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绿肥作物

以新鲜植物体就地翻压或沤、堆制肥为主要用途的栽培植物总称。绿肥作物多属豆科,在轮作中占有重要地位,多数可兼做饲草。历史中国利用绿肥作物的历史大致可分为四个时期。

以新鲜植物体就地翻压或沤、堆制肥为主要用途的栽培植物总称。绿肥作物多属豆科,在轮作中占有重要地位,多数可兼做饲草。

历史

中国利用绿肥作物的历史大致可分为四个时期。①公元前200年以前,为锄草肥田时期,如《诗经·周颂》有“其镈斯赵,以薅荼蓼,荼蓼朽止,黍稷茂止”的记载;②公元2世纪末以前为养草肥田时期,《齐民要术》中辑收的西汉《氾胜之书》中有“须草生,至可耕时,有雨即耕,土相亲,苗独生,草秽烂,皆成良田”的记载:③公元3世纪初为绿肥作物开始栽培的时期。西晋郭义恭写的《广志》一书中记有“苕,草色青黄,紫华,十二月稻下种之,蔓延殷盛,可以美田,叶可食”,说明当时已经广泛种植苕子作稻田冬绿肥:④公元5世纪以后为绿肥作物广泛栽培时期,栽培较多的有绿豆、小豆、芝麻,苕子等作物。贾思勰的《齐民要术》记载有“凡美田之法,菉豆为上,小豆、胡麻次之”的经验,指出绿肥作物施用肥田效果是“其美与蚕矢,熟粪同”。到了唐、宋、元时代,绿肥的使用技术广泛传播,绿肥作物的种类和面积都有较大的发展,芜菁、蚕豆、麦类、紫花苜蓿紫云英等,都作为绿肥作物栽培。明、清时代金花菜、油菜、香豆子肥田萝卜、泥豆、大麦、小麦、饭豆、满江红等也都相继列为绿肥作物。20世纪40年代前后又从国外引进毛叶苕子箭筈豌豆草木樨紫穗槐等多种绿肥作物。50年代中国绿肥作物的种植面积达130多万公顷,主要分布在浙江、江西、江苏、安徽、湖南、湖北、广东、四川等省。到1978年,栽培绿肥作物的总面积达到1200万公顷,种植区域遍及全国。

绿肥作物在其它国家也有栽培,如罗马帝国时代就利用绿色植物体压到土壤中去作肥料。在无机肥料大量推广的20世纪初叶,世界上农业发达的国家都是把厩肥和绿肥作为增加土壤养分的主要来源。但随着工业的发展,一些工业发达的国家以无机肥料取代了有机肥,致使绿肥作物面积大幅度下降。80年代以来,由于世界性的能源危机和环境污染等原因,豆科作物和生物固氮资源的利用又重新引起重视。而且绿肥作物的种植形式和利用方式也有所改变,一般除作改良土壤以外,很少以新鲜植物体直接翻压到土中。多数作为饲草,以畜粪和绿肥作物的根茬肥田,或作为覆盖作物栽培以保持水土和保护环境。

类型

类型的划分有以下几种:①按栽培季节划分为冬季绿肥作物(秋和初冬播种,翌春和夏初利用):夏季绿肥作物(春播或夏播,秋前利用);春季绿肥作物(早春播种,夏初前利用);秋季绿肥作物(夏末和早秋播种,冬前利用);多年生绿肥作物(一次播种可以分期刈割利用)。②按生长环境可划分为旱地绿肥作物、水生绿肥作物。③按植物学分类可划分为豆科绿肥作物、禾本科绿肥作物、十字花科绿肥作物等。④按用途可划分为绿肥作物和兼用绿肥作物两种。绿肥作物又根据所施用的对象,分稻田绿肥作物、棉田绿肥作物、麦田绿肥作物,果、茶、桑园和经济林木绿肥作物等:兼用绿肥作物根据其所兼的用途,又分为覆盖绿肥作物、防风固沙绿肥作物、净化环境绿肥作物,以及肥、饲兼用和肥、粮兼用绿肥作物等等。

资源

中国地跨寒温带至赤道带,各类植物繁多,可作绿肥作物的植物资源也极为丰富,栽培的绿肥作物共有10科,45属,80多种(见表1)。

表1 中国绿肥作物资源一览表

表1 中国绿肥作物资源一览表(续)-1

表1 中国绿肥作物资源一览表(续)-2

作用

绿肥作物一般对土壤、气候条件要求不严。比粮、棉、油作物适应性广,可以利用轮作中剩余的空间和生长时间,生产效率亦高。就单位面积产量中所含粗蛋白质的数量来讲,比种粮食作物高4~6倍。

提高土壤的养分

绿肥体内含有各种作物所需要的多种肥分,如氮、磷、钾、锌、锰、硼、铜等,作肥料施入田内分解快,供肥及时,肥劲稳定而持久。一般豆科绿肥作物的鲜草含N量为0.3~0.7%,P2O5为0.06~0.28%,K2O为0.23~0.8%;水生绿肥如满江红水葫芦等的鲜体含N量为0.09~0.29%,P2O5为0.02~0.10%,K2O为0.12~0.51%;十字花科绿肥作物的鲜草含N量0.27~0.42%,P2O5为0.06~0.11%,K2O为0.35%左右。中国常用的绿肥作物养分含量见表2。豆科绿肥的氮含量均比一般厩肥高0.5~1倍,比其它作物秸秆高2~3倍。一般含磷、钾量则低于厩肥。

改良土壤

绿肥作物翻压到土壤里,具有提高土壤有机质的数量,更新土壤中腐殖质和减少氮素的淋失等作用。据中国全国绿肥试验网联合定位试验资料,绿肥作物翻压后一般平均每年每公顷压7500千克绿肥鲜草,土壤有机质绝对数量可以增加0.002~0.04%,增长率在0.30~3.43%。翻压过嫩的豆科绿肥作物,其碳氮比窄,矿化快或土壤中原来有机质含量高时,则土壤中有机质含量增加不明显,甚至有暂时下降的趋势。绿肥作物在土壤中,腐解过程所合成的腐殖质等有机胶体,与土壤中粘土矿物复合成有机无机胶体,使土壤形成良好的土体结构,因此能改善土壤理化性状;水稳性团聚体和孔隙度增加,容重下降,提高土壤保水保肥性能,增加土壤的缓冲性,加速盐碱地的脱盐,降低红壤中活性铝和游离铁的危害等等。豆科绿肥作物与固氮根瘤菌、满江红与固氮蓝藻共生的固氮作用,在氮素平衡中,具有重要意义。一般每500千克豆科绿肥鲜草或1250千克鲜满江红,可以固定空气中游离氮素1.5~2.5千克。其固定的氮,除以蛋白质的形态存在植株内,还能通过根系分泌或根毛、根表皮脱落等形式,补充到土壤中去。十字花科以及豆科绿肥作物利用难溶性磷酸盐的能力比较强,通过其发达根系富集磷到绿肥体中,再经过分解形成易效态的磷,供其它作物吸收利用。绿肥在分解过程中产生CO2,引起土壤中pH的暂时下降,可提高磷酸盐和某些微量元素的有效性。绿肥作物分解过程中的中间产物以及微生物的代谢和自溶的物质,与土壤中的多价金属离子形成比较稳定的络合物,从而使土壤中难溶物质有效性提高。

表2 常用绿肥作物鲜草养分含量(%)

增加产量

绿肥作物翻压以后,促进作物增产,其增产效果大小受土壤肥力、作物品种和绿肥的施用技术等因素影响,一般每500千克绿肥或1250千克满江红,包括后效可增产粮食25~50千克。在瘠薄土壤上的增产效果高于肥沃土壤。

很多绿肥作物是牲畜的优良饲草。如紫云英、苕子、箭筈豌豆满江红沙打旺草木樨等。一般鲜草中含粗蛋白3.0~4.5%,粗脂肪1~2%,还有大量的多种维生素。绿肥作物供牲畜食用后,转化畜产品或役能外,尚有70%左右的养分从粪便排出仍可肥田。

保护环境

绿肥作物根系庞大,在水土流失地区种植,比中耕作物可减少地表径流40~90%,减少土壤冲刷量40~70%。有的绿肥作物还有净化空气、水质和美化环境的作用。多数绿肥作物是优良的蜜源植物,紫穗槐一类绿肥作物茎条可作编织材料,田菁种子胚乳中含半乳甘露糖胶,是多种工业不可缺少的重要原料。在能源缺乏地区,结合收籽,其秸秆还可解决燃料问题。

发展

随着农业现代化和商品生产的发展,绿肥作物的栽培利用,对促进种植业与饲养业结合,用地与养地结合起重要作用。豆科、非豆科、一年生、多年生绿肥作物并用特别应重视禾本科草类作物。种草同时养畜,以畜粪、根茬肥田。在防风、保持水土、抑制杂草和美化环境等方面发挥绿肥作物这类生物资源的作用:在种植方式上,实行间、套、复种,把绿肥纳入种植业结构之中,充分利用农田隙地和果、林行间以及其它可以利用的时间、空间,最大限度地种植绿肥作物