在冬季的田野里,常會看到有些田塊沒有種小麥等作物,卻也沒有空著,而是生長著一片看起來并不打算收獲的植物,就像田地被雜草占領了一般。
這些“雜草”其實是農民有意種下的,它們有一個共同的名字——綠肥作物。
這似乎是一筆虧本的賬:投入種子、人工,種下去卻不收獲、不賣錢,最后還要親手毀掉、翻壓還田。然而,越來越多的農民卻選擇在閑置的田塊上種植綠肥作物。
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看似是一片雜草,其實是農民有意種植的綠肥作物|Kate Jewell / Wikimedia Commons
答案很簡單:這些綠肥作物能幫農民“把土養好”。
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地,不能空著
對農田來說,“空著”本身就是一種風險。
去年秋收時,不少地區遭遇連陰雨,農作物收獲推遲,一些地塊已經錯過再種一茬糧食作物的窗口期。如果讓土地裸露過冬,表層土壤不僅易遭雨水沖刷,導致養分流失、結構板結,還可能成為上一季殘留病菌和害蟲的理想越冬場所,為來年的病蟲害暴發埋下隱患。
種植綠肥作物,能讓土地在冬季依然“被使用”。綠肥的根系像一張網,牢牢抓住土壤;葉片則像一把傘,減緩雨水直接拍打地表的沖刷強度,有效降低水土流失的風險。
同時,綠肥還能間接降低來年病蟲害暴發的風險,增強農田的生態系統自我調節能力。一方面,它們為瓢蟲、步甲等天敵昆蟲提供越冬庇護,從而維持捕食者種群數量;另一方面,通過競爭陽光和空間來抑制雜草生長,它們能夠減少病蟲害的中間寄主[1]。像紫云英這樣的開花綠肥,還能在早春為蜜蜂等授粉昆蟲提供寶貴的蜜源。
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綠肥作物能為瓢蟲等提供越冬庇護|Pixabay
然而,綠肥的貢獻并不只發生在地表,它還能從內部改良土壤。
綠肥在生長過程中,根系會不斷向四周延伸,在土壤顆粒之間留下大量的細小孔隙。久而久之,原本緊實的土層變得疏松透氣,水和空氣更容易進入,這為土壤微生物創造了活動空間。研究表明,長期處于“糧食作物—綠肥”輪作的田塊,根際微生物群落更穩定,特別是一些有益細菌的比例明顯提高[2]。
在這種由綠肥塑造的土壤結構中,后茬作物的根系更容易向下生長,對干旱或短期漬水的耐受能力更強。在化肥施用水平相近的情況下,這類田塊的作物長勢往往更加穩定。
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根系向四周延伸時,會在土壤中制造細小的間隙|Pixabay
其實,很多園藝愛好者也有類似體驗:在花盆邊種幾棵紫云英或三葉草(常見綠肥作物),土壤就不容易板結,月季、繡球長得更好。
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把綠肥積累的養分還給土壤
當綠肥完成了生長階段的任務之后,農民還會通過翻壓還田,把綠肥作物積累的養分交還給土壤。
翻壓之后,綠肥在土壤中并不只是腐爛,而是進入一個由微生物主導的分階段分解過程:初期,蛋白質、糖類等易分解物質迅速釋放氮、磷、硫等養分,為后茬作物提供速效營養;后期,木質素等難分解的組分逐步轉化為穩定的腐殖質,這是土壤肥力長期積累的關鍵。
正因如此,綠肥常被看作一種“生物緩釋肥”,與見效快卻易流失的化肥形成互補。以豫南部分“紫云英—水稻”輪作區為例,在特定管理條件下,翻壓紫云英并配合氮肥減施,仍能滿足水稻生長需求,同時有助于提升土壤碳氮庫水平[3]。
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豆科植物紫云英(Astragalus sinicus)是常見的綠肥作物|清水五月 (Shimizusatsuki) / Wikimedia Commons
要讓綠肥的效力最大化,翻壓的時機很關鍵。
一般來說,在綠肥的初花期至盛花期翻壓,效果相對較好——此時植物體內含氮量高,組織柔嫩,碳氮比低(氮多碳少),利于微生物分解,能快速向土壤釋放有效養分。如果等到結莢老化后再翻壓,植物纖維素和木質素含量大增,碳氮比升高,微生物分解時反而會搶走土壤中的氮素,導致后茬作物出現缺氮、苗期發黃、生長遲緩的現象。
這一原理同樣適用于家庭種植。不少人在種盆栽前,先種一茬豌豆苗或油菜,等長到二三十厘米高就割下來埋進土里——這本質上就是一次小型的綠肥還田。
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豆科的苜蓿也是常見的綠肥作物,通常需要在盛花期翻壓還田|Wikimedia Commons
此外,綠肥在土壤中分解的過程,非常依賴環境條件。如果遇到長期積水、導致環境缺氧的土壤,綠肥的分解過程會出現異常,甚至可能產生有害物質;如果翻壓后遭遇強降雨,或是遇到太松散、不穩定的土壤,綠肥產生的養分則極易流失。
因此,許多地區會在秋冬農閑期進行溝渠疏通、土地整平和田埂加固。這些“工程活”看似與綠肥無關,實則創造了一個留得住養分的物理環境。從這個角度看,綠肥養地并不是一項孤立的技術,它也對田塊的排水、耕作和管理水平提出了更高的要求。
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不同綠肥植物,因地制宜
在眾多綠肥作物中,紫云英、苜蓿、三葉草、豌豆等豆科植物尤其常見。這是因為它們擁有一項特殊能力:共生固氮。
豆科植物的固氮能力,并不是植物自己憑空制造氮肥,而是與根部共生的根瘤菌之間進行了一場“交易”。
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大豆的根瘤,每一個都含有數十億根瘤菌|Wikimedia Commons
植物為根瘤菌提供能量和生存環境,作為回報,根瘤菌則利用其獨特的固氮酶,將空氣中植物無法直接利用的氮氣(N2)轉化為銨態氮(NH4+),并進一步轉化為天冬酰胺、尿囊素等有機含氮化合物,這些含氮化合物隨即被運輸到植物的莖、葉等部位,供其生長。
當然,綠肥并不只有豆科這一種選擇。例如,禾本科的黑麥草生長迅速、生物量大,更適合用于提高土壤的有機質水平。
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黑麥草(Lolium perenne)|NO1JGFN / Wikimedia Commons
又例如十字花科的肥田蘿卜,它們擁有發達的根系,能夠穿透板結土層,根系分泌的有機酸(如檸檬酸、草酸)還能活化土壤中難以被利用的磷、鉀元素;同時,其特有的硫代葡萄糖苷分解產物,在一定條件下對多種土傳病原菌(如鐮刀菌、絲核菌)和雜草種子萌發具有抑制作用。因此,當連續種植同一種作物導致產量下降時,肥田蘿卜常被作為生態調控手段,用于優化土壤肥力。
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肥田蘿卜與我們日常吃的白蘿卜屬于同一個物種,幼嫩時亦可食用,但在農業上多作為綠肥作物|oliver-seeds.co.uk
在實際生產中,綠肥的選擇往往需要因地制宜。南方稻區多選用喜濕耐澇的紫云英;北方旱地為適應氣候,則常選用耐寒的毛葉苕子、苜蓿或黑麥草等。
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精細管理,釋放綠肥的長期價值
在現代農業中,養地也正變得越來越精細。過去,人們靠看葉色、摸土壤來判斷地力,決定什么時候對綠肥作物進行翻壓還田。如今,田間傳感器、土壤養分速測儀、微生物菌劑等工具,正在讓“什么時候翻、翻多少、如何搭配”變得可量化、可調控。
多項長期定位試驗表明,在連續種植和翻壓綠肥作物3—5年后,土壤有機質含量可顯著提升約30%,作物增產8%—20%,且農產品的品質和土壤抗旱澇的韌性明顯提升[5][6]。
當然,并非所有地塊、所有年份都適合種植綠肥。在土地高度集約、每季都必須追求即時產出的地區,或排水條件差、農時緊張的田塊,如果盲目跟風,綠肥反而可能成為管理負擔。
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因地制宜,多是為了長遠的豐收|Pixabay
綠肥這筆賬,看似虧本,其實卻可能帶來更長期的收益——它節省的化肥和農藥投入、降低的灌溉成本、提升的作物穩產性,共同構成了它并不顯眼卻真實存在的回報。
這些“不賺錢”的作物并非沒用,而是在為下一季乃至更長遠的豐收,默默打底。
參考文獻
[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311924000078?via%3Dihub
[2]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071716304655?via%3Dihub
[3]https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=N3LLzWa1SrWXaQbQDp4hsY9dnXw5jOvNjIAG5o9CRm1W78yPFUmm3oY4z60QnsFWu3WFSW0lpJlv6VZCab8zgZBcBJGRk-xFCZyUfcc1VnCgI_LEYOlhSip8sF7vMc9NORiElwbrj5_RAvIZ2K5t1q1kkGbkJHLZTugLaj2YRK4JXqp2ugjzcA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
[4]https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=yqBhao7Q9gyiuBSyWI4hTYMregnMJZDP6AjN1F1cMCQFrdSsNLNTfj82JMVvzvXWipHuTc7oLPaqTHQCdqyHXsi0O3eiJDXIfS-VqOO9Xw8LPNU7qlJp6oZgXu0QTgfy9Iqi2GaOizlorIhxLDfjU3fzUdYsGcaN9qa9SNZJxu1DdHG546HPPEzWn7qIQv72&uniplatform=NZKPT&language=CHS
[5]https://www.ijabe.org/index.php/ijabe/article/view/9709/pdf
[6]https://www.mdpi.com/2077-0472/15/7/768
作者:張超
編輯:麥麥
題圖來源:NO1JGFN / Wikimedia Commons
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