内蒙古绿肥作物种植概况及发展潜力

高宏艳，赵沛义，段 玉，任永峰，张 鹏，高 宇，高日平，韩云飞，刘小月

（1.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031；2.内蒙古旱作农业重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010031；3.农业农村部内蒙古耕地保育科学观测实验站，内蒙古 呼和浩特 011705）

随着国家对耕地质量、优质农产品的重视及生态优先、绿色发展理念的延伸，绿肥作物在减肥增效、种植结构优化、饲草提质、退化耕地修复等方面的作用日益凸显[1-2]。种植绿肥作物在农业生产中具有十分重要的作用，是用地与养地、培肥地力、改良中低产田、建设高标准良田的有效途径[3-5]。绿肥作物的茎叶中含有丰富的养分，在土壤微生物作用下，经过腐解过程这些养分会缓慢释放出来，供作物吸收利用，可以不同程度地增加土壤有机质、氮、磷、钾、钙、镁和各种微量元素的含量[6-12]，因此，绿肥实际上是一种长效肥料。种植绿肥作物有利于提高作物产量和改善作物品质[13-14]。在正确施用绿肥的情况下，每1 000 kg 绿肥可增产稻谷40～50 kg[15-16]。绿肥还可以有效地减少病虫害[17]。

内蒙古耕地面积927.2 万hm2，每年的化肥用量达到了222.67 万t（折纯）[18]，大量化肥的使用导致耕地土壤质量逐年下降、养分比例失调，土壤生物多样性降低，出现了土壤板结、盐渍化、土壤退化、环境污染等现象。同时，化肥的大量使用对粮食的安全生产提出了挑战，内蒙古迫切需要通过绿色的培肥改良方式替代部分化肥的使用。内蒙古阴山北麓由于马铃薯的连作种植和规模化经营不仅造成土壤养分失衡、土壤沙化退化，也使地下水位大幅下降，生态环境受到严重威胁。为了修复沙化土壤、提升耕地质量并发展农区畜牧业，该地区对绿肥作物种植的需求加大。河套和土默川灌区小麦、瓜类以及其他早熟作物收获后以及向日葵播种前的农田长时间闲置，为绿肥提供了适宜的种植条件，种植绿肥作物可以降低因过量施肥对土壤环境的影响。黄土高原因打造有机杂粮和绿肥繁种生产基地，适合大面积种植绿肥作物，但是受到地形地貌等因素的限制，种植优质高产新品种和融合农艺农机技术的需求十分迫切。因此，内蒙古在发展绿色农业过程中，对于绿肥的生产需求较大，在扩大绿肥作物种植规模方面具有很大的发展空间，但是在优异种质资源筛选、水肥高效管理、农艺农机融合等方面仍然需要技术创新和科学管理。因此，笔者提出内蒙古绿肥发展潜力、方向和建议，旨在为内蒙古绿肥的研究和绿肥产业的发展提供参考。

1 内蒙古绿肥作物种植发展现状

1.1 绿肥作物品种

20 世纪80年代起，绿肥作物研究开始萧条，绿肥作物品种的提纯复壮和选育被迫停止；90年代生产上应用绿肥作物品种资源大部分是几十年前的品种，由于品种混杂退化，产草量普遍偏低，有些优良的地方品种逐渐消失；进入21 世纪，关于绿肥作物种质资源的研究进一步深入，经过多年的研究，内蒙古于2017年完成了绿肥种质资源库和绿肥繁育基地与种子企业数据库的建设；在种植资源方面通过绿肥作物资源圃建设，并开展短期速生绿肥作物优异种质资源筛选和评价以及豆科绿肥作物育种的研究工作。绿肥作物种子产量是确保绿肥作物经济效益和产业可持续发展的基础。李振华等[19]在研究豌豆种质资源时发现，单株荚数多、生育期长的豌豆品种籽粒产量高，可以通过叶片大小和单株荚数进行豌豆种质资源的选优。

近年来，生产上以压青休闲和麦后复种绿肥为主，压青休闲的绿肥主要是一年生豆科牧草苕子和箭筈豌豆（Vicia sativa L.）。苕子包括毛叶苕子（Vicicia villosa Roth）6 个品种、光叶苕子（Vicia villosa Roth var. glabrescens Koch）2 个品种，生产上以生育期85 d 的毛叶苕子为主。箭筈豌豆包括直立、半蔓、蔓生的三种类型100 多个地方品种，多以地方品种命名，主要是乌兰察布市、鄂尔多斯市、包头市、呼和浩特市、赤峰市等地方品种，生育期60～105 d，适宜不同地区种植。其他绿肥作物品种也很多，适宜在特定地区应用的有草木樨（Melilotus suaveolens Ledeb.）、小冠花（Coronilla varia L.）、山黧豆［Lathyrus quinquenervius（Miq.）Litv.］、山野豌豆（Vicia amoena Fisch. ex DC.）等。目前，全区种植面积最大的主要是紫花苜蓿（Medicago sativa Linn.）、沙打旺（Astragalus adsurgens cv.）和草木樨（Melilotus suaveolens Ledeb.）。紫花苜蓿品种主要有中苜一号、草原二号、准格尔苜蓿和敖汉苜蓿等，种植饲草以中苜一号为主，饲用与肥田兼用的以准格尔苜蓿和敖汉苜蓿等地方品种为主。其次是沙打旺和草木樨主要用于退耕地植被恢复及土壤修复，已经成为现阶段保护生态环境的先锋植物。还有农民采集野生绿肥作为新开垦地、盐碱地和旱地肥用，主要有紫穗槐（Amorpha fruticosa Linn.）、柠条（Caragana korshinskii Kom.）、红豆草（Onobrychis viciaefolia Scop.）、扁蓿豆［Melissitus ruthenicus（L.）Peschkoua］等品种，采集方便，施用效果好，农民一直沿用。另外还有以饲用为主，可兼作绿肥的作物，包括黑麦草（Lolium perenne Linn.）、油菜（Brassica campestris L.）、马齿苋（Portulaca oleracea Linn.）、灰绿藜（Chenopodium glaucum Linn.）等。

目前，内蒙古适宜种植的绿肥作物有一年生和多年生两类，生产上主要有以下几种：毛叶苕子、箭筈豌豆、草木樨、小冠花、山黧豆、山野豌豆、紫花苜蓿、沙打旺、红豆草、紫穗槐、田菁［Sesbania cannabina （Retz.）Poir.］、二月 兰［Orychophragmus violaceus（Linnaeus）O. E. Schulz］[20-22]。

1.2 绿肥作物种植面积

20 世纪60年代内蒙古的绿肥作物种植面积迅速扩大，1968年绿肥作物面积约50 万hm2，这个时期主要采用休闲压青方式进行绿肥的利用。70年代后期至90年代，虽然在休闲压青的基础上增加了复种、套种方式，但是由于受化肥短期经济利益驱使，加之农村劳力资源的短缺和种子价格高供应不足，农民对种植绿肥作物培肥地力的积极性降低，所以绿肥作物的面积减至最低谷[23]。21 世纪初，化肥不合理施用带来的负面影响日益显现，土壤肥力下降、化肥肥效降低，因此，我国出台了绿肥作物补贴政策，农民种植绿肥作物的积极性有所提高，绿肥作物生产缓慢恢复。绿肥作物的种植面积由10 万hm2逐年增加，2018年达到了50 万hm2，占耕地面积的5.4%[18]（图1）。20 世纪90年代后期，以扩大青饲料规模拉动绿肥生产，主要以豆科牧草根茬还田配合鲜草过腹还田培育地力。该方法不仅使绿肥的营养物质与能量都得到了充分利用，而且实现了绿肥二次加工后还田，开辟了绿肥作物生产和科学研究的新途径[24]。青饲料作物种植面积呈逐年上升趋势，21 世纪初达到了最高点，之后青饲料作物种植面积出现下降的趋势，逐年降至2013年的23.8 万hm2，之后青饲料作物种植面积呈现小幅增长趋势，2018年种植面积达到38.4 万hm2[18]（图2）。

图1 内蒙古绿肥作物种植面积

图2 内蒙古青饲料作物种植面积

1.3 绿肥作物产量概况

20 世纪80年代初，旱地蒙苕一号鲜草产量可达30 000 kg/hm2以上，后来随着绿肥作物研究的停顿，生产的种子难以销售，加之退耕还草战略的实施，原来的蒙苕一号繁种基地逐渐退耕或用于生产马铃薯，农民自己留种、小面积种植造成品种混杂退化，产草量降低，肥田能力下降。2008年以来，随着国家对粮食生产安全的重视，绿肥产业的发展越来越受到人们的重视，在提高绿肥作物产量方面的研究日益增多，绿肥产量有所提高，麦后复种毛叶苕子、田菁生物量可达30 000～52 500 kg/hm2，绿肥作物收益在17 000 元/hm2左右。范霞等[25]研究发现，影响毛叶苕子盛花期鲜草产量的主要因素是播种量，其次是播种期，施肥量影响相对最小。影响毛叶苕子种子产量的主要因素是播种期，其次是施肥量，播种量的影响最小。韩云飞等[26]研究发现，播种期不仅会影响毛叶苕子的产量，还会影响毛叶苕子的农艺性状。随着播种期的后推，干物质积累量和各种农艺性状呈现下降的趋势。内蒙古黄土高原地区毛叶苕子的最佳播种期是每年的4月20日。景宇鹏等[27]在内蒙古武川县开展了喷施生长调节剂对毛叶苕子产量影响的试验，结果表明，毛叶苕子喷施生长调节剂，单株结荚率和种子产量有所增加，分别在初花期和盛花期使用矮壮素1 次，产量增加幅度最大，为27%，使用生长调节剂后，株高降低6.6～9.3 cm，抑制了毛叶苕子鲜草的产量。

2 内蒙古绿肥作物栽培及利用方式

绿肥在内蒙古地区有着悠久的历史，特别是农牧交错带开放蒙荒以来，一直采用绿肥作物压青休闲培育地力的技术。随着绿肥产业的发展，绿肥作物的栽培及利用方式逐渐向多样化发展。内蒙古主要的绿肥种植区由于气候条件、自然资源、灌溉条件、作物品种的不同，绿肥作物种植和利用模式也不尽相同，主要有小麦、荞麦等禾谷类作物收获后播种野豌豆或收获前套种/间作豆科牧草，秋季翻压绿肥作物；其次是向日葵、玉米及瓜类等稀播作物间作/套作绿肥作物；再次是粮草轮作，绿肥作物与粮食作物轮作，根茬肥田、压青肥田。

2.1 河套和土默川灌区

近年来，河套及土默川灌区以麦后复（套）种绿肥作物、瓜类复（套）绿肥作物为主，秋季翻压绿肥作物，培肥地力或收获鲜草，根茬肥田，这种种植方式可以提高作物在生长季对土地、光、热、水分等资源的利用效率，多收获一茬绿肥，可以为下季作物提供大量的肥源[28]，还可降低盐碱危害[29]。段玉等[30]研究发现，麦后复种毛叶苕子，第2年在减施氮肥10%～20%的条件下，小麦仍然可以达到前一年的产量。通过毛叶苕子、箭筈豌豆绿肥还田，土壤有机质含量提高0.6%，农药用量减少30%，小麦平均增产780 kg/hm2。

2.2 阴山北麓旱作区

阴山北麓旱作区采取以粮草轮作/间作或薯草轮作/间作为主的绿肥种植模式，绿肥作物主要作为饲草料，该区域同时兼顾发展各类耐寒性豆类绿肥作物（毛叶苕子、箭筈豌豆、普通豌豆、麻豌豆、山黧豆等）的种子生产，建成了豆科绿肥作物的繁种基地。张海斌等[31]研究了内蒙古阴山北麓地区不同轮作模式对马铃薯产量的影响，以绿肥春翻→绿肥春翻→马铃薯进行轮作处理的商品薯率最高，商品薯率达78.17%，不同轮作方式对单株结薯数的影响不显著。在绿肥作物和马铃薯轮作体系中，绿肥作物后茬马铃薯减少施氮量30%，产量减少0.2 t/hm2，减幅仅为1.7%[32]。侯建伟等[33]对内蒙古阴山北麓薯草间作的种植模式进行了研究，结果表明，马铃薯与绿肥作物（苕子或莜麦）间作，未显著影响作物的耗水量，但是间作体系的水分利用效率得到了显著提高。在间作体系中，马铃薯的水分利用优势不明显，莜麦的水分利用效率提高较为明显。

2.3 阴山南麓及鄂尔多斯高原区

阴山南麓及鄂尔多斯高原区种植的绿肥作物主要有草木樨、沙打旺、毛叶苕子、箭筈豌豆等；野生绿肥作物种类较多，有小冠花、红豆草等，群众也有利用习惯。该区域绿肥作物种植主要是粮草轮作模式，绿肥作物以割草为主，部分地区采取翻压还田，在山区可以发展繁种基地。

2.4 大兴安岭南部及燕山丘陵区

大兴安岭南部及燕山丘陵区绿肥作物的发展以间套绿肥作物为主，如在玉米行间种豌豆、大豆，马铃薯行间种绿豆、豇豆，小麦行间种毛叶苕子，果树行间种植三叶草等。在该区域有较大面积的果园，可以发展果园绿肥作物。大兴安岭南麓区有休闲压青的习惯，可进行绿肥作物与主要粮食作物的轮作和麦后复套种绿肥作物。秋季翻压，用于熟化耕层、培肥地力、改良土壤。

2.5 西辽河灌区及科尔沁沙地区

西辽河灌区及科尔沁沙地区种植的绿肥作物主要有草木樨、普通豌豆、箭筈豌豆、蚕豆等。绿肥作物的发展仍以箭筈豌豆和毛叶苕子为主，主要以玉米间作绿肥作物，也可进行绿肥作物与主要粮食作物的轮作。发展绿肥作物的种植，有利于加速中低产田土壤的改良，培肥地力，提高土地综合生产能力，同时有利于促进当前草地生态畜牧业快速发展，加快农业产业结构调整，实现农牧业的可持续健康发展[34-36]。

3 内蒙古绿肥产业发展潜力

内蒙古耕地资源丰富，2018年全区耕地面积927.2 万hm2，旱地面积占67.5%[18]，耕地质量普遍偏低。绿肥还田不仅能迅速改良瘠薄性中低产田，而且能提高干旱缺水型中低产田的抗旱能力，保障粮食安全。2018年全区小麦和瓜类面积65.5 万hm2，马铃薯面积35.2 万hm2[18]，这几种作物的种植面积总计100.7 万hm2，约有1/2 的地块采用轮作、间作、套作、复种等方式种植绿肥，全区至少有50 万hm2耕地可以用来发展绿肥作物生产。果园和枸杞园间作绿肥作物是“以园养园、以短养长”的重要措施，不仅能培肥土壤、丰富土壤养分、降低地表径流、减少养分流失、提高产量和品质，而且能调节行间小气候、增加生物多样性、减少病虫草害。全区至少有10 万hm2果园可以用来间作绿肥作物，发展绿肥作物潜力巨大。

根据内蒙古农业生产的实际需求，全区约有240 万hm2的耕地可以用来发展绿肥，其中旱地绿肥130 万hm2，河套及土默川灌区发展绿肥50 万hm2，西辽河及岭东南地区发展绿肥60 万hm2。另外，10 万hm2果园也可以用来发展绿肥，因此，全区绿肥作物种植面积可以发展到250 万hm2。在保证麦后复种绿肥作物的前提下，应着重发展旱地间套绿肥作物、果园绿肥作物，以及广泛利用野生绿肥作物等。内蒙古以旱作农业为主的旗（县）有54 个，主要分布在大兴安岭南麓、燕山丘陵旱作区和阴山沿麓，在数量上占全区101 个旗（县）的53.4%，旱作区耕地面积501.6 万hm2，占全区927.2 万hm2耕地的54.1%，这些地区大部分地处农牧交错带，自然环境恶劣、生态脆弱、风蚀沙化严重，每年秋耕后到春播前风蚀细土30～60 t/hm2，土层下降0.2～0.4 cm。种植绿肥作物可以提高土壤肥力、防治风蚀沙化、促进农牧业生产可持续发展，因此，绿肥产业具有广阔发展空间和发展潜力。从绿肥产业发展角度来看，今后内蒙古绿肥作物发展的方向是加强多功能、多品种、多途径、多效益的研究与开发利用，合理配置区域间发展策略，适当调整、平衡发展各种绿肥作物。