淺析綠肥種植對土壤效應的影響

●首鵬云（漢中市南鄭區大河坎鎮農業綜合服務中心 陜西 漢中 723000）

1 綠肥種植

我國是農業大國，積累了豐富農業技術的發展經驗。早在3世紀，我國就已經對綠肥有了一定的研究和應用，《四民月令》中關于苜蓿、刈當茭相關種植的記載就是佐證。發展到晉代以后，綠肥的種類也越來越多，除了養畜所用的苜蓿以外，還在冬季農閑時種植苕子養護土壤，綠肥的應用也從田地拓展到園藝中。北魏時賈思勰在《齊民要術》中系統地研究和論證了不同類型綠肥的效果，并提出了綠肥輪作套種的肥田方法。至明清時期，綠肥應用也更加廣泛，當時常見的綠肥有綠豆、蠶豆和苜蓿等。19世紀初，綠肥技術流傳至海外，并逐漸成為當今歐美國家的覆蓋作物[1]。建國以來，我國的綠肥種植面積在化肥的沖擊下大幅縮減，當前種植面積僅有200萬～300萬公頃。隨著化學肥料使用的弊端逐漸顯現，水體污染、土壤退化現象日益嚴重，綠肥的栽培和利用又重新受到人們的重視，在治理中低產田和利用冬閑田時開始嘗試利用綠肥，2017年啟動了國家綠肥產業技術體系，綠肥的研究和利用迎來了新的發展機遇，將為我國現代農業的發展作出突出貢獻。

2 綠肥種植對土壤效應的影響

2.1 綠肥對土壤有機質的影響

綠肥種植翻壓對提升土壤有機質含量有著顯著的作用，以綠肥仙草為例，其有機碳含量約為21%，栽培100 kg的鮮草可以增加土壤有機質21 kg；富含纖維素的綠肥植物有利于促進土壤有機質的更新和積累[2]。綠肥中的易分解組分含量較高，所以在翻壓腐解時可以強化土壤有機質的礦化作用，分解劇烈時期更為明顯。在相同類型的土壤中，有機質含量越低的土壤激發率越高。從國內的研究報告來看，對土壤有機質改善作用最好的綠肥當屬“沙打旺”，對照其他綠肥來說，效果可以提升10%。當農業生產者適當減施化肥用量以后，翻壓綠肥可以有效地提高土壤中的有機質含量，但是目前尚無研究證明火星有機質的增加量與綠肥翻壓量呈線性關系。綠肥翻壓的作用遠不止提高土壤有機質含量，還可以改善土壤的疏水性、平均分子量等。

2.2 綠肥對土壤養分的影響

綠肥翻壓對調節土壤養分有著積極作用，可為土壤提供多種類型的養分，如氮、磷、鉀，從而有效地提高土壤的肥力。綠肥植物會將土壤深層的養分轉移到土壤表面，這種轉移是通過植物根系吸收土壤深層肥力，經過翻壓以后植株分解，營養物質也被留在了土壤表層，繼而提高了土壤的肥力。除了這種調節土壤養分的方式，一些綠肥作物可以分泌酸，這些酸可以對磷產生作用，將其轉化為可溶、可供植物利用的形式。

豆科植物可與有益菌根真菌共生，這些菌根真菌可以高效地吸收土壤中的磷，然后再傳遞給豆科植物，起到收集、固定磷元素的作用。豆科植物在固氮方面也有著突出的表現，每公頃豆科綠肥可以從空氣中吸收和固定純氮75～150 kg。研究表明，各種綠肥翻壓還田以后，可不同程度提升土壤全鉀和速效鉀含量，其中效果最理想的是豆科植物。深入研究后發現，豆科植物發達的根系可以從深層土壤中吸收鉀元素，進而在翻壓還田以后改善耕作層的鉀素含量。綠肥的活性根表面積對K+的親和力較強，土壤中不同形態鉀的平衡被打破，礦物鉀也逐漸轉化為有效鉀，進而起到調節土壤養分的作用。

2.3 綠肥對土壤物理性狀的影響

綠肥對土壤物理形狀的影響主要是通過根部實現，在根的穿透能力和團聚作用下，土壤變得越來越疏松，在一定程度上改善了土壤的保水保肥能力，優化了耕作條件。長時間栽培和利用綠肥的農田，在土壤耕作方面的表現較好。究其原因，綠肥作物可以促進有益真菌和其他微生物的繁殖，綠肥經過微生物的分解礦化，可以和土壤共同形成有機－無機復合體，從而對土壤的物理形狀產生影響，在豆科綠肥中體現得尤為明顯。經過綠肥的種植和翻壓以后，土壤容重降低、孔隙度增大，非毛管孔隙增加和毛管孔隙減少，這就使得土壤的結構趨于合理。經過翻壓以后土壤轉成腐殖質，有利于改善土壤的團粒結構。綠肥種植對土壤溫濕度也有直接影響，一般生長比較快、莖葉繁茂的綠肥植株可以通過蔭蔽地表減少根際表土水分的蒸發，進而保障土壤的含水量。以冬閑田的常見綠肥毛葉苕子來說，植株的生滅時間控制得當可以在維持土壤水分方面發揮積極作用，滅生過早或過晚會降低春季耕層的含水量[3]。不過綠肥和主作物共存會出現搶水的問題，農業生產者在栽培和利用綠肥時需結合生產實際進行調整，合理選擇綠肥品種。

2.4 綠肥對土壤化學和生物學性狀的作用

綠肥的化學和生物學作用表現在pH值、土壤酶活性和土壤微生物種類和數量等多個方面，這些生物和化學性狀的變化都會對土壤肥力和作物生長產生相應的影響。

2.4.1 化學作用通常來說，種植和翻壓綠肥以后，土壤的pH值會有所降低，推測是因為翻壓以后土壤中的有機酸含量增加。但是紫云英種植翻壓以后卻會導致土壤pH值升高。由此可見，綠肥對土壤化學性狀的影響與綠肥種類有關，同時翻壓量和土壤類型也是重要的影響因素。例如石灰土種植翻壓紫云英以后，土壤的pH值稍有下降，隨著綠肥的翻壓量增加，pH值下降也越來越多。

2.4.2 生物作用綠肥的種植翻壓過程中，其根系分泌物會讓土壤中的酶類增加，改善微生物的生存條件，可供利用的營養和能源物質變得豐富，進而增加了土壤微生物和酶類的活性。研究發現碳氮比小、木質素含量高的綠肥在激發微生物、酶類活性的表現不如其他綠肥植株。此外，綠肥在改善果園土壤蛋白酶活性上也能發揮作用，種植綠肥的果園土壤的蛋白酶活性提高了50%，土壤養分轉化的效率得到提升，并且營養抗性會抑制土傳病菌的發生。

2.5 綠肥的肥料效應

化肥經過長時間使用會影響土壤質量，翻壓綠肥則可以促進養分吸收積累量，增加養分利用率，在提升農業產量的同時改善土壤肥力和理化性質，實現綠色、可持續發展。因此，農業生產工作者可以嘗試綠肥、化肥配合施用的路徑，有效提高農業生產的效率和可持續性[4]。

3 總結

綠肥培植和利用對我國農業生產的優化具有重要的作用，我國已經在綠肥作物的研究方面積累了許多經驗，但是在細節方面的研究還有待提升。為此，應深入研究綠肥種植在土壤肥料中的作用，才能更好地利用綠肥，更大限度地為生態農業的發展提供支持。