壓綠肥生態(tài)學(xué)效應論文
摘要：種植及翻壓綠肥是一項減量施用化肥和保護農田生態(tài)環(huán)境的有效措施。通過(guò)綜述種植及翻壓綠肥對于作物產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)和養分以及土壤微生物等方面產(chǎn)生的生態(tài)學(xué)效應，分析了當前綠肥生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題，并提出了今后應當重點(diǎn)研究的方向。
關(guān)鍵詞：綠肥；生態(tài)學(xué)效應；作物產(chǎn)量；土壤；微生物
綠肥在農業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，可以提高土壤肥力、改善土壤理化性質(zhì)、增加土壤微生物數量和多樣性，從而提高農作物的產(chǎn)量[1-2]。然而近年來(lái)，隨著(zhù)我國農業(yè)種植結構的調整和化肥施用量的增加，加上農村勞動(dòng)力的減少和農民用地、養地意識的弱化，綠肥種植面積呈逐漸下降的趨勢[3]。2015年，農業(yè)部提出了至2020年實(shí)現“一控、兩減、三基本”的目標，也制定了《到2020年化肥使用量零增長(cháng)行動(dòng)方案》。而種植和利用綠肥恰好是一項減量施用化肥和保護農田生態(tài)環(huán)境的有效措施。為此，本文基于國內外研究現狀，綜述了種植及翻壓綠肥產(chǎn)生的多方面的生態(tài)學(xué)效應，分析與總結綠肥對土壤性質(zhì)、土壤養分、土壤微生物的影響，以及對于提升農作物產(chǎn)量的作用，以期為進(jìn)一步發(fā)展綠肥生產(chǎn)和實(shí)現農業(yè)可持續發(fā)展提供借鑒與參考。
1種植及翻壓綠肥對作物產(chǎn)量的影響
近年來(lái)，國內外學(xué)者在種植及翻壓綠肥對作物產(chǎn)量的影響方面進(jìn)行了大量的研究。高菊生等[4]采用定位試驗研究了長(cháng)期雙季稻綠肥輪作體系下水稻產(chǎn)量的變化趨勢，結果表明，與冬閑對照相比，雙季稻與綠肥輪作顯著(zhù)提高了水稻產(chǎn)量，其中紫云英、油菜和黑麥草處理的水稻年平均產(chǎn)量較冬閑對照分別提高27.2%、20.5%、18.1%。李繼明等[5]通過(guò)26年長(cháng)期定位試驗得出，綠肥配合化肥施用，長(cháng)期效果較好，可以達到提高養分利用效率、減少化肥用量、增加和穩定水稻產(chǎn)量的目的。其中，26年水稻平均產(chǎn)量以紫云英+豬糞處理最高，比對照增產(chǎn)64.47%。楊濱娟等[6]以冬閑連作為對照，通過(guò)連續8年的定位試驗研究了冬種綠肥翻壓還田的效果，結果表明，不同品種的綠肥對水稻產(chǎn)量提升的效果存在差異，紫云英、油菜、黑麥草處理分別增產(chǎn)水稻0.48%、7.31%、5.76%。郭云周等[7]研究表明，種植并翻壓綠肥光葉紫花苕鮮草，可減少化肥用量，有效提高烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值，提高上中等烤煙產(chǎn)量。綜合以上的研究成果，種植及翻壓綠肥有利于提高作物產(chǎn)量，綠肥與無(wú)機肥配施效果優(yōu)于單施化肥，并可顯著(zhù)提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
2種植及翻壓綠肥對土壤理化性質(zhì)和養分的影響
綠肥對土壤理化性質(zhì)和養分的影響過(guò)程相對復雜，且不同品種的綠肥其影響程度各異。李紅燕等[8]研究表明，相比較于休閑處理，麥后播種長(cháng)武懷豆并翻壓2年后，0～20cm土壤有機質(zhì)、總氮、礦質(zhì)氮、速效磷及速效鉀含量分別提高了12.4%、22.2%、95.9%、28.6%和11.2%；翻壓油菜后，土壤中速效磷、速效鉀、有機質(zhì)等含量顯著(zhù)提高。潘福霞等[9]研究了旱地翻壓箭筈豌豆、苕子和山黧豆3種綠肥對土壤肥力特性的影響，試驗結果表明，箭筈豌豆可以有效提升土壤有機碳、無(wú)機氮、速效鉀和速效磷含量，山黧豆處理的土壤pH值變化幅度最大。王璐等[10]研究表明，紫云英和稻草還田可以降低土壤容重，改善土壤孔隙性。此外，杜威等[11]開(kāi)展田間定位試驗，分別設置了3種豆科綠肥（綠豆、大豆和長(cháng)武懷豆）和4個(gè)施氮水平，連續6年種植并翻壓綠肥后，分析土壤中養分含量，結果表明，與對照（休閑）處理相比，長(cháng)期種植并翻壓豆科綠肥能顯著(zhù)提高土壤有機碳、全氮和堿解氮等養分指標含量，3種養分分別提高了4.47%～15.35%、5.21%～6.25%、11.00%～14.35%，且均以懷豆處理的提升效果最佳�？傮w而言，綠肥翻壓還田有利于土壤有機質(zhì)的形成，可以增加生物固氮量，提升磷、鉀等養分，還可以增加地面覆被，達到水土保持效果[12]。
3種植及翻壓綠肥對土壤微生物的影響
區域內豐富的微生物種群和數量顯示著(zhù)土壤生態(tài)系統健康、平衡，適宜作物生長(cháng)[12]。楊曾平等[13]研究了雙季稻種植區長(cháng)期冬種綠肥下水稻土微生物特性及酶活性與土壤質(zhì)量的關(guān)系，結果表明，與冬季休閑處理相比，長(cháng)期冬種綠肥翻壓處理的微生物種群數量、微生物生物量碳、微生物生物量氮都有所提高，其中以長(cháng)期冬種紫云英翻壓處理效果最為明顯，表明長(cháng)期冬種綠肥翻壓能明顯地改善水稻土的微生物特性與酶活性。此外，佀國涵等[14]研究表明，種植豆科綠肥并翻壓還田可以增加土壤微生物數量，隨著(zhù)翻壓綠肥年限增加，土壤微生物量碳的含量也隨之增加。翻壓綠肥30t/hm2連續進(jìn)行3年后，土壤細菌、真菌和放線(xiàn)菌數量以及土壤微生物碳含量提高了35.4%~49.0%，比對照提高了43.0%~63.3%。這與楊曾平等[13]的研究結果基本一致。由此可見(jiàn)，種植及翻壓綠肥不僅可以提高土壤肥力，而且可以作為改善土壤生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要措施。
4結語(yǔ)
綠肥作為一種養分全面的優(yōu)質(zhì)生物肥源，不僅具有傳統意義上的增加作物產(chǎn)量、培肥地力的作用和效果，而且對提升土壤微生物數量和活性也發(fā)揮了很重要的作用。對于我國而言，由于在各種耕作制度下存在著(zhù)大量季節性閑置耕地，并且不同區域有著(zhù)多樣的氣候環(huán)境和種植制度，適宜間作、輪作、混作等多種種植方式，發(fā)展綠肥具有很大的潛力。然而，由于近年來(lái)我國種植結構的變化和農村勞動(dòng)力的減少，再加上化肥的大量使用，種植及翻壓綠肥還沒(méi)有得到應有的重視，從而導致部分地區冬季空閑面積越來(lái)越大。因此，后續有必要針對冬季綠肥推廣應用中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行深入調研，以提出有針對性的發(fā)展策略。另一方面，從已有的研究來(lái)看，同種綠肥在不同的土壤環(huán)境中所產(chǎn)生的生態(tài)學(xué)效應并不相同，而不同的綠肥在相同的土壤環(huán)境中所產(chǎn)生的生態(tài)學(xué)效應也不盡相同。因此，在今后的.研究過(guò)程中，應當重點(diǎn)從綠肥的營(yíng)養成分和養分釋放規律、綠肥對土壤理化性質(zhì)和養分的影響機理、土壤微生物對種植及翻壓綠肥的響應機制等方面開(kāi)展深入和系統的研究，篩選出可用于改良不同類(lèi)型土壤的高效綠肥作物，以發(fā)揮種植及翻壓綠肥的最佳生態(tài)學(xué)效應。
參考文獻
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