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綠肥種植與利用 版權信息
- ISBN:9787511638205
- 條形碼:9787511638205 ; 978-7-5116-3820-5
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
綠肥種植與利用 內容簡介
本書在對我國綠肥生產(綠肥種植發展歷史、綠肥在現代可持續農業的作用、綠肥種質資源)進行概述的基礎上,重點圍繞紫云英、黑麥草、苜蓿、苕子、箭舌豌豆等的特性、品種、技術和利用模式進行了較為全面的闡述,可供廣大科研人員和培訓使用,推薦出版。
綠肥種植與利用 目錄
**節綠肥種植發展歷史
第二節綠肥在現代可持續農業中的作用
第三節綠肥種質資源
參考文獻
第二章紫云英
**節紫云英植物學特性及生長環境
第二節紫云英種質資源
第三節紫云英高效種植技術
第四節紫云英綜合利用
參考文獻
第三章黑麥草
**節黑麥草生物學特性
第二節黑麥草主要品種
第三節黑麥草高效種植技術
第四節一年生黑麥草種植利用模式
第五節黑麥草綜合利用價值
參考文獻
第四章苜蓿
**節苜蓿起源與全球傳播
第二節中國苜蓿栽培發展和種質資源概況
第三節苜蓿植物學特性及生長環境
第四節苜蓿高產栽培技術及主要間作模式
第五節苜蓿的綜合利用
參考文獻
第五章苕子
**節毛葉苕子
第二節光葉苕子
第三節苕子綜合利用
參考文獻
第六章箭舌豌豆
**節起源與傳播
第二節種質資源
第三節植物學特征及生長環境
第四節高產栽培及主要種植模式
第五節綜合利用
參考文獻
第七章蠶豆
**節蠶豆生物特征
第二節蠶豆品種介紹
第三節蠶豆栽培模式及技術
第四節蠶豆及秸稈綜合利用
參考文獻
第八章當前存在的問題及展望
**節發展綠肥存在的問題
第二節發展綠肥產業的展望
參考文獻
綠肥種植與利用 節選
**章中國綠肥生產概況 綠肥是指利用植物生長過程中所產生的全部或部分新鮮植物體原地或異地直接翻壓或者經過堆漚發酵后施用到土地中作肥料的綠色植物體[1],顧名思義也即“綠色的肥料”。它是生態農業的重要組成部分,是中國傳統農業的精華,曾在農業生產中起到舉足輕重的作用,為中國糧食穩定和發展做出了重大貢獻。 **節綠肥種植發展歷史 中國是世界上從事農業生產*早的國家之一,幾千年以前,中國勞動人民就采用了耕作、施肥、改土、輪作換茬等一系列農業措施來促進農業生產,其中利用綠肥培育地力,則是古代農業技術突出的成就之一。 根據《中國農史》記載[2],早在西周和春秋戰國時代(公元前1066—公元前211年),人們就開始利用鋤掉的腐爛雜草來肥田,已有爛草肥田的意識。到西漢時期(公元前32—公元前7年),已提出“須草生,至可耕時,有雨即種,土相親,苗獨生,草穢爛,皆成良田”的養草肥田農業措施,類似于現代生草輪作制度。公元129年張騫出使西域時帶回了苜蓿,促進了利用野生綠肥和養草肥田向利用栽培品種的演變,開創了栽培綠肥的生產體系。之后幾百年間,人們不僅利用苜蓿養畜,而且廣泛種植苕子作稻田冬綠肥,對于維持古老的土壤肥力起到了不可磨滅的作用。魏、晉、南北朝時期(主要是公元386—534年),由于南方經濟發展迅速,黃河流域土地利用面積增大,農業生產中肥料需求量大,綠肥被提到了重要地位,栽培廣泛、迅速發展,不僅綠肥品種增多,還將利用范圍從大田發展到園藝上,生產的發展促進了科學的發展。當時一位偉大的農業科學家——賈思勰通過總結大量農業科學措施,編寫了《齊民要術》。書中研究并回答了一些技術理論,例如:測定了不同綠肥種類的肥效;比較了綠肥和有機肥的效果;研究了綠肥在輪作中的地位,確定了綠肥輪作制;總結桑、果行間間種綠肥的經驗;提出使用綠肥肥田是省工省力的觀點;提出了適宜的綠肥壓青時間等。可以說此書系統地總結了中國綠肥生產經驗,初步奠定了中國綠肥輪作制度,開創了綠肥試驗研究的先例,對推動以后綠肥的發展起到了重大的歷史作用,因此《齊民要術》一書是中國綠肥發展史上的一個重要里程碑。 到了唐、宋、元、明、清時代,綠肥種植已廣泛傳播,種植面積和種類已越來越多。綠肥主要種植品種從元代之前的綠豆、小豆(Vigna angularis)、胡麻(Cannabis sativa)、苕草、蕪菁、蠶豆、大麥、苜蓿等發展到明清時代的紫云英、滿江紅、紫苜蓿、金花菜、香豆子、爬山豆、綠豆、小豆、胡麻、苕子、蠶豆、梅豆、油菜、蘿卜、黧豆、茅草、大麥、小麥、水苔、萍、蔓菁等,栽培種類翻了一番多。20世紀40年代,中國綠肥面積大約在2 500萬畝以上,多種植在糧食單產較高的商品糧產區,如蘇南太湖流域、浙江寧紹地區、上海市郊縣、成都平原、現湖平原等,說明這些地區的高產主要肥源是綠肥。 新中國成立后,中國各級政府十分重視綠肥的科學研究和生產上的推廣應用。從中央到省、地市的農業科研單位均設有專門研究綠肥的機構或專人,形成了一個獨立的學科體系。并根據生產和學科發展的需要,農業部于1963年組建了全國綠肥試驗網,以紫云英為主的水田冬綠肥發展很快。全國綠肥種植面積20世紀60年代中期擴大到16億畝,70年代中期達到22億畝,達到中國綠肥種植*高峰。70、80年代,隨著中國種植業結構調整,輪作制度改革,復種指數提高,特別是化肥用量大幅上升,綠肥面積逐年減少,下降到1986年的12億畝,2007年再減少到7 680萬畝[3]。 進入21世紀,中國農業農村慢慢呈現了一些問題,長期大量化學制品投入,導致資源環境壓力加大、面源污染加重;耕地質量持續退化;農業生產投入成本越來越大、投入產出比率越來越小;生產和生態不協調、經濟和環境不統一、經濟發展和農產品質量不匹配等矛盾普遍存在,國家及社會開始越來越關注環境健康和農產品健康。因而2006年國家又開展了土壤有機質提升項目,主要是對種植綠肥進行補貼政策,推動了綠肥生產的迅速回升[4]。可以說,通過大力發展綠肥生產、改善土壤理化性狀來降低化肥應用強度,是習總書記倡議的“綠水青山就是金山銀山”生態環保發展理念的現實要求,也是現代農業生產可持續發展的必然要求。中國水田面積達4 400萬畝,旱地種植面積約1億畝,果園面積近2 000萬畝。當前區域性、結構性、季節性閑置耕地面積約6 000萬~7 000萬畝[5],這些空置閑田為發展綠肥提供了空間。今后較長的時期內,種植業結構調整、農業面源污染削減、農田生態改善、耕地用養結合、農產品提質增效等是中國持續發展農業的主要戰略性任務,綠肥在這些任務中具有不可替代的作用,綠肥生產勢必會得到不斷發展[4]。 第二節綠肥在現代可持續農業中的作用 在現代農業生產中,綠肥作為農作物需求的養分來源其意義越來越小,而在改良土壤、培肥地力,保證農作物穩產、高產、優質,發展可持續農業,保護生態環境的作用則越來越大。有機無機相結合,緩急相濟,互補長短,可達用地養地的目的。 一、綠肥在提升耕地土壤肥力中的作用 改革開放30多年,伴隨中國經濟的快速發展,工業化、城鎮化、交通等建設占用優質良田面積越來越多,出現耕地面積和質量雙雙下降之勢。雖然后來實施“占補平衡”政策,但補上的一般為偏遠的山壟田、新開發耕地等,導致耕地肥力進一步下降。另一方面,長期過度注重生產及大量化肥施用,也加劇了耕地酸化、板結、養分不平衡等質量退化問題。因而改善耕地質量成為當前乃至很長時期的一個持續重要任務。傳統有機肥由于家畜養殖過程在飼料中添加大量重金屬元素和抗生素,往往造成糞便中重金屬和抗生素含量超標,應用于耕地容易污染耕地,難以作為潔凈的肥源來改善耕地質量。綠肥是綠色清潔的有機肥源,含有豐富的大量、中微量營養元素,較高的有機質[6],對提高土壤有機質、活化營養成分、改善土壤結構、提高土壤微生物和酶活性具有顯著的效果[6-10]。同時,綠肥一般適應性較強,生長迅速,可充分利用山坡地、荒地種植,也可利用空茬或果園地進行間作、套種、混播等,解決了農業生產中清潔有機肥源施用不足的問題。綠肥種植是用地和養地、改善耕地土壤理化性狀、改良中低產田及新墾耕地、建設高標準農田的有效途徑。 二、綠肥在提高農產品產量和質量中的作用 通過綠肥翻壓入土,形成有機肥腐熟緩慢釋放和化肥快速溶出的土壤供肥機制,既提高了肥料利用效率,也保證了農作物各階段的需肥要求,從而可有效提高后茬作物產量。劉曉霞等人[11]在連續4年種植綠肥試驗調查中發現,與未種植稻田相比,種植綠肥可提高水稻產量42%~104%;陳洪俊等人[12]比較了紫云英、黑麥草、油菜及混播對后期水稻產量影響,結果顯示種植綠肥可顯著提高水稻營養期的積累量進而增產70%~141%。在經濟作物甘蔗田種植綠肥,不同綠肥品種種植區比對照區產量可增13%~140%[13],并提高了甘蔗的抗旱能力。另外,綠肥種植可減少化肥使用量[14]及防治病蟲害農藥量[15],降低農產品有害物含量,提高農產品的品質,如改善煙葉品質和增加甘蔗糖分含量[1]、提高葡萄可溶性糖含量(21%~66%)和維生素C含量(40%~64%)[16],并增加土壤對金屬元素的吸附能力及可交換態含量而降低農產品吸收積累量[17,18]等,因而綠肥是一種經濟、優質、環保型肥料,對保障中國糧食數量和質量安全意義重大。 三、綠肥在防止耕地水土流失中的作用 水土流失被認為是全球性土壤退化的一個主過程[19],尤其是它引起的土壤表層氮、磷養分流失是土地質量退化的重要原因[20],也是農業面源污染的主要污染物[21]。通過綠肥種植,可提高土壤的入滲性能及耐濺蝕能力,并能為裸露地表提供覆蓋物,增加地表覆蓋面積,提高土壤保水能力,減少養分流失量。欒好安[22]等在三峽庫區橘園套種多種綠肥調查顯示,降雨期間可減少地表水徑流量64%~294%,總氮和總磷流失量分別下降83%~408%和75%~579%;朱青等人[23]也在貴州坡度較高的山坡耕地測量后認為,5—9月份由于種植綠肥耕地覆蓋率增加188%~667%,地表水徑流量和土壤侵蝕量分別下降了316%~626%和624%~784%,有效減少了耕地養分流失。同時,種植綠肥也有效防止農田土壤的風蝕影響,特別在多風干旱的華北地區,浮塵、揚塵、沙塵暴等災害頻發,增加地表覆蓋率更顯迫切[24]。 四、綠肥在防止生態環境污染中的作用 水稻作為全球主要的糧食作物,其種植面積占了整個耕地面積的11%,而稻田系統的甲烷排放已經成為全球CH4一個*主要排放源,大氣中10%~20%的CH4來源于水稻種植[25]。黃睿等[26]、Xavier等[27]及蘭廷等[28]認為施用綠肥可顯著提高稻田土壤有機碳和有機氮含量,增加土壤碳儲存及氮總量,從而減少向空中排放溫室氣體(CH4、N2O);同時,由于綠肥還田減少了無機養分應用量,土壤溶液中NH+4-N、NO-3-N濃度降低,減少了稻季氮素隨排水向河流等水體的遷移,降低水環境的污染風險[29]。綠肥對土壤中有毒有害污染物也有很好的去除作用,據李秀芬100天的盆栽試驗[30],種植紫云英及紫云英結合根瘤菌處理去除持久性有機污染物多氯聯苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)分別達230%和531%,顯著高于對照處理;陳強培[31]對治理另一種致畸、致癌、致突變的難降解有機污物芘(PAHs)試驗中也表明,添加與未添加根瘤菌劑的綠豆植株對芘的去除率分別為768%~892%和856%~904%,認為添加根瘤菌后種植綠豆并將綠豆收獲后的生物質還田可作為污染土壤芘去除的有效措施;而部分綠肥可顯著降低土壤中重金屬(Zn、Cd、Cu、Pb)綜合污染指數,為土壤重金屬的綠色修復找到了一種既廉價又實用的環保調控措施[32]。 五、綠肥在農牧業協調發展中的作用 綠肥既是重要的耕地地力培育的有機肥源,也是畜牧業良好的飼料原料,是種植業和養殖業共同發展的紐帶。綠肥中所含營養成分豐富而全面,如光葉紫花苕,干草中含粗蛋白質140%~205%、粗脂肪26%~30%、粗纖維22%~272%、無氮浸出物295%、粗灰分102%、鈣102%、磷037%及豐富的維生素和微量元素[33];草木樨含蛋白質88%~246%,用去除香豆素草木樨與間作的玉米稈飼喂奶牛,產奶量提高50%~80%,喂豬時添加脫毒的草木樨粉,日增重可達234%[34];潘磊等[35]研究也表明,采用紫云英青貯料搭配配合飼料對豬質量增加效果和料肉比與單喂配合飼料基本相同,但節約了1/3的精飼料,減低了生產成本。綠肥作物莖葉養畜、根茬還田,一舉兩得,效益成倍增長。綠肥作飼料過程中莖葉中30%左右養分被家畜吸收轉化為肉、奶等動物蛋白,其余70%養分轉化為糞尿被還田培肥地力[36],肥飼兼用,促進農業生態的良性循環。 六、綠肥在美化田園環境中的作用 隨著人們經濟收入不斷增加,生活水平不斷提高,觀光旅游與休閑旅游在各地蓬勃發展。發展綠肥生產應該堅持冬種綠肥與美化鄉村、休閑農業、鄉村旅游相結合,以不斷滿足新形勢下人民日益增長的美好生活需要。在晚稻收割后,選擇花色艷、花期長的觀賞性高的綠肥品種(紫云英、油菜、紫花蓿苜等),充分利用冬閑田發展綠肥生產,既提升土壤有機質,提高土壤保肥、保水能力,改善和保護生態環境,又美化冬春田野,打造田綠、花香、人美的勝景和“農家樂”休閑旅游景點,實現培肥地力和增加農民收入的有機結合,促進美麗鄉村、幸福鄉村建設。當前,各級政府根據2018年中央一號文件《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》的要求,大力發展“美麗田園”農業,必然推動綠肥發展躍上新臺階。 第三節綠肥種質資源 中國是利用綠肥培育土壤*早的國家,也是綠肥面積*大的國家,種質資源豐富、分布區域廣泛[1]。自20世紀50年代開始引種綠肥起,陸續從國內原產及國外引進的大量綠肥品種資源中,選擇和培育出了一批適應中國不同自然條件和耕作制度的綠肥種類和品種。目前共有綠肥品種98種,其中豆科72種,非豆科26種,而栽培面積較大的有6科20屬32種,其中豆科26種,非豆科6種[6]。按照植物學上分類,可分為豆科(Ieguminosae)、禾本科(Gramineae)、十字花科(Brassicaceae)和菊科(Compositae)等綠肥作物;根據生長季節來分,有冬季綠肥和夏季綠肥,冬季綠肥指秋冬播種、次年春夏收割的綠肥,如紫云英、苕子、蠶碗豆、茹菜、油菜等。夏季綠肥指春夏播種、夏秋收割的品種,如田菁(Sesbania cannabina)、竹豆(Phaseolus calcaltus Roxb)、檉麻等;按生態環境分為旱地綠肥、水生綠肥和稻底綠肥;按利用方式分為稻田綠肥、麥田綠肥、棉田綠肥、覆蓋綠肥、肥菜兼用綠肥、肥飼兼用綠肥、肥糧兼用綠肥等,還有根據生長期分一年生綠肥和多年生綠肥等。 不同學科的綠肥品種具有不同的特點:豆科綠肥有根系發達、抗逆性強、生長迅速、結實量大、繁殖方便等生物學特點,同時,豆科作物根部的根瘤菌可固定空氣中的氮元素,是重要的培肥地力生物資源。主要品種有草木樨(Melilotus officinalis)、箭舌豌豆(Vicai sativa)、蠶豆(Vfaba)、黃豆(Glycine max)、綠豆(Vradiata)、赤豆(Vangularis)、紫花苜蓿(Msativa)、紫云英(Astragalus sinicus)等。禾本科綠肥和豆科綠肥一樣,同樣具有發達的根系、不易倒伏、再生迅速等,培肥地力效果佳,但禾本科作物沒有固氮能力,植物體中C/N比較高,對提高土壤有機質含量具有優勢。主要栽培品種有高丹草、蘇丹草(Sorghum sudanense)、黑麥草(Lperenne)、燕麥草(Arrhenatherum elatius)、老芒麥(Elymus sibiricus)及葦狀羊茅(Festuca arundinacea)等。十字花科較耐寒和較強自繁能力,對光照要求不高,鮮草含氮量不高,纖維素含量高,入土后分解緩慢,且具有促進磷轉化的作用,主要品種有藍花子(Raphanus sativus varraphanistroides)、二月蘭(Orychophragmus violaceus)、油菜(Bcampestris)、肥田蘿卜(Raphanus sativus L)等。菊科綠肥應用于培肥地力較少,飼料和藥用價值上體現更多,如飛機草(Eupatorium odoratum)具有清熱解毒、散瘀止痛和止血的功效。在實際應用中,可根據不同科屬間綠肥品種不同功能,實行綠肥混播,能更好地改善土壤理化性狀,達增產增收的目的[1]。 在區域分布上,中國地域廣闊、氣候差異大、土壤類型千差萬別,因此綠肥的地域性較強,南北種植的綠肥品種存在很大差異。南方是亞熱帶季風氣候,夏季高溫多雨,冬季溫和少雨,且以酸性土壤為主,種植業基礎條件好,以湖南省、浙江省、安徽省和貴州省為代表,較為適宜并種植廣泛的綠肥品種有:黃豆、豌豆、蠶豆、紫云英、油菜、蘿卜(Raphanus sativus L)、花生(Arachis hypogaea Linn)、箭舌豌豆、苕子(Vicia L)、烏豇豆(Vigna cylindrica(L)Skeels)、黑小豆、竹豆、紅萍(Azolla imbircata(Roxb)Nakai)、水浮蓮(Lemna minor)、水葫蘆(Eichhornia crassipes)、水花生(空心蓮子草,Alternanthera philoxeroides(Mart)Griseb)、紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)、印度豇豆(Vigna sesquipedalis)、草木樨、田菁、細綠萍(Azolla filiculoides(Lam))、羊角豆(Cassia occidentalis)、豬屎豆(Crotalaria pallida Ait)、綠豆、黑麥草、白三葉(白車軸草,Trifolium repens L)、紫花苜蓿、黃花苜蓿(Medicago falcata L)[37-42]。北方是溫帶季風氣候,夏季高溫多雨,冬季寒冷干燥,土壤以肥沃的黑土為主,牧業發展較好,以黑龍江、內蒙古、青海為例,黑龍江主要的綠肥品種有肇東苜蓿(Medicsgo sativa zhaodong)、阿爾岡金(Algonqui n)、苦莢菜(Ixeridium sonc hifolium)、沙苦荬菜(Chorisis repens)、紅莧R104(Amaranthus hypochondriacusCVR1O4)、美國籽粒莧(Ahypochondriacus)、高丹草、蘇丹草以及四月慢油菜。內蒙古主要綠肥品種包括草木樨、沙打旺(Astragalus adsurgens)、檸條(Caragana korshinskii)、紫花苜蓿、箭舌豌豆以及四籽野豌豆(Vtetrasperma)。青海主要綠肥品種資源包括箭舌豌豆、苕子(Vdasycarpa)、山黧豆(Lathyrus sativus)、蠶豆、香豆子(Cicer arietinum)、青海苜蓿(Marchiducis-nicolai)、油菜(Bcampestris)以及燕麥草等。黃淮海地區篩選適宜種植的主要綠肥品種有黃豆、綠豆、赤豆、黑豆(Glycine max)、野豆子(Dunbaria villosa)、烏豇豆(Vaconitifolius)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、羊角豆、田菁、檉麻(Crotalaria)、苜蓿、毛光苕子(Vvillosa)、草木樨、沙打旺、小冠花(Coronilla varia)、一年生黑麥草(Lolium multiflorum)、多年生黑麥草(Lperenne)、老芒麥、葦狀羊茅、二月蘭、油菜、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、水錦葵(Monochoria vaginalis)、三角葉濱藜(中亞濱藜、Atriplex centralasiatica)以及高丹草等[1]。 鑒于綠肥生產生態效益較突出、經濟效益不明顯的特征,大多數農民并未意識到種植綠肥的重要性,雖然科技工作者對綠肥在土壤中的改良作用做了大量的研究工作,但綠肥品種資源的收集及其研究相關工作并不多,特別是在生態農業中篩選高觀賞性品種方面鮮有報道,影響了綠肥資源的合理開發和利用。因此,加大綠肥的系統研究可以為選擇更適合全國或者區域性的優良品種提供可靠的依據,對于緩解日益嚴重的全球能源危機、降低化肥污染環境壓力及促進可持續生態農業的發展也具有現實意義。 ……
綠肥種植與利用 作者簡介
本書作者王宏航,系衢州市土肥與農村能源技術推廣站職工。該站負責全市土壤情況普查,土壤養分變化,定點檢測土壤變化情況并定期向人民政府報告,協助環保部門保護農業環境,負責全市低產糧田改造;負責全市新肥料新技術引進、試驗、示范推廣等工作。
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