李忠义++胡钧铭++蒙炎成++何铁光++苏天明++唐红琴++张野++韦彩会++李婷婷++王瑾++俞月凤++何永群
摘 要 回顾广西化肥施用概况和绿肥发展历史,介绍种质资源情况,提出适合广西绿肥发展的种植模式。绿肥-轮作、绿肥-间套作、粮肥兼用、饲肥兼用、果园绿肥、茶园绿肥等模式是适合广西绿肥发展的种植模式。政府扶持、扩大宣传,加强适宜绿肥品种的收集、选育、留种,不断探索绿肥种植的最优模式,着力提高绿肥生产的综合效益,以推动广西农业的可持续发展。
关键词 绿肥 ;种植模式 ;广西
分类号 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
在现代农业生产中,由于化肥施用不合理,导致土壤肥力下降,污染严重,从而威胁到农产品安全。绿肥作为一种生物肥源,有改土培肥,提高农产品品质的作用。在20世纪70年代,全国绿肥播种面积达1.3×107 hm2,但随着化肥应用的推广,自20世纪80年代绿肥种植面积迅速下坡[1]。现代农业呼唤传统农业的回归,因地制宜地种植绿肥,对保障农产品安全,保护农田生态环境,促进农业可持续发展有着重要意义。在绿肥效应研究上,前人对绿肥在提高土壤养分[2-3]、增加土壤有机质含量[4]、改善土壤物理性质[5]、抑制农田杂草[6]、提高作物产量和品质[7-8]等方面做了深入的研究。在绿肥利用现状、发展前景方面,聂军等[9],张久明等[10],秦文利等[11],郑普山等[12],谢成俊等[13],苏金平等[14]分别针对湖南、黑龙江、河北、山西、甘肃、江西等省份的绿肥情况进行了深入剖析,提出相应对策。蒙世欢[15]、李少泉等[16]概述了广西的绿肥资源现状,分析其存在问题和原因,提出恢复和发展冬绿肥的建议。笔者总结了广西化肥施用概况,绿肥发展历史和种质资源情况,提出因地制宜的绿肥种植模式。针对广西土壤类型、气候特点、耕作制度提出轮作、间套作、粮肥兼用、饲肥兼用、果园绿肥、茶园绿肥等种植模式,为恢复和发展广西绿肥提供参考。
1 广西化肥施用和绿肥发展概况
1.1 广西化肥施用情况
由表1可以看出,广西农田化肥施用量呈逐年增加的趋势。1980年广西化肥施用总量为39.70万t,到2013年化肥总用量则为255.70万t,其用量是1980年的6.4倍。2013年化肥用量已经达到661.5 kg/hm2,远远超过国家安全上限(434.3 kg/hm2)。化肥施用中也存在氮、磷、钾配比不合理的现象,2011~2013年间,广西氮、磷、钾肥的施用比例为1∶0.42∶0.77,远低于世界平均(1∶0.59∶0.48)水平。这种重氮肥、轻磷肥、钾肥的施肥方法,破坏了土壤团粒结构,导致土壤肥力不均,从而出现土壤板结的现象[11]。因此,单纯依靠化肥的耕作模式已不适合可持续农业的发展。endprint
1.2 广西绿肥发展历史概况
广西有着悠久的绿肥种植史,在近代有过2次发展高峰。第1次发展高峰是1964~1974年,这期间全广西冬种绿肥面积达到48.4万hm2/a,其中1972年种植面积最高,种植达到67.2万hm2。第2次发展高峰期是1989~1996年,全广西种植绿肥都在46.7万hm2/a以上,年均50.7万hm2,其中1991年种植面积为66.9万hm2,基本恢复到历史最高水平。从20世纪90年代中期,随着工业和化肥制造业的发展,为提高农作物产量和效益,广西农田化肥施用量快速增加,从而影响了绿肥的生产,导致广西绿肥种植面积不断萎缩,到2012年,跌至不足13.3万hm2。2013年5月,广西农业厅发布《发展绿肥生产促进美丽乡村建设的指导意见》,让冬、春的田野披上绿装,促进休闲农业和乡村旅游发展,同时绿肥生产已被列入广西“三个千万亩增粮增收行动计划”的重要内容。在现今政策的指引下,广西绿肥已经得到恢复性生产,紫云英、苕子、油菜等绿肥种植面积达22.9万hm2(表2)。
2 广西绿肥种质资源
广西绿肥作物种类有原产或原有的,也有外地引进的,主要有豆科、禾本科、十字花科、菊科等,在广西各地可因地制宜地种植。
2.1 豆科
豆科绿肥有着庞大的根系,穿透力强,可以疏松土壤,改善土壤环境。其根部的根瘤,可固定空气中的氮素,起到固氮作用。广西豆科绿肥主要包括大豆属的大豆、黄耆属的紫云英、豇豆属的绿豆和印度豇豆、扁豆属的拉巴豆,山黧豆属的山黧豆、豌豆属的光叶紫花苕子、草木樨属的草木樨、苜蓿属的紫花苜蓿、田菁属的田菁等。
2.2 禾本科
禾本科绿肥的碳/氮比较高,根系发达,有利于增加土壤中有机质含量。广西禾本科绿肥主要包括黑麦草属的黑麦草、燕麦草属的燕麦草和羊茅属的苇状羊茅。
2.3 十字花科
十字花科绿肥具有促进磷转化的作用。主要包括萝卜属的肥田萝卜和芸薹属的油菜。
2.4 菊科
菊科绿肥有的还具有药用价值,如泽兰属的飞机草、金光菊属的金光菊除做绿肥外,还具有清热解毒的功效。
2.5 其他科
满江红科的满江红饲肥兼用,在池塘及受污染的稻田里还具有净水、防蚊、除毒的效果;天南星科水浮莲饲肥兼用,此外还对水体中的养分和重金属有较强的吸收能力,可用于污染水体的生物净化。
3 绿肥种植应用模式
3.1 轮作模式
广西冬闲田面积大,每年可发展60万hm2以上。赵其国等[17]指出,充分利用冬闲田,实行绿肥过腹还田是保证南方红壤生态系统持续稳定健康发展的手段之一。李少泉等[16]指出,采取冬种绿肥,是解决广西肥料不足,培肥地力,降低生产成本,实现农业稳定发展的重要途径。绿肥轮作模式在广西主要有“稻-豆-绿肥”和“稻-稻-绿肥”轮作模式。“稻-豆-绿肥”轮作全免耕栽培法[18],即早期种植水稻,在收割水稻前2~3 d播种黄豆,收获黄豆后将其秸秆均匀撒到田里,撒种红花草和肥田萝卜。该栽培方法,具有节本增效、省工省时、赶上季节、保墒抗旱等优点。“稻-稻-绿肥”曾是我国南方双季稻区稻田的主要复种方式,在20世纪60~70年代,其种植面积占稻田总播种面积的2/3以上。马艳芹等[19]针对桂北灵川县调查发现,该县有11.67%的农户冬季种植紫云英。高菊生等[20]研究发现,冬种紫云英能够使稻田土壤有机质逐年累积,提高土壤全氮、全磷、碱解氮和有效磷含量,促进增产。“稻-稻-绿肥”轮作作为一种传统的种植模式,在广西值得广泛应用。
3.2 间套作模式
间套作模式是指绿肥与粮食、经济作物成行或成带相间种植,可同时播种(即间作),也可先后播种(即套种)。广西蔗田面积已超过106万hm2,甘蔗与豆科绿肥间套作,起到用地与养地相结合,协调粮肥争地的矛盾。研究表明,甘蔗/豆科间作系统中,平均每穴黄豆的根瘤数238.5个,鲜重0.48 g,折合根瘤35万~50万个/hm2,总鲜重720~980 g,且收豆后的根茎、叶返还蔗田的养分对甘蔗生长、改良土壤有显著促进作用。谢金兰等[20]在广西开展甘蔗间套种早熟绿豆品种比较试验,筛选了适合甘蔗间套种的绿豆品种。冯奕玺[21]研究发现,蔗行间种黄豆花生,提高了光能利用率,使用地和养地很好地结合,提高了土壤肥力。广西甘蔗种植面积居全国之首,2014年约98.4万hm2,在广大蔗区件套种豆科绿肥,发展空间巨大。
3.3 肥粮兼用型生产模式
肥粮兼用型生产模式,是以粮肥兼用型豆科植物为主,因此,筛选优质粮肥兼用豆科品种资源是关键。绿豆具有适应性广,播种期长,抗旱耐瘠,栽培方式多样等优点。此外,作为豆科绿肥,其木质化程度慢而低,采摘1~2次种子后压青,具有固氮养地的作用,在农业种植业结构调整和优质、高效农业及农业可持续发展中有重要作用[22-23]。王营营等[24]以3种不同生长习性的18个绿豆品种为材料,研究了不同品种间的光合性状差异,以筛选光合性状优良的绿豆品种,为粮肥兼用型绿肥种质资源评价提供参考。广西农业科学院农业资源与环境研究所于1980年从国外引入桂选系列绿豆种质资源, 经试种观察, 与本地绿豆相比具有较多的优越性。经过不断的提纯复壮,选育出的“桂绿豆3号”(桂审豆2014002)、“桂绿豆5号”(桂审豆2014003),通过广西农作物品种委员会审定,丰富了粮肥兼用绿豆品种资源,该品种在香蕉园进行套种,已在广西进行了适应性推广。
3.4 肥饲兼用型绿肥牧草生产模式
肥饲兼用绿肥的种植主要是利用主作物生长季节以外的时间和空间,采取间套复种或轮作方式,利用绿肥牧草割青后根茬的肥田作用,达到改土肥田的目的[25]。吴建富等[26]研究表明,双季稻种植紫云英做早稻基肥比双季稻单施化肥水稻增值达7.9%,此外,紫云英肥饲兼用的农畜产品综合增值达27.8%,这充分显示出紫云英肥饲兼用的高效益,既提高了其自身的经济价值,又促进了农牧业的发展。梁海军等[27]开展双季稻区冬闲田采取稻-稻-绿肥(饲草)轮作试验,结果表明,绿肥区之间稻谷产量紫云英区最高,黑麦区其次,油菜区最低。年均经济效益稻-稻-紫云英、稻-稻-黑麦、稻-稻-油菜与不种绿肥的对照相比,分别提高285.4%、159.6%、111.7%。广西畜牧研究所易显凤等[28]研究原产澳洲的拉巴豆,发现该品种具有产量高、营养丰富、适口性好、适应性和抗逆性强等优点,现已成为广西主要种植的优良牧草品种之一。该品种还具有较强的固氮作用,一般情况下,1 000 kg拉巴豆(干物质)可以固20~40 kg氮,其作为绿肥可提供氮素和矿物微量元素。endprint
3.5 果园绿肥种植模式
果园发展绿肥是利用果树行间空间大, 争地矛盾小的特点,种植绿肥以抑制杂草生长,改善土壤结构,加速土壤熟化,提高土壤有机质和营养元素含量,促进果园害虫天敌增殖,增强果园树势,提高产量和品质[29-30]。罗礼凤针对广西柑桔园开展绿肥研究,结果发现,黄花草木樨为春夏间果园间种的优良绿肥品种[31],花豇豆是幼果园粮肥兼用理想的夏季绿肥品种[32]。黄锦福等[33]指出,绿肥压青能提高芒果产量,增加芒果Vc含量和总糖含量,提高芒果品质。姚源升等[34]在百色开展坡地果园水土流失的生物覆盖治理研究,试验结果表明:生物覆盖综合治理区(在坡地芒果园边坡种植桑树生物栅篱、在梯面种植印度豇豆绿肥和覆盖秸杆)与对照区相比,水流失量和土壤土壤侵蚀量分别减少63.72%、83.65%;土壤有机质和速效钾分别增加1.9 g/kg和15 mg/kg;座果率平均提高18.4%,增产20.76%。
3.6 茶园绿肥种植模式
广西茶产业具有茶园美、茶韵浓、茶市早、茶品优、茶节乐五大特色,茶园面积约4.7万hm2,发展空间巨大。茶园绿肥种植模式,是利用茶园行间种植绿肥,以改善和提升茶园土壤肥力条件、防止茶园水土流失、改善茶园内小气候、调节茶园土壤的温湿度、改善茶叶品质、增加经济收益、提高茶园生态系统稳定性[35]。茶园发展和种植绿肥,也是发展有机茶的重要途径之一。刘义平[36]研究表明,茶园套种羽叶决明、园叶决明、平托花生和百喜草等经济绿肥,在高温期能平均降低地表温度6.64℃,0~30 cm土层含水量平均提高1.93%,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾分别提高2.68、0.09、27.81、2.92和5.13 mg/kg。彭晚霞等[37]在亚热带丘陵区茶园连续4年大田试验,研究了覆盖与间作对茶园生态因子及茶叶品质、产量的影响,结果表明,幼龄茶园进行稻草覆盖和白三叶草间作,提升了土壤含水量,加强了茶园生态系统的自我调控能力,从而有效促进茶树的生长,改善了茶叶品质,增加了茶叶产量。根据广西茶园环境条件,春季可播种乌豇豆、田箐、绿豆等夏季绿肥作物,秋季播种紫云英、笤子等冬季绿肥。
4 建议
广西发展现代农业,种植绿肥对保障广西农产品安全,保护农田生态环境,促进农业可持续发展有着重要意义。为进一步恢复和发展广西绿肥,根据广西农业实际情况提出以下建议。
4.1 政府扶持,扩大宣传、争取资金扶持
政府要高度重视绿肥生产,实施政策扶持和奖励,同时加强宣传,扭转人们错误的施肥观念。
建议广西政府部门建立绿肥专项资金,从绿肥生产、管理以及综合利用方面予以重点扶持。积极引导绿肥的专业化、产业化生产,建立绿肥生产基地,加强经营管理和技术指导,促进绿肥的综合开发利用。
4.2 加强绿肥品种的收集、选育与留种,完善绿肥种子生产产业化体系
广西全区各地的条件千差万别,因此,要不断加强绿肥品种的收集、选育与留种,从而针对各地自然条件、生产特点,选用适宜的绿肥品种,合理搭配,统筹安排。同时,以绿肥区划为依据,在不同绿肥生产利用区建立相应的绿肥种子生产基地,规范各项生产技术要求,搞好良种繁育和提纯复壮,完善绿肥种子生产产业化体系,从根本上解决种源不足的问题。
4.3 加强综合利用研究,探索绿肥种植模式
借鉴广西周边同类气候条件、土壤类型、地质地貌地区绿肥的种植模式,提倡走一肥多能,综合利用的路子,探索适合广西绿肥种植的最优模式,着力提高绿肥生产的经济、社会和生态效益。
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