種植翻壓綠肥對土壤氮、磷、鉀的影響

導讀：綠肥是我國傳統農業的精華，是生態農業的重要組成部分，具有固氮吸碳、活化磷鉀等作用。據估算，全國綠肥發展空間約4600萬公頃，其中南方冬閑稻田佔一半以上，特別適宜發展冬季綠肥作物。

綠肥作為一種優質的有機肥源，能夠為土壤和後季作物提供養分。而它對土壤氮和作物氮的貢獻有別於秸稈還田。在工業合成氨之前，人們主要依靠綠肥、畜禽糞便、塘泥等有機肥來補充農田土壤中的養分，特別是豆科綠肥自身能夠固定大氣中的氮素（Gresshoffet al., 2009）。據估算，豆科綠肥每年可固定氮素達30～150 kg·ha-1(Mueller and Thorup-Kristensen, 2001)。因此種植翻壓豆科綠肥可部分替代化肥。在全國範圍內的定位試驗結果表明，種植綠肥並翻壓時，稻區較冬閑田減施化肥20%～40%（萬水霞等, 2015; Xie et al.,2016），西北、西南、華北較秋閑田或者冬閑田減施化肥15%～30% (張久東等, 2013; Zhang et al., 2015)，主作物產量不低於當地常規施肥並穩中有升。綠肥不僅「開源」作用明顯，其「節流」效果也不容小覷。很多學者研究報道稱在休閑期間或者裸露地種植綠肥能夠減少氮淋溶損失（Constantin et al., 2010;欒好安等, 2016）。Constantin et al.（2010）在法國北部三個試驗點連續13-17年的長期定位試驗結果表明，休閑期種植綠肥能夠減少36%～62%的氮素髮生淋溶損失;在我國三峽庫區橘園連續3年的綠肥覆蓋試驗報道，與清耕相比，綠肥覆蓋下銨態氮流失量減少了10.1%～50.9%，硝態氮流失量減少了21.9%～55.1%（欒好安等,2016）。豆科綠肥「開源節流」的效果促使土壤全氮及有效氮含量提高。鄭元紅等（2009）報道稱種植綠肥一年土壤全氮提高了0.03%，鹼解氮提高了23.23 mg·kg-1；高菊生等（2013）的長期定位試驗結果認為，雙季稻-紫雲英輪作較雙季稻-冬休閑處理土壤全氮顯著增加了9%，鹼解氮增加了16%。

同樣，綠肥可以改變土壤磷的有效性。一些高效的吸磷作物可通過增加根毛長度（Gahooniaet al., 2000.如，大麥)、酸化根際（Thorup-Kristensen etal., 2003.如，大多數豆科綠肥）、分泌有機酸（Jones, 1998.如，蕎麥和羽扇豆）或者形成高親和力的內生菌根吸收土壤磷並將其轉化為有機磷。例如，在缺磷脅迫下，Zhang et al., (1997)發現油菜可分泌大量的蘋果酸，肥田蘿蔔分泌大量的酒石酸，這均利於作物吸磷。此外，綠肥翻壓還田後植株磷被緩慢釋放，避免被迅速吸附固定。還田的綠肥並非均勻地與土壤混合，磷固定或因未與土壤充分接觸而受到抑制（Thorup-Kristensen et al., 2003）。綠肥在土壤腐解過程中，還可通過釋放有機酸、降低土壤氧化還原電位等再次活化土壤無效磷（Appelt et al., 1975;Yadvinder-Singhet al., 2005）。高菊生等（2013）的27年種植翻壓綠肥的試驗發現，種植翻壓紫雲英、油菜、黑麥草比冬閑處理土壤有效磷分別顯著增加了19.43%、16.30%和20.35%；Piotrowska-D?ugosz和Wilczewski（2014）在波蘭中西部連續三年定位試驗結果也表明，試驗兩年後種植紫花豌豆能夠顯著提高土壤酸性磷酸酶活性，且土壤有效磷含量增加了2.1%～24.2%。因此種植翻壓綠肥能夠顯著提高土壤有效磷的活性，種植時間越長提升效果越明顯。

與氮、磷不同，綠肥中的鉀素在土壤中可以迅速釋放，可作為一種速效的鉀素資源，能與傳統化肥起到相同的作用（Lupwayi and Haque 1998;宋莉等,2015）。種植綠肥雖不能增加土壤養分庫中鉀的含量，但可通過強大的根系吸收土壤深層中的鉀素，並集於體內，還田後富集於耕層中。綠肥作物對鉀的吸收還可降低土壤溶液鉀離子濃度，打破土壤水溶性鉀、交換性鉀、非交換性鉀和礦物結構鉀之間的平衡關係，促進礦物鉀向非交換性鉀，非交換性鉀向交換性鉀以及交換性鉀向水溶性鉀的轉化（周明等, 2005）。此外，綠肥作物也可直接活化土壤礦物鉀。有研究報道，在缺磷條件下，綠肥作物根系可分泌有機酸（如，油菜釋放蘋果酸、肥田蘿蔔釋放酒石酸），活化近根區域土壤中的鉀長石、金雲母等富鉀礦物（Zhang et al., 1997; Wang et al., 1999）；莧科綠肥（如籽粒莧）作為一種富鉀能力極強的植物，生長期間根系可釋放較多的糖類、氨基酸、有機酸等分泌物，促進其吸收土壤中的非交換態和礦物態鉀（李廷軒等, 2006）。一些田間試驗也發現，種植翻壓綠肥處理顯著提高耕層土壤有效鉀及種試後茬作物鉀含量（趙魯等, 2012; 吳凱等, 2017）。可見，種植綠肥可通過富集、活化等作用提高土壤鉀的有效性。

我們宣傳綠肥，只為當代增一道風景，為子孫留億畝良田

編輯：綠色優先

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