我國綠肥油菜研究進展及發展前景展望

董章輝，張艷麗，王虎，趙麗芬，眭書祥，李增書，王艷濤，朱青竹*

（1.石家莊市農林科學研究院，河北 石家莊050041；2.平山縣南甸鎮人民政府，河北 平山050400）

長期大量施用化肥會影響土壤性質[1，2]，甚至溫室效應、臭氧層變薄都與氮肥施用過程中產生的N2O有關[3]。我國是種植綠肥時間最長、面積最大、范圍最廣的國家。綠肥富含有機質，營養豐富均衡，除氮、磷、鉀外，還含有大量微量元素，肥效持久，營養不易流失，是重要的有機肥之一。通過種植綠肥作物來提高土壤肥力，可以增加土壤有機質含量和土壤微生物種群數量，改良土壤結構，增強土壤保水保肥能力[4]，是實現化肥施用量負增長的有效措施。與其他綠肥相比，油菜綠肥的種植成本低、鮮草含量高、肥效好，并且種植區域廣闊、對土壤肥力要求低、適應性強、栽培管理簡單，不僅可以改善土壤質量，保證后茬作物穩產、高產、優質，提高農民經濟效益，而且可以減少化肥用量，改善生態環境，具有非常廣闊的發展前景。近年來綠肥油菜種植發展迅速。基于文獻，匯總近年來綠肥油菜相關研究成果，綜述綠肥油菜改良土壤的效果、綠肥油菜栽培管理等，為綠肥油菜的研究和利用提供參考。

1 綠肥油菜對土壤改良效果

1.1 綠肥油菜對土壤養分的影響

種植翻壓綠肥，可以將其生長發育過程中吸收的氮、磷、鉀等物質釋放到土壤中，增加土壤營養成分。油菜盛花期生物量大，鮮草產量可達45 000 kg/hm2，植株全磷、全鉀含量分別為0.30%和2.79%，明顯高于紫云英；另外，盛花期油菜的碳氮比為（20～25）∶1，有利于微生物分解，更易于植物吸收利用[5]。綠肥油菜不僅可以提高土壤中氮、磷、鉀等營養成分，而且明顯提高土壤中的有機質含量。王丹英[5]等經過4 a田間定位試驗表明，綠肥油菜對土壤中有機質、全氮、堿解氮和全磷含量均有明顯提高，其中有機質和全磷的提高程度明顯高于紫云英。趙慧娟等[6]研究表明，翻壓綠肥油菜后，土壤有機質、全氮、堿解氮含量分別提高了1.23、0.54和19.17 mg/kg，速效磷和速效鉀的含量也有明顯提高。另外，綠肥油菜對土壤中難溶性磷有活化優勢，減少土壤磷向O-P轉化，提高土壤磷的有效性，可以明顯提高后茬作物的磷營養[7]。

綠肥油菜翻壓后，其腐解速度和養分釋放有一定的規律。劉新紅等[8]對甘藍型、芥菜型和白菜型3種類型油菜進行研究表明，翻壓后0～28 d為快速腐解期，腐解率為60%；28～102 d為緩慢腐解期，腐解率為80%；養分釋放規律與腐解規律一致，第102天碳、氮、磷和鉀累積釋放率分別達到76%、75%、72%和98%。寧東峰等[9]研究發現，綠肥翻壓后的前3天腐解速度最快，隨后趨勢變緩，綠肥油菜比毛葉苕子和冬牧70黑麥腐解快；整個翻壓期內磷釋放平緩，鉀在翻壓前期釋放迅速。

1.2 綠肥油菜對土壤理化性質的影響

長期施用化肥會導致土壤中有機質含量降低，土壤板結，理化性質變差，功能減退，影響作物生長。油菜是直根系，其在土壤中生長穿插，可以疏松土壤，增加土壤孔隙度，降低土壤容重；綠肥油菜翻壓后，其有機質與土壤顆粒形成水穩性團聚體，改善土壤結構、通氣性和透水性[10]。王丹英等[5]研究表明，油菜盛花期翻壓還田可明顯增加土壤總孔隙度，減少土壤容重，使土壤物理性狀得到改善，且效果好于紫云英。楊旭燕等[11]將油菜翻壓還田后，土壤容重由原來的1.68 g/cm3降低到1.43 g/cm3。鄧力超等[12]將油肥1號翻壓還田后，土壤容重降幅達到22.55%。翻壓綠肥油菜使土壤團粒結構得到改善，土壤通氣性增強，有利于后茬作物的生長發育。

種植翻壓綠肥油菜還可以改變土壤pH值，富集土壤中的重金屬，減輕土壤污染。劉慧等[13]研究發現綠肥油菜翻壓對新疆鹽堿土壤有明顯的改良效果，不同深度的土壤耕層pH值均有明顯降低，其中0～20 cm耕層pH值降幅最高；不同耕層土壤電導率均降低了0.8 mS/cm，表明土壤含鹽量降低。種植綠肥油菜能夠吸收土壤中的Cd、Pb，緩解土壤重金屬污染[14，15]。油菜可以作為重金屬污染土壤植物修復的物種[16]。

1.3 綠肥油菜對土壤微生物和酶活性的影響

土壤微生物和土壤酶活性是土壤2個重要的生物學指標。土壤微生物的菌群結構及數量不僅可以影響土壤的結構和肥力，而且一定程度上影響著植物的健康生長[17]。種植綠肥作物對土壤微生物菌群組成有積極的改善作用，綠肥翻壓后在土壤中分解產生土壤微生物生長需要的營養物質，提高微生物活性。李文廣等[18]研究發現，油菜作為綠肥還田可以改善土壤中細菌群落多樣性，增加土壤中有益菌群落數量，尤其是變形菌門、放線菌門、酸桿菌門、厚壁菌門豐度明顯升高。張超[19]利用16SrRNA高通量測序的方法測定黑麥草—煙草、魏豆—煙草、油菜—煙草3種不同輪作方式的土壤細菌多樣性，研究表明，油菜—煙草輪作方式顯著提高了土壤細菌的多樣性，且細菌菌群結構得到明顯差異，泉古菌豐度在油菜與煙草輪作的土壤中豐度最高。劉哲輝等[20]研究發現，油菜根茬可以改變土壤微生物特征，使土壤中細菌群落數增加，而真菌群落數減少。

土壤酶是土壤物質循環和能量轉化的催化劑，是土壤生物活性和土壤肥力的重要組成部分[21，22]。綠肥油菜翻壓還田對土壤酶活性的提高有積極影響。李文廣等[18]研究發現，油菜作為綠肥還田可提高后茬麥田土壤的酶活性，尤其蔗糖酶活性的提升最明顯。魏靜[23]研究發現，綠肥油菜翻壓還田，土壤蔗糖酶、脲酶和堿性磷酸酶活性分別比對照提高17.7%、21.7%和11.4%。李軍輝等[24]研究表明，綠肥油菜全量還田有利于提高0～40 cm土層土壤脲酶和蔗糖酶活性。土壤酶積極參與催化土壤中的化學反應和土壤代謝，蔗糖酶可以酶解土壤中的大分子糖類，參與有機碳的形態轉化，為土壤微生物提供能源；土壤磷酸酶能將土壤中有機磷水解為可被植物利用形態；脲酶直接參與土壤中氮的轉化[25，26]。

2 綠肥油菜翻壓后對后茬作物的影響

2.1 對后茬作物產量和品質的影響

綠肥油菜翻壓后有利于后茬作物提高產量，加快后茬作物的生長和代謝[23，27]。王丹英等[5]研究表明，油菜盛花期還田后下茬水稻葉面積指數、葉長、葉寬、葉綠素含量、光合速率均有所增加，水稻產量明顯提高，增產幅度達到14.55%。楊旭燕等[11]研究表明，種植翻壓綠肥油菜對后茬玉米穗長、穗粗、株高等指標均有明顯提高。劉慧等[13]研究表明，綠肥油菜翻壓還田后茬棉花籽棉產量較對照增產13.5%。張樹杰等[28]在綠肥油菜還田后種植枸杞，在化肥施用量減少1/2的條件下，枸杞干果產量比對照增產19.1%。王育軍等[29]研究表明，綠肥油菜還田后氮肥減施20～40%，有利于提高煙草產量。

綠肥油菜翻壓后有利于改善后茬作物品質。張晏梓等[30]研究表明，翻壓綠肥油菜后玉米子粒中蛋白質含量、色氨酸和賴氨酸含量明顯提高。李軍輝等[24]在夏休閑期復種綠肥油菜后，冬小麥子粒醇溶蛋白和谷蛋白含量明顯提高。王育軍等[29]研究表明，綠肥油菜還田后煙草煙葉評級質量總分、上等煙比例均有明顯提高。

2.2 對后茬作物病蟲害的影響

綠肥油菜翻壓后可以減少土壤土傳病害發生，對后茬作物線蟲病有較突出的抑制作用[31，32]。曹素芳等[33]研究表明，油菜、甘藍等蕓薹屬植物室內熏蒸可有效滅殺根結線蟲。蕓薹屬植物作為綠肥可顯著抑制線蟲的活性，降低馬鈴薯囊腫線蟲數量[34，35]。李領等[36]研究發現，蕪菁、芥菜和油菜3種蕓薹綠肥均可有效降低煙草根結線蟲發病病率，且綠肥油菜幅度最大。綠肥油菜翻壓后可有效降低小麥根系絲核菌的數量，抑制根腐病的發生[37]；還可以抑制馬鈴薯立枯絲核菌和腐霉菌的生長[38]；降低煙草青枯病的發病率[19]；有效降低水稻黑脛病的發病率[36]、紋枯病發病率[39]；降低豌豆根腐病的發生指數[40]；降低生菜細菌腐爛病害的發生[41]。

3 綠肥油菜栽培技術研究

3.1 品種選擇

種植綠肥油菜以提高鮮草產量和土壤肥力為目的，多選用生長勢強、株型高大、葉片寬、鮮草產量高的甘藍型油菜品種，如油肥1號、油肥2號，油肥1號具有發育早、生物量大、養分積累和轉化快等特點[42]；油肥2號具有抗逆性強、盛花期鮮草產量適中、植株養分含量均衡、適合機械翻壓等特點，是甘藍型半冬性綠肥專用型油菜品種[43]。

3.2 播種

胡敏等[44]研究了晚播綠肥油菜不同播期對其生物量和養分含量的影響，提出在不影響前茬作物的情況下應適當早播，湖北省武穴市在2月上中旬播種較好[44]。高晶等[45]試驗表明，河北省較冷的地區冬油菜作綠肥適宜在9月中下旬播種。另外，紫云英和油菜混播可以增加綠肥產量，平衡綠肥的營養比例，更有利于后茬作物增產[46]。蔣美艷等[47]試驗表明，上海市油菜-紫云英混合播種的播期以10月底前為宜，油菜、紫云英的混播比例為4∶1。

3.3 田間管理

種植綠肥油菜要盡量簡化田間管理，降低管理成本。油菜播種后無需間苗、定苗，由于其生育期短，壓青早，大部分地區在壓青前不發生病蟲害。氮和磷營養對油菜的能量和物質代謝，以及油菜鮮草產量的積累有著非常重要的作用[48]。隨著氮磷施肥量的增加，綠肥油菜鮮草產量和干草中氮和磷含量均逐漸增加[6]，生長期可適當施用氮肥、磷肥，以小肥養大肥[49]。

3.4 油菜壓青與復種

油菜作為綠肥一般采用翻壓還田的方式，翻壓時間和深度是關鍵。油菜盛花期壓青最佳，其鮮草產量和養分總量均達到最高，翻壓深度以15～20cm為宜[49，50]。油菜壓青量不同會影響土壤養分含量，其中壓青量為45 000 kg/hm2，土壤堿解氮和有機質含量均達到最大值；壓青量為30 000 kg/hm2，土壤全氮含量達到最大值，速效鉀和速效磷含量趨于穩定；綜合考慮成本及操作難易程度，推薦壓青量為30 000 kg/hm2[6]。

油菜與水稻、小麥、玉米、棉花，甚至西瓜、花生、枸杞等作物復種，增產效果顯著。壓青后茬作物一般需在壓青10 d后播種，否則容易出現燒苗、死苗。另外，油菜為十字花科植物，不宜與其他十字花科植物復種壓青[49]。

4 發展前景與展望

油菜適應性廣，抗逆性強，可以在水田種植，也可以在旱地種植，種植區域廣闊，作為綠肥有明顯的優勢，發展前景廣闊，今后要重點宣傳油菜綠肥的成效與成績，注重培育綠肥油菜專有新品種，注意研發綠肥與其他復種作物的配套栽培技術。