绿肥生产应用现状及绿肥还田研究进展

曾 莎，张 炼,2，张玉平,2

（1. 湖南农业大学资源环境学院，湖南 长 沙 410128；2. 农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室，植物营养湖南省普通高等学校重点实验室，土壤肥料资源高效利用国家工程实验室，湖南 长沙 410128）

绿肥生产应用现状及绿肥还田研究进展

曾 莎1，张 炼1,2，张玉平1,2

（1. 湖南农业大学资源环境学院，湖南 长 沙 410128；2. 农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室，植物营养湖南省普通高等学校重点实验室，土壤肥料资源高效利用国家工程实验室，湖南 长沙 410128）

从绿肥的种类、生产应用现状，以及绿肥还田对水稻、玉米和烤烟生产的影响阐述了绿肥的研究进展，并对绿肥的发展进行展望，提出今后应针对不同地区的气候、土壤及作物品种差异，开展绿肥育种及栽培技术研究，促进绿肥生产和农业可持续发展。

绿肥；还田；生产应用；研究进展

绿肥是指直接或经堆沤后施入土壤做肥料用的栽培或野生绿色植物体[1]。我国绿肥种类繁多，绿肥应用模式多样，但种植面积小，利用率低，主要依靠施用化肥提高作物产量，因此其生产日益减少，甚至濒临消失。绿肥是一种优质的有机肥，养分含量丰富，能为作物提供各种营养成分，具有培肥土壤、防止水土流失等作用，绿肥还田有利于土壤中有机碳、有机氮的矿化、磷钾营养的释放以及土壤中原有机质的矿化，从而提高土壤微生物及土壤酶类的活性，对培肥土壤、改良低产土壤、防止水土流失、修复荒坡废地、改善生态环境等具有重要意义[1]。笔者主要从绿肥还田对我国主要粮食作物、主要经济作物以及土壤上的作用，阐述绿肥对农业发展的重要性。

1 绿肥的种类

我国面积广，土壤类型繁多，东西地区、南北地区在温度、气候、降水量等方面差异大，因此绿肥具有较强的地域性。我国绿肥种类繁多，共有98种。按栽培季节可分为春绿肥（如草木樨等）、夏绿肥（如田菁、豇豆等）、秋绿肥（如箭舌豌豆等）和冬绿肥（如紫云英、苕子、金花菜等）；按生长环境可分为旱地绿肥和水生绿肥，旱地绿肥有黑麦草、三叶草、紫花苜蓿等，水生绿肥有满江红、水葫芦、水花生等；按用途分为绿肥作物和兼用绿肥作物。按植物学科可分为豆科绿肥，如紫云英、紫花苜蓿、箭舌豌豆等，和非豆科绿肥，如黑麦草、满江红、莲子草等，其中豆科绿肥72种，非豆科绿肥26种，分别占绿肥种类的73%和27%[1]。

2 绿肥生产应用现状

我国绿肥的发展大致分为发展期、高峰期、衰退期及恢复期。20世纪70年代，我国绿肥播种面积达1.3×107hm2，但随着化肥应用的推广，自20世纪80年代起，绿肥种植面积迅速减少[2]。21世纪初，绿肥种植面积仍不断下降。但是近几年以来，随着我国对绿肥的重视，绿肥种植面积已大大提高。目前，我国主要绿肥种类有紫云英、紫花苜蓿、大豆等。由于南北地理位置差异，我国各省份地区的绿肥种植品种及利用方式均有所差异。广西省主要发展冬种绿肥，春夏绿肥和多年生绿肥应用较少，绿肥种类主要有大豆、紫云英、光叶紫花苕子、燕麦草、油菜、肥田萝卜和金光菊等，绿肥利用方式为压青还田以及用作饲料、经济绿肥等，主要以传统的压青还田为主，轮作模式主要是“稻—豆—绿肥”“稻—稻—绿肥”轮作模式[3-4]。浙江省紫云英种植面积大，在稳定发展紫云英的基础上，主要发展菜肥兼用、粮肥兼用、饲肥兼用的黑麦草及蚕（豌）豆等经济型绿肥，根据浙江省农民种植绿肥的传统习惯以及耕作制度特点，主要推广蚕（豌）豆—稻、紫云英—稻、黑麦草—稻等翻压利用及绿肥水旱轮作种植等种植模式[5-6]。湖北省主要种植绿肥有蓝花苕子、苜蓿草、油菜及红、白三叶草等，由于国家项目的带动，湖北省建立了绿肥种植核心示范区，大力推广紫云英、油菜混播种植模式[7-8]。甘肃省主要种植绿肥包括箭筈豌豆、毛苕子、草木樨、紫花苜蓿和针叶豌豆等，绿肥利用上，甘肃省大面积推广混种、套种、间作等种植技术，在有井灌条件的川水区等地区，大力发展油菜、荞麦、谷子等与麦后复种绿肥的种植模式[9-10]。

3 绿肥还田对作物生产的影响

3.1 绿肥对水稻的影响

水稻是我国主要的粮食作物。近年来，我国在水稻生产中偏重化肥的施用，而忽视了有机肥的投入，导致稻田土壤质量下降，稻米品质差。如何解决因化肥施用过量造成水稻数量和质量下降及环境恶化等问题已成为农业上关注的重点。大量研究表明，绿肥在一定程度上可以提高水稻产量、改善水稻品质，且绿肥的施用在一定程度上减少了化肥的用量，对改善农田环境也具有重要的作用。杨文叶等[11]通过实验表明，在水稻生产过程中配施绿肥，可使土壤溶液中铵态氮和硝态氮浓度的峰值显著降低，减少稻季氮素随水体迁移的量，从而降低污染环境的风险。

长期种植紫云英对提高水稻的生物产量具有重要作用[12]。陈洪俊等[13]通过研究表明，紫云英—早稻—晚稻处理有利于早稻生产过程中较多的有效分蘖、较高的干物质积累和产量构成因素，同时可提高杂草均匀度，减弱稻田优势种杂草对田间的危害。由于绿肥较多地吸收了土壤中的速效钾，种植绿肥作物来提高产量的同时，速效钾可能会成为限制作物获得长期高产的限制条件。因此在双季稻绿肥轮作中，补充钾肥是提高作物产量的重要因素[14]。除此之外，翻压绿肥也可促进水稻土有机质的积累、在一定程度上降低其pH值[15]。绿肥还田量与水稻产量密切相关，随着绿肥还田量的增加，水稻产量也随之增加[16]。绿肥还需与石灰和其他化学肥料配合施用。有研究表明，当氮肥施用量一定时，绿肥还田量与水稻产量呈显著正相关关系，但随着氮肥用量的增加，这种显著性下降，超过一定量时反而适得其反[17]。因此绿肥的还田量要与氮肥用量做到良好搭配，以达到增产最佳效果。

3.2 绿肥对玉米的影响

玉米是我国的主要粮食作物之一，可以兼做粮食、饲料、经济作物。有研究表明，绿肥根茬处理有利于土壤中有机质含量增加，改善土壤理化性质，增强土壤保水保肥的能力，提高后作物的产量[18]。绿肥种类繁多，但是不同绿肥对玉米产量品质的影响不同，如田菁与玉米间作，由于其植株全氮含量低，且对玉米存在抑制作用，因此不适宜作为玉米的间作绿肥；竹豆生长茂盛，虽然对间作玉米产量也无抑制影响，但其藤蔓缠绕玉米植株，不利于玉米采收，故也不适宜与玉米间作；柽麻植株有较高的全氮含量和生物产量，且与柽麻间作的玉米地上部产量高，因此最适宜作为夏季玉米间作的豆科绿肥[19]。翻压绿肥也是获得玉米高产的有效途径。在翻压绿肥的条件下，减少化肥用量15%可使玉米产量显著提高，实现经济与环境双赢；减少30%～45%的化肥用量，玉米产量可以达到常规产量水平，但要获得高产，化肥适宜的减量水平为15%[20]。除此之外，有研究表明，在以光叶紫花苕为主的条件下，混种芥菜型油菜、肥田萝卜、甘蓝型油菜等几种绿肥的多品种绿肥，利用聚垄免耕的方式将其作为有机肥施种玉米，不仅可以减少农民劳力和化肥投入，还能提高土壤肥力，提高玉米单产，增加农户收入[21]。

3.3 绿肥对烤烟的影响

烟草业是我国税收的一个主要来源，对我国的经济发展有着重要的作用。烤烟占我国各类型烟草总产量的约90%，是卷烟工业的基本原料。我国烤烟生产发展迅速，由于长期大量施用化肥以及耕作方式不合理等造成土壤板结、酸化、土壤养分失衡，使得烟叶质量下降，在卷烟配方中的可用性降低[22]。因此改良土壤、培肥地力，提高烟叶质量，实现烟叶生产可持续发展成为亟需解决的问题之一。

种植绿肥和翻压绿肥都对土壤的改良具有积极作用。种植绿肥的品种较多，如紫云英、紫花苕子、黑麦草等，其中紫花苕子具有适应性较强、生长迅速等特点，种植面积较大。将绿肥翻压入田可以改善植烟土壤的理化性质及土壤中微生物的性状。翻压绿肥可增加土壤中有机质及各养分的含量，降低土壤紧实度，增加土壤中细菌、真菌和放线菌的数量及土壤微生物量碳的含量，提高土壤中脲酶，过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性[22-25]。除此之外，翻压绿肥对烤烟的常规化学成分及致香成分也有影响。有研究表明，翻压绿肥可增加烟叶中总糖、还原糖、中性致香物质总量等的含量，改善烟叶中的有机酸等酸性香气物质，对提高烟叶质量具有重要意义[26-27]。施用绿肥还能提升上等烟、上中等烟比例，改善烟叶的内在品质，提高烤烟产值和经济效益[26-28]。因此，翻压绿肥对实现烤烟生产的可持续发展具有重要意义。

4 展 望

目前，绿肥发展相对缓慢，且发展过程中存在很多问题。首先，绿肥种植的主要作用是改善土壤性质、提高土壤肥力，直观效益不如化肥明显，且农村劳动力大量流失，导致劳动力成本上升，因此农民对于种植绿肥的积极性不高；甚至大部分农户每年仅播种绿肥种子，但播种后不管理、不施肥，导致绿肥死苗率高，产量低[29]；其次，绿肥种源缺乏，绿肥种子市场劣种泛滥，缺乏良种，且价格波动幅度大，对于绿肥生产发展有不利影响[30]；第三，低水平的绿肥种植技术也是限制绿肥发展的重要原因。因此，有必要对绿肥种植利用中的关键技术进一步探讨与优化[31]。

我国不同地域气候条件差异大，土壤类型繁多，绿肥具有较强的地域性，因此我国绿肥种类繁多。绿肥还田有利于土壤中有机碳、有机氮的矿化，磷钾营养的释放以及土壤中原有机质的矿化，从而提高土壤微生物及土壤酶类的活性，对土壤培肥、改良低产土壤、防止水土流失以及改善生态环境提高作物产量等具有重要意义。稳定发展绿肥是解决农业生产中有机肥不足和培肥地力、促进作物生长，提高农田综合生产能力的一项有效措施，对于缓解日益严重的全球能源危机和化肥污染环境压力也具有现实意义。今后，研究人员应针对不同地区的气候、土壤及作物品种差异，开展不同种类的绿肥育种及栽培技术研究，促进绿肥生产和农业可持续发展。

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The Status of Green Manure Production Application and Processes on Green Manure Returning to Field

ZENG Sha，ZHANG Lian，ZHANG Yu-ping
（1. School of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC; 2. Key Laboratory of Hunan Province Farmland Pollution control and Utilization of Agricultural Resources, Colleges and Universities in Hunan Province Key Laboratory of Plant Nutrition, National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, Changsha 410128, PRC）

From types, production, application status of green manure, and the influence of green manure returning on rice, maize and fluecured tobacco production, and the research progress of green manure was expounded, the development of green manure was prospected.It was suggested that the study of green manure breeding and cultivation techniques should be carried out according to the differences of climate, soil and crop varieties in different regions in order to promote green manure production and sustainable agricultural development.

green manure; returning to field; production and application; research progress

S142

A

1006-060X（2017）09-0132-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.009.034

2017-06-07

湖南省重点研发计划项目（2016NK2112）

曾 莎（1997-），女，湖南新化县人，本科生，专业为农业资源与环境。

张玉平

（责任编辑：肖彦资）