李忠義++胡鈞銘++蒙炎成++何鐵光++蘇天明++唐紅琴++張野++韋彩會++李婷婷++王瑾++俞月鳳++何永群


摘 要 回顧廣西化肥施用概況和綠肥發展歷史,介紹種質資源情況,提出適合廣西綠肥發展的種植模式。綠肥-輪作、綠肥-間套作、糧肥兼用、飼肥兼用、果園綠肥、茶園綠肥等模式是適合廣西綠肥發展的種植模式。政府扶持、擴大宣傳,加強適宜綠肥品種的收集、選育、留種,不斷探索綠肥種植的最優模式,著力提高綠肥生產的綜合效益,以推動廣西農業的可持續發展。
關鍵詞 綠肥 ;種植模式 ;廣西
分類號 S142
Development and Cropping Patterns of Green Manure in Guangxi
LI Zhongyi HU Junming MENG Yancheng HE Tieguang
SU Tianming TANG Hongqin ZHANG Ye WEI Caihui
LI Tingting WANG Jin YU Yuefeng HE Yongqun
(Agricultural Resource and Environment Research Institute,
Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007, China)
Abstract Development and application of cropping patterns for green manure were studied to provide as a reference for recovery and development of green manure in Guangxi. Based on the existing previous literature, the application of chemical fertilizer, the development history of green manure and the germplasm resources were reviewed to put forward appropriate cropping patterns in Guangxi. The cropping patterns of green manure intercropping, green manure rotation, grain fertilizer combination, feeding fertilizer combination, orchard green manure and tea garden green manure which are suitable for the development of green manure.In order to improve the comprehensive benefits of green manure and promote the sustainable development of agriculture in Guangxi, the government should support and expand the publicity, strength the collection, selection and retained seed, explore the optimal model of planting green manure constantly.
Keywords green manure ; cropping patterns ; Guangxi
在現代農業生產中,由于化肥施用不合理,導致土壤肥力下降,污染嚴重,從而威脅到農產品安全。綠肥作為一種生物肥源,有改土培肥,提高農產品品質的作用。在20世紀70年代,全國綠肥播種面積達1.3×107 hm2,但隨著化肥應用的推廣,自20世紀80年代綠肥種植面積迅速下坡[1]?,F代農業呼喚傳統農業的回歸,因地制宜地種植綠肥,對保障農產品安全,保護農田生態環境,促進農業可持續發展有著重要意義。在綠肥效應研究上,前人對綠肥在提高土壤養分[2-3]、增加土壤有機質含量[4]、改善土壤物理性質[5]、抑制農田雜草[6]、提高作物產量和品質[7-8]等方面做了深入的研究。在綠肥利用現狀、發展前景方面,聶軍等[9],張久明等[10],秦文利等[11],鄭普山等[12],謝成俊等[13],蘇金平等[14]分別針對湖南、黑龍江、河北、山西、甘肅、江西等省份的綠肥情況進行了深入剖析,提出相應對策。蒙世歡[15]、李少泉等[16]概述了廣西的綠肥資源現狀,分析其存在問題和原因,提出恢復和發展冬綠肥的建議。筆者總結了廣西化肥施用概況,綠肥發展歷史和種質資源情況,提出因地制宜的綠肥種植模式。針對廣西土壤類型、氣候特點、耕作制度提出輪作、間套作、糧肥兼用、飼肥兼用、果園綠肥、茶園綠肥等種植模式,為恢復和發展廣西綠肥提供參考。
1 廣西化肥施用和綠肥發展概況
1.1 廣西化肥施用情況
由表1可以看出,廣西農田化肥施用量呈逐年增加的趨勢。1980年廣西化肥施用總量為39.70萬t,到2013年化肥總用量則為255.70萬t,其用量是1980年的6.4倍。2013年化肥用量已經達到661.5 kg/hm2,遠遠超過國家安全上限(434.3 kg/hm2)?;适┯弥幸泊嬖诘?、磷、鉀配比不合理的現象,2011~2013年間,廣西氮、磷、鉀肥的施用比例為1∶0.42∶0.77,遠低于世界平均(1∶0.59∶0.48)水平。這種重氮肥、輕磷肥、鉀肥的施肥方法,破壞了土壤團粒結構,導致土壤肥力不均,從而出現土壤板結的現象[11]。因此,單純依靠化肥的耕作模式已不適合可持續農業的發展。endprint
1.2 廣西綠肥發展歷史概況
廣西有著悠久的綠肥種植史,在近代有過2次發展高峰。第1次發展高峰是1964~1974年,這期間全廣西冬種綠肥面積達到48.4萬hm2/a,其中1972年種植面積最高,種植達到67.2萬hm2。第2次發展高峰期是1989~1996年,全廣西種植綠肥都在46.7萬hm2/a以上,年均50.7萬hm2,其中1991年種植面積為66.9萬hm2,基本恢復到歷史最高水平。從20世紀90年代中期,隨著工業和化肥制造業的發展,為提高農作物產量和效益,廣西農田化肥施用量快速增加,從而影響了綠肥的生產,導致廣西綠肥種植面積不斷萎縮,到2012年,跌至不足13.3萬hm2。2013年5月,廣西農業廳發布《發展綠肥生產促進美麗鄉村建設的指導意見》,讓冬、春的田野披上綠裝,促進休閑農業和鄉村旅游發展,同時綠肥生產已被列入廣西“三個千萬畝增糧增收行動計劃”的重要內容。在現今政策的指引下,廣西綠肥已經得到恢復性生產,紫云英、苕子、油菜等綠肥種植面積達22.9萬hm2(表2)。
2 廣西綠肥種質資源
廣西綠肥作物種類有原產或原有的,也有外地引進的,主要有豆科、禾本科、十字花科、菊科等,在廣西各地可因地制宜地種植。
2.1 豆科
豆科綠肥有著龐大的根系,穿透力強,可以疏松土壤,改善土壤環境。其根部的根瘤,可固定空氣中的氮素,起到固氮作用。廣西豆科綠肥主要包括大豆屬的大豆、黃耆屬的紫云英、豇豆屬的綠豆和印度豇豆、扁豆屬的拉巴豆,山黧豆屬的山黧豆、豌豆屬的光葉紫花苕子、草木樨屬的草木樨、苜蓿屬的紫花苜蓿、田菁屬的田菁等。
2.2 禾本科
禾本科綠肥的碳/氮比較高,根系發達,有利于增加土壤中有機質含量。廣西禾本科綠肥主要包括黑麥草屬的黑麥草、燕麥草屬的燕麥草和羊茅屬的葦狀羊茅。
2.3 十字花科
十字花科綠肥具有促進磷轉化的作用。主要包括蘿卜屬的肥田蘿卜和蕓薹屬的油菜。
2.4 菊科
菊科綠肥有的還具有藥用價值,如澤蘭屬的飛機草、金光菊屬的金光菊除做綠肥外,還具有清熱解毒的功效。
2.5 其他科
滿江紅科的滿江紅飼肥兼用,在池塘及受污染的稻田里還具有凈水、防蚊、除毒的效果;天南星科水浮蓮飼肥兼用,此外還對水體中的養分和重金屬有較強的吸收能力,可用于污染水體的生物凈化。
3 綠肥種植應用模式
3.1 輪作模式
廣西冬閑田面積大,每年可發展60萬hm2以上。趙其國等[17]指出,充分利用冬閑田,實行綠肥過腹還田是保證南方紅壤生態系統持續穩定健康發展的手段之一。李少泉等[16]指出,采取冬種綠肥,是解決廣西肥料不足,培肥地力,降低生產成本,實現農業穩定發展的重要途徑。綠肥輪作模式在廣西主要有“稻-豆-綠肥”和“稻-稻-綠肥”輪作模式?!暗?豆-綠肥”輪作全免耕栽培法[18],即早期種植水稻,在收割水稻前2~3 d播種黃豆,收獲黃豆后將其秸稈均勻撒到田里,撒種紅花草和肥田蘿卜。該栽培方法,具有節本增效、省工省時、趕上季節、保墑抗旱等優點。“稻-稻-綠肥”曾是我國南方雙季稻區稻田的主要復種方式,在20世紀60~70年代,其種植面積占稻田總播種面積的2/3以上。馬艷芹等[19]針對桂北靈川縣調查發現,該縣有11.67%的農戶冬季種植紫云英。高菊生等[20]研究發現,冬種紫云英能夠使稻田土壤有機質逐年累積,提高土壤全氮、全磷、堿解氮和有效磷含量,促進增產?!暗?稻-綠肥”輪作作為一種傳統的種植模式,在廣西值得廣泛應用。
3.2 間套作模式
間套作模式是指綠肥與糧食、經濟作物成行或成帶相間種植,可同時播種(即間作),也可先后播種(即套種)。廣西蔗田面積已超過106萬hm2,甘蔗與豆科綠肥間套作,起到用地與養地相結合,協調糧肥爭地的矛盾。研究表明,甘蔗/豆科間作系統中,平均每穴黃豆的根瘤數238.5個,鮮重0.48 g,折合根瘤35萬~50萬個/hm2,總鮮重720~980 g,且收豆后的根莖、葉返還蔗田的養分對甘蔗生長、改良土壤有顯著促進作用。謝金蘭等[20]在廣西開展甘蔗間套種早熟綠豆品種比較試驗,篩選了適合甘蔗間套種的綠豆品種。馮奕璽[21]研究發現,蔗行間種黃豆花生,提高了光能利用率,使用地和養地很好地結合,提高了土壤肥力。廣西甘蔗種植面積居全國之首,2014年約98.4萬hm2,在廣大蔗區件套種豆科綠肥,發展空間巨大。
3.3 肥糧兼用型生產模式
肥糧兼用型生產模式,是以糧肥兼用型豆科植物為主,因此,篩選優質糧肥兼用豆科品種資源是關鍵。綠豆具有適應性廣,播種期長,抗旱耐瘠,栽培方式多樣等優點。此外,作為豆科綠肥,其木質化程度慢而低,采摘1~2次種子后壓青,具有固氮養地的作用,在農業種植業結構調整和優質、高效農業及農業可持續發展中有重要作用[22-23]。王營營等[24]以3種不同生長習性的18個綠豆品種為材料,研究了不同品種間的光合性狀差異,以篩選光合性狀優良的綠豆品種,為糧肥兼用型綠肥種質資源評價提供參考。廣西農業科學院農業資源與環境研究所于1980年從國外引入桂選系列綠豆種質資源, 經試種觀察, 與本地綠豆相比具有較多的優越性。經過不斷的提純復壯,選育出的“桂綠豆3號”(桂審豆2014002)、“桂綠豆5號”(桂審豆2014003),通過廣西農作物品種委員會審定,豐富了糧肥兼用綠豆品種資源,該品種在香蕉園進行套種,已在廣西進行了適應性推廣。
3.4 肥飼兼用型綠肥牧草生產模式
肥飼兼用綠肥的種植主要是利用主作物生長季節以外的時間和空間,采取間套復種或輪作方式,利用綠肥牧草割青后根茬的肥田作用,達到改土肥田的目的[25]。吳建富等[26]研究表明,雙季稻種植紫云英做早稻基肥比雙季稻單施化肥水稻增值達7.9%,此外,紫云英肥飼兼用的農畜產品綜合增值達27.8%,這充分顯示出紫云英肥飼兼用的高效益,既提高了其自身的經濟價值,又促進了農牧業的發展。梁海軍等[27]開展雙季稻區冬閑田采取稻-稻-綠肥(飼草)輪作試驗,結果表明,綠肥區之間稻谷產量紫云英區最高,黑麥區其次,油菜區最低。年均經濟效益稻-稻-紫云英、稻-稻-黑麥、稻-稻-油菜與不種綠肥的對照相比,分別提高285.4%、159.6%、111.7%。廣西畜牧研究所易顯鳳等[28]研究原產澳洲的拉巴豆,發現該品種具有產量高、營養豐富、適口性好、適應性和抗逆性強等優點,現已成為廣西主要種植的優良牧草品種之一。該品種還具有較強的固氮作用,一般情況下,1 000 kg拉巴豆(干物質)可以固20~40 kg氮,其作為綠肥可提供氮素和礦物微量元素。endprint
3.5 果園綠肥種植模式
果園發展綠肥是利用果樹行間空間大, 爭地矛盾小的特點,種植綠肥以抑制雜草生長,改善土壤結構,加速土壤熟化,提高土壤有機質和營養元素含量,促進果園害蟲天敵增殖,增強果園樹勢,提高產量和品質[29-30]。羅禮鳳針對廣西柑桔園開展綠肥研究,結果發現,黃花草木樨為春夏間果園間種的優良綠肥品種[31],花豇豆是幼果園糧肥兼用理想的夏季綠肥品種[32]。黃錦福等[33]指出,綠肥壓青能提高芒果產量,增加芒果Vc含量和總糖含量,提高芒果品質。姚源升等[34]在百色開展坡地果園水土流失的生物覆蓋治理研究,試驗結果表明:生物覆蓋綜合治理區(在坡地芒果園邊坡種植桑樹生物柵籬、在梯面種植印度豇豆綠肥和覆蓋秸桿)與對照區相比,水流失量和土壤土壤侵蝕量分別減少63.72%、83.65%;土壤有機質和速效鉀分別增加1.9 g/kg和15 mg/kg;座果率平均提高18.4%,增產20.76%。
3.6 茶園綠肥種植模式
廣西茶產業具有茶園美、茶韻濃、茶市早、茶品優、茶節樂五大特色,茶園面積約4.7萬hm2,發展空間巨大。茶園綠肥種植模式,是利用茶園行間種植綠肥,以改善和提升茶園土壤肥力條件、防止茶園水土流失、改善茶園內小氣候、調節茶園土壤的溫濕度、改善茶葉品質、增加經濟收益、提高茶園生態系統穩定性[35]。茶園發展和種植綠肥,也是發展有機茶的重要途徑之一。劉義平[36]研究表明,茶園套種羽葉決明、園葉決明、平托花生和百喜草等經濟綠肥,在高溫期能平均降低地表溫度6.64℃,0~30 cm土層含水量平均提高1.93%,土壤有機質、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀分別提高2.68、0.09、27.81、2.92和5.13 mg/kg。彭晚霞等[37]在亞熱帶丘陵區茶園連續4年大田試驗,研究了覆蓋與間作對茶園生態因子及茶葉品質、產量的影響,結果表明,幼齡茶園進行稻草覆蓋和白三葉草間作,提升了土壤含水量,加強了茶園生態系統的自我調控能力,從而有效促進茶樹的生長,改善了茶葉品質,增加了茶葉產量。根據廣西茶園環境條件,春季可播種烏豇豆、田箐、綠豆等夏季綠肥作物,秋季播種紫云英、笤子等冬季綠肥。
4 建議
廣西發展現代農業,種植綠肥對保障廣西農產品安全,保護農田生態環境,促進農業可持續發展有著重要意義。為進一步恢復和發展廣西綠肥,根據廣西農業實際情況提出以下建議。
4.1 政府扶持,擴大宣傳、爭取資金扶持
政府要高度重視綠肥生產,實施政策扶持和獎勵,同時加強宣傳,扭轉人們錯誤的施肥觀念。
建議廣西政府部門建立綠肥專項資金,從綠肥生產、管理以及綜合利用方面予以重點扶持。積極引導綠肥的專業化、產業化生產,建立綠肥生產基地,加強經營管理和技術指導,促進綠肥的綜合開發利用。
4.2 加強綠肥品種的收集、選育與留種,完善綠肥種子生產產業化體系
廣西全區各地的條件千差萬別,因此,要不斷加強綠肥品種的收集、選育與留種,從而針對各地自然條件、生產特點,選用適宜的綠肥品種,合理搭配,統籌安排。同時,以綠肥區劃為依據,在不同綠肥生產利用區建立相應的綠肥種子生產基地,規范各項生產技術要求,搞好良種繁育和提純復壯,完善綠肥種子生產產業化體系,從根本上解決種源不足的問題。
4.3 加強綜合利用研究,探索綠肥種植模式
借鑒廣西周邊同類氣候條件、土壤類型、地質地貌地區綠肥的種植模式,提倡走一肥多能,綜合利用的路子,探索適合廣西綠肥種植的最優模式,著力提高綠肥生產的經濟、社會和生態效益。
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