浅析绿肥种植对土壤效应的影响

●首鹏云（汉中市南郑区大河坎镇农业综合服务中心 陕西 汉中 723000）

1 绿肥种植

我国是农业大国，积累了丰富农业技术的发展经验。早在3世纪，我国就已经对绿肥有了一定的研究和应用，《四民月令》中关于苜蓿、刈当茭相关种植的记载就是佐证。发展到晋代以后，绿肥的种类也越来越多，除了养畜所用的苜蓿以外，还在冬季农闲时种植苕子养护土壤，绿肥的应用也从田地拓展到园艺中。北魏时贾思勰在《齐民要术》中系统地研究和论证了不同类型绿肥的效果，并提出了绿肥轮作套种的肥田方法。至明清时期，绿肥应用也更加广泛，当时常见的绿肥有绿豆、蚕豆和苜蓿等。19世纪初，绿肥技术流传至海外，并逐渐成为当今欧美国家的覆盖作物[1]。建国以来，我国的绿肥种植面积在化肥的冲击下大幅缩减，当前种植面积仅有200万～300万公顷。随着化学肥料使用的弊端逐渐显现，水体污染、土壤退化现象日益严重，绿肥的栽培和利用又重新受到人们的重视，在治理中低产田和利用冬闲田时开始尝试利用绿肥，2017年启动了国家绿肥产业技术体系，绿肥的研究和利用迎来了新的发展机遇，将为我国现代农业的发展作出突出贡献。

2 绿肥种植对土壤效应的影响

2.1 绿肥对土壤有机质的影响

绿肥种植翻压对提升土壤有机质含量有着显著的作用，以绿肥仙草为例，其有机碳含量约为21%，栽培100 kg的鲜草可以增加土壤有机质21 kg；富含纤维素的绿肥植物有利于促进土壤有机质的更新和积累[2]。绿肥中的易分解组分含量较高，所以在翻压腐解时可以强化土壤有机质的矿化作用，分解剧烈时期更为明显。在相同类型的土壤中，有机质含量越低的土壤激发率越高。从国内的研究报告来看，对土壤有机质改善作用最好的绿肥当属“沙打旺”，对照其他绿肥来说，效果可以提升10%。当农业生产者适当减施化肥用量以后，翻压绿肥可以有效地提高土壤中的有机质含量，但是目前尚无研究证明火星有机质的增加量与绿肥翻压量呈线性关系。绿肥翻压的作用远不止提高土壤有机质含量，还可以改善土壤的疏水性、平均分子量等。

2.2 绿肥对土壤养分的影响

绿肥翻压对调节土壤养分有着积极作用，可为土壤提供多种类型的养分，如氮、磷、钾，从而有效地提高土壤的肥力。绿肥植物会将土壤深层的养分转移到土壤表面，这种转移是通过植物根系吸收土壤深层肥力，经过翻压以后植株分解，营养物质也被留在了土壤表层，继而提高了土壤的肥力。除了这种调节土壤养分的方式，一些绿肥作物可以分泌酸，这些酸可以对磷产生作用，将其转化为可溶、可供植物利用的形式。

豆科植物可与有益菌根真菌共生，这些菌根真菌可以高效地吸收土壤中的磷，然后再传递给豆科植物，起到收集、固定磷元素的作用。豆科植物在固氮方面也有着突出的表现，每公顷豆科绿肥可以从空气中吸收和固定纯氮75～150 kg。研究表明，各种绿肥翻压还田以后，可不同程度提升土壤全钾和速效钾含量，其中效果最理想的是豆科植物。深入研究后发现，豆科植物发达的根系可以从深层土壤中吸收钾元素，进而在翻压还田以后改善耕作层的钾素含量。绿肥的活性根表面积对K+的亲和力较强，土壤中不同形态钾的平衡被打破，矿物钾也逐渐转化为有效钾，进而起到调节土壤养分的作用。

2.3 绿肥对土壤物理性状的影响

绿肥对土壤物理形状的影响主要是通过根部实现，在根的穿透能力和团聚作用下，土壤变得越来越疏松，在一定程度上改善了土壤的保水保肥能力，优化了耕作条件。长时间栽培和利用绿肥的农田，在土壤耕作方面的表现较好。究其原因，绿肥作物可以促进有益真菌和其他微生物的繁殖，绿肥经过微生物的分解矿化，可以和土壤共同形成有机－无机复合体，从而对土壤的物理形状产生影响，在豆科绿肥中体现得尤为明显。经过绿肥的种植和翻压以后，土壤容重降低、孔隙度增大，非毛管孔隙增加和毛管孔隙减少，这就使得土壤的结构趋于合理。经过翻压以后土壤转成腐殖质，有利于改善土壤的团粒结构。绿肥种植对土壤温湿度也有直接影响，一般生长比较快、茎叶繁茂的绿肥植株可以通过荫蔽地表减少根际表土水分的蒸发，进而保障土壤的含水量。以冬闲田的常见绿肥毛叶苕子来说，植株的生灭时间控制得当可以在维持土壤水分方面发挥积极作用，灭生过早或过晚会降低春季耕层的含水量[3]。不过绿肥和主作物共存会出现抢水的问题，农业生产者在栽培和利用绿肥时需结合生产实际进行调整，合理选择绿肥品种。

2.4 绿肥对土壤化学和生物学性状的作用

绿肥的化学和生物学作用表现在pH值、土壤酶活性和土壤微生物种类和数量等多个方面，这些生物和化学性状的变化都会对土壤肥力和作物生长产生相应的影响。

2.4.1 化学作用通常来说，种植和翻压绿肥以后，土壤的pH值会有所降低，推测是因为翻压以后土壤中的有机酸含量增加。但是紫云英种植翻压以后却会导致土壤pH值升高。由此可见，绿肥对土壤化学性状的影响与绿肥种类有关，同时翻压量和土壤类型也是重要的影响因素。例如石灰土种植翻压紫云英以后，土壤的pH值稍有下降，随着绿肥的翻压量增加，pH值下降也越来越多。

2.4.2 生物作用绿肥的种植翻压过程中，其根系分泌物会让土壤中的酶类增加，改善微生物的生存条件，可供利用的营养和能源物质变得丰富，进而增加了土壤微生物和酶类的活性。研究发现碳氮比小、木质素含量高的绿肥在激发微生物、酶类活性的表现不如其他绿肥植株。此外，绿肥在改善果园土壤蛋白酶活性上也能发挥作用，种植绿肥的果园土壤的蛋白酶活性提高了50%，土壤养分转化的效率得到提升，并且营养抗性会抑制土传病菌的发生。

2.5 绿肥的肥料效应

化肥经过长时间使用会影响土壤质量，翻压绿肥则可以促进养分吸收积累量，增加养分利用率，在提升农业产量的同时改善土壤肥力和理化性质，实现绿色、可持续发展。因此，农业生产工作者可以尝试绿肥、化肥配合施用的路径，有效提高农业生产的效率和可持续性[4]。

3 总结

绿肥培植和利用对我国农业生产的优化具有重要的作用，我国已经在绿肥作物的研究方面积累了许多经验，但是在细节方面的研究还有待提升。为此，应深入研究绿肥种植在土壤肥料中的作用，才能更好地利用绿肥，更大限度地为生态农业的发展提供支持。