油菜作稻田綠肥在上海郊區的推廣應用價值分析

牛付安 程 燦 周繼華 儲黃偉 曹黎明 羅忠永（上海市農業科學院作物育種栽培研究所，上海市奉賢區 201403；

薛錦香* （上海市崇明區農業良種繁育推廣中心 202150）

水稻是我國主要的糧食作物，其產量的高低直接影響到我國的糧食安全和社會穩定。水稻雜種優勢利用是增加稻谷產量的重要途徑之一，我國雜交秈稻的推廣應用已經取得了巨大的成就，但目前我國雜交粳稻的種植面積僅占粳稻種植總面積的3%左右，尚有很大的發展空間[1]。上海市一直重視雜交粳稻產業的發展，雜交粳稻的種植比例遠高于全國平均水平。鑒于此，研究雜交粳稻后茬作物的種植模式，對于上海市雜交粳稻產業的發展具有重要意義。

種植綠肥即是雜交粳稻后茬作物的種植模式之一，綠肥是將綠色植物體作為有機肥料，其還田腐解后能有效改良土壤理化性狀，提高土壤肥力[2-6]，從而提高后茬作物（如水稻）的產量[7-8]。此外，綠肥還可通過殺死土壤中的有害細菌、蟲卵等，降低后茬作物的病蟲害發生水平，減少農藥用量[9-10]。因此，發展水稻-綠肥-水稻的種植模式，不僅可增加后茬水稻產量，還可降低農業面源污染，不失為發展上海現代生態農業的重要技術手段。我國傳統綠肥主要是固氮的豆科作物，南方稻田以種植紫云英為主，近年來十字花科油菜作為一種新型綠肥受到了大眾的關注。為促進油菜作稻田綠肥的推廣應用，筆者綜述了油菜作稻田綠肥對土壤的培肥作用以及對后茬水稻產量的影響，并對上海郊區油菜作稻田綠肥的可行性進行了探討，以期為上海郊區推廣應用油菜作稻田綠肥提供理論參考。

1 油菜作稻田綠肥對土壤的培肥作用及對后茬水稻產量的影響

1.1 對土壤的培肥作用

油菜作稻田綠肥，能明顯改良土壤物理性狀，為間接培肥地力打下基礎。例如，油菜作綠肥可增加土壤總孔隙度和含水量，減少土壤容重，增加土壤通透性，同時還可加速土壤脫鹽，起到治堿的作用[11-12]。王丹英等[13]研究發現，油菜作為稻田綠肥，能增加稻田土壤的總孔隙度，減少土壤容重；奚柏龍等[14]對不同油菜綠肥翻壓量下土壤物理性狀的測定，結果表明，土壤容重隨油菜綠肥翻壓量的增加而明顯降低，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、含水量則隨油菜綠肥翻壓量的增加而升高。

油菜作稻田綠肥，對土壤化學性質具有重要影響，可減少土壤養分流失，增加土壤有機質含量，提高土壤中有效養分含量，尤其能提高土壤中有效磷和有效鉀含量，達到培肥地力的效果。研究發現，油菜盛花期還田能提高土壤有機質、全氮和全磷含量，從而培肥地力[11]；楊濱娟等[15]研究了冬種油菜作綠肥收獲后翻壓還田對土壤肥力的影響，發現冬種油菜還田處理的土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量等都高于冬閑田對照。同時，油菜作稻田綠肥，可減少已分解土壤肥分的流失，且油菜根系的分泌物有增強土壤生化活性的作用，可溶解和利用土壤中難溶性磷，提高土壤的含磷量和有效磷水平[16-17]；對土壤中鉀素影響的研究也表明，油菜的富鉀能力突出，對土壤中的有效鉀有較強的富集作用[18]。

油菜作稻田綠肥，不僅會影響土壤的生物活性，還可增加土壤細菌的多樣性，能大幅度提高土壤中細菌、真菌、放線菌三大類微生物的總量，促進土壤微生物的呼吸作用，提高土壤中酶的數量和活性，進而提高土壤肥力。楊曾平[19]和高嵩涓等[20]研究發現，長期冬種油菜作綠肥翻壓處理的土壤中微生物種群數量、微生物生物量碳和氮、微生物商、土壤呼吸、脲酶和脫氫酶活性都有所提高；岳永華等[21]研究了復種飼料油菜對土壤酶活性的影響，發現復種油菜能顯著提高土壤中過氧化氫酶、酸性磷酸酶、纖維素酶和脲酶的活性。此外，油菜作稻田綠肥，對土壤中的細菌、蟲卵等也有重要影響，這是因為油菜是蕓薹屬植物，含有豐富的硫甙，能對土壤消毒，有效殺死有害細菌、蟲卵等[9-10]，從而減輕后茬稻的病蟲害危害程度。

1.2 對后茬水稻產量的影響

大量研究表明，油菜作稻田綠肥，能提升土壤肥力，提高后茬水稻產量。高菊生等[22]研究表明，油菜作稻田綠肥，能促進水稻增產，早稻增產率為19.2%，晚稻增產率為24.0%；楊濱娟等[18]和朱貴平等[23]認為，合理利用冬閑田種植油菜等冬季綠肥，對稻田土壤肥力有一定提升，且能對水稻起到明顯的增產作用；王丹英等[11]研究了油菜作稻田綠肥對水稻生長的影響，發現能提高水稻產量，其中在雜交稻上，表現為有效穗數增多；在光合生理指標上，表現為葉面積指數、劍葉葉長及葉寬、葉綠素含量、光合速率、干物質積累量等均顯著增加。

2 油菜還田同小麥秸稈還田以及紫云英翻壓還田的比較分析

小麥秸稈還田作為一種直接有效的秸稈利用方式，是解決秸稈污染環境、促進農業可持續發展的重要手段。然而小麥秸稈存在碳氮比較高的問題，通常小麥、水稻等禾谷類作物秸稈的碳氮比為65～85∶1，而油菜盛花期植株的碳氮比為20～25∶1，相比小麥秸稈更易于腐解；同時，小麥秸稈由于碳素過高，不利于發酵，且即使發酵完成，所生產的有機肥仍碳氮比過高，施于農田后，由于微生物生命活動對氮的爭奪，會導致植物缺氮。如張世昌等[24]研究發現，綠肥還田和谷類作物秸稈還田都能提升土壤肥力，但綠肥還田對土壤容重及有機質、全氮、全鉀、有效磷、速效鉀含量等的促進效果要優于谷類作物秸稈還田。

紫云英作為主要的豆科綠肥，具有一定的固氮能力，但由于其生長量不大，其固氮效果并不理想。油菜本身雖然不具備固定空氣中氮素的能力，但其根系的分泌物對土壤中的固氮微生物有刺激作用，油菜翻壓后在一定程度上有利于土壤中氮素的增加[16]。同時，近年來水稻生產上化肥施用量不斷增加，耕地土壤養分呈現出明顯的富氮缺磷鉀的狀況，稻田氮素供應已不再是水稻高產的瓶頸，而油菜還田能提高土壤磷鉀素利用率，水稻營養吸收更為均衡。而紫云英由于碳氮比略低（盛花期植株碳氮比為13～16∶1），腐解速度雖比油菜快，但油菜作稻田綠肥，其碳氮比更有利于促進水稻對土壤中營養元素的吸收。此外，紫云英由于繁殖率低，種子生產成本較高，且抗逆性差、適應性窄，而油菜種子的生產成本遠低于紫云英，且還具有生物量大、生育期短、抗逆性強、用途廣泛等優勢。因此，油菜還田相比紫云英翻壓還田的優勢更明顯。

總體來看，油菜作綠肥還田可有效改善土壤理化性質，提高土壤有效養分含量和生物活性，從而達到培肥地力的效果，進而提高后茬水稻的產量。與小麥秸稈還田相比，油菜還田的碳氮比低，營養成分更為均衡，更有利于促進水稻對土壤中營養元素的吸收；與紫云英翻壓還田相比，油菜還田具有種子生產成本低、生物量大、抗逆性強、適應性廣等優點。故油菜是一種較為理想的稻田綠肥。

3 上海郊區推廣應用油菜作稻田綠肥的思考

長期以來，化肥、農藥的濫用造成了嚴重的農業污染，如作為上海農業大區的崇明區，目前超過半數的污染物均來自農業面源污染，其中又以化肥、農藥的殘留物對土壤、水質的危害最為嚴重。長期以來，水稻-小麥-水稻是上海郊區主要的種植模式，在此模式下，灰飛虱寄生在小麥上，伴隨小麥秸稈還田，可在后茬水稻種植季節為害，而水稻-綠肥-水稻的種植模式則無此危害。因此，發展水稻-綠肥-水稻的種植模式，不失為減輕農業面源污染、發展上海現代生態農業的重要技術手段。

上海郊區種植的綠肥以紫云英、蠶豆等豆科綠肥為主，其中紫云英種植面積最大。紫云英作為冬種綠肥全生育期達220～270 d，生育期長、播種期短。油菜是喜冷涼的作物，抗寒力較強，種子發芽的最低溫度僅為4～6 ℃，與紫云英相比，油菜具有生育期短、抗逆性強等特點，如作為冬種綠肥，全生育期最短只有130 d，且播種適期長[25]。因此，可將油菜替代紫云英作稻田綠肥。

目前上海市雜交粳稻的應用水平較高，近年來培育的雜交晚粳稻“花優14”更是上海市水稻高產創建的主導品種，已成為繼“寒優湘晴”之后上海市主要的優質米品牌。而發展油菜作稻田綠肥，有助于緩解雜交粳稻的茬口矛盾，利于上海郊區種植“花優14”等高產優質但生育期偏長的雜交粳稻新組合。同時，在遇到極端天氣的年份，油菜作稻田綠肥更具有推廣應用價值。如2015年上海遇罕見的連續陰雨天氣，水稻成熟期明顯推遲，給后茬作物的種植帶來了困難，而油菜由于生育期短、抗寒力強，作為綠肥的種植優勢自然突顯了出來。而且，油菜還具有抗逆性強、較耐鹽堿的特點，作為綠肥種植可緩解灘涂水稻種植的茬口問題。此外，油菜作稻田綠肥還有助于發展休閑農業與鄉村旅游，如油菜與紫云英混播，不僅可達到培肥地力的效果，而且還可延長花期，旅游觀光效果更佳。因此，油菜作為一種新型稻田綠肥在上海郊區具有重要的推廣和應用價值。

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