油菜作稻田綠肥在上海郊區(qū)的推廣應(yīng)用價(jià)值分析

牛付安 程 燦 周繼華 儲(chǔ)黃偉 曹黎明 羅忠永（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所，上海市奉賢區(qū) 201403；

薛錦香* （上海市崇明區(qū)農(nóng)業(yè)良種繁育推廣中心 202150）

水稻是我國(guó)主要的糧食作物，其產(chǎn)量的高低直接影響到我國(guó)的糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定。水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用是增加稻谷產(chǎn)量的重要途徑之一，我國(guó)雜交秈稻的推廣應(yīng)用已經(jīng)取得了巨大的成就，但目前我國(guó)雜交粳稻的種植面積僅占粳稻種植總面積的3%左右，尚有很大的發(fā)展空間[1]。上海市一直重視雜交粳稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，雜交粳稻的種植比例遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平。鑒于此，研究雜交粳稻后茬作物的種植模式，對(duì)于上海市雜交粳稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

種植綠肥即是雜交粳稻后茬作物的種植模式之一，綠肥是將綠色植物體作為有機(jī)肥料，其還田腐解后能有效改良土壤理化性狀，提高土壤肥力[2-6]，從而提高后茬作物（如水稻）的產(chǎn)量[7-8]。此外，綠肥還可通過(guò)殺死土壤中的有害細(xì)菌、蟲(chóng)卵等，降低后茬作物的病蟲(chóng)害發(fā)生水平，減少農(nóng)藥用量[9-10]。因此，發(fā)展水稻-綠肥-水稻的種植模式，不僅可增加后茬水稻產(chǎn)量，還可降低農(nóng)業(yè)面源污染，不失為發(fā)展上?，F(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)手段。我國(guó)傳統(tǒng)綠肥主要是固氮的豆科作物，南方稻田以種植紫云英為主，近年來(lái)十字花科油菜作為一種新型綠肥受到了大眾的關(guān)注。為促進(jìn)油菜作稻田綠肥的推廣應(yīng)用，筆者綜述了油菜作稻田綠肥對(duì)土壤的培肥作用以及對(duì)后茬水稻產(chǎn)量的影響，并對(duì)上海郊區(qū)油菜作稻田綠肥的可行性進(jìn)行了探討，以期為上海郊區(qū)推廣應(yīng)用油菜作稻田綠肥提供理論參考。

1 油菜作稻田綠肥對(duì)土壤的培肥作用及對(duì)后茬水稻產(chǎn)量的影響

1.1 對(duì)土壤的培肥作用

油菜作稻田綠肥，能明顯改良土壤物理性狀，為間接培肥地力打下基礎(chǔ)。例如，油菜作綠肥可增加土壤總孔隙度和含水量，減少土壤容重，增加土壤通透性，同時(shí)還可加速土壤脫鹽，起到治堿的作用[11-12]。王丹英等[13]研究發(fā)現(xiàn)，油菜作為稻田綠肥，能增加稻田土壤的總孔隙度，減少土壤容重；奚柏龍等[14]對(duì)不同油菜綠肥翻壓量下土壤物理性狀的測(cè)定，結(jié)果表明，土壤容重隨油菜綠肥翻壓量的增加而明顯降低，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、含水量則隨油菜綠肥翻壓量的增加而升高。

油菜作稻田綠肥，對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)具有重要影響，可減少土壤養(yǎng)分流失，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤中有效養(yǎng)分含量，尤其能提高土壤中有效磷和有效鉀含量，達(dá)到培肥地力的效果。研究發(fā)現(xiàn)，油菜盛花期還田能提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷含量，從而培肥地力[11]；楊濱娟等[15]研究了冬種油菜作綠肥收獲后翻壓還田對(duì)土壤肥力的影響，發(fā)現(xiàn)冬種油菜還田處理的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量等都高于冬閑田對(duì)照。同時(shí)，油菜作稻田綠肥，可減少已分解土壤肥分的流失，且油菜根系的分泌物有增強(qiáng)土壤生化活性的作用，可溶解和利用土壤中難溶性磷，提高土壤的含磷量和有效磷水平[16-17]；對(duì)土壤中鉀素影響的研究也表明，油菜的富鉀能力突出，對(duì)土壤中的有效鉀有較強(qiáng)的富集作用[18]。

油菜作稻田綠肥，不僅會(huì)影響土壤的生物活性，還可增加土壤細(xì)菌的多樣性，能大幅度提高土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌三大類微生物的總量，促進(jìn)土壤微生物的呼吸作用，提高土壤中酶的數(shù)量和活性，進(jìn)而提高土壤肥力。楊曾平[19]和高嵩涓等[20]研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期冬種油菜作綠肥翻壓處理的土壤中微生物種群數(shù)量、微生物生物量碳和氮、微生物商、土壤呼吸、脲酶和脫氫酶活性都有所提高；岳永華等[21]研究了復(fù)種飼料油菜對(duì)土壤酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)復(fù)種油菜能顯著提高土壤中過(guò)氧化氫酶、酸性磷酸酶、纖維素酶和脲酶的活性。此外，油菜作稻田綠肥，對(duì)土壤中的細(xì)菌、蟲(chóng)卵等也有重要影響，這是因?yàn)橛筒耸鞘|薹屬植物，含有豐富的硫甙，能對(duì)土壤消毒，有效殺死有害細(xì)菌、蟲(chóng)卵等[9-10]，從而減輕后茬稻的病蟲(chóng)害危害程度。

1.2 對(duì)后茬水稻產(chǎn)量的影響

大量研究表明，油菜作稻田綠肥，能提升土壤肥力，提高后茬水稻產(chǎn)量。高菊生等[22]研究表明，油菜作稻田綠肥，能促進(jìn)水稻增產(chǎn)，早稻增產(chǎn)率為19.2%，晚稻增產(chǎn)率為24.0%；楊濱娟等[18]和朱貴平等[23]認(rèn)為，合理利用冬閑田種植油菜等冬季綠肥，對(duì)稻田土壤肥力有一定提升，且能對(duì)水稻起到明顯的增產(chǎn)作用；王丹英等[11]研究了油菜作稻田綠肥對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)能提高水稻產(chǎn)量，其中在雜交稻上，表現(xiàn)為有效穗數(shù)增多；在光合生理指標(biāo)上，表現(xiàn)為葉面積指數(shù)、劍葉葉長(zhǎng)及葉寬、葉綠素含量、光合速率、干物質(zhì)積累量等均顯著增加。

2 油菜還田同小麥秸稈還田以及紫云英翻壓還田的比較分析

小麥秸稈還田作為一種直接有效的秸稈利用方式，是解決秸稈污染環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。然而小麥秸稈存在碳氮比較高的問(wèn)題，通常小麥、水稻等禾谷類作物秸稈的碳氮比為65～85∶1，而油菜盛花期植株的碳氮比為20～25∶1，相比小麥秸稈更易于腐解；同時(shí)，小麥秸稈由于碳素過(guò)高，不利于發(fā)酵，且即使發(fā)酵完成，所生產(chǎn)的有機(jī)肥仍碳氮比過(guò)高，施于農(nóng)田后，由于微生物生命活動(dòng)對(duì)氮的爭(zhēng)奪，會(huì)導(dǎo)致植物缺氮。如張世昌等[24]研究發(fā)現(xiàn)，綠肥還田和谷類作物秸稈還田都能提升土壤肥力，但綠肥還田對(duì)土壤容重及有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀、有效磷、速效鉀含量等的促進(jìn)效果要優(yōu)于谷類作物秸稈還田。

紫云英作為主要的豆科綠肥，具有一定的固氮能力，但由于其生長(zhǎng)量不大，其固氮效果并不理想。油菜本身雖然不具備固定空氣中氮素的能力，但其根系的分泌物對(duì)土壤中的固氮微生物有刺激作用，油菜翻壓后在一定程度上有利于土壤中氮素的增加[16]。同時(shí)，近年來(lái)水稻生產(chǎn)上化肥施用量不斷增加，耕地土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)出明顯的富氮缺磷鉀的狀況，稻田氮素供應(yīng)已不再是水稻高產(chǎn)的瓶頸，而油菜還田能提高土壤磷鉀素利用率，水稻營(yíng)養(yǎng)吸收更為均衡。而紫云英由于碳氮比略低（盛花期植株碳氮比為13～16∶1），腐解速度雖比油菜快，但油菜作稻田綠肥，其碳氮比更有利于促進(jìn)水稻對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。此外，紫云英由于繁殖率低，種子生產(chǎn)成本較高，且抗逆性差、適應(yīng)性窄，而油菜種子的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于紫云英，且還具有生物量大、生育期短、抗逆性強(qiáng)、用途廣泛等優(yōu)勢(shì)。因此，油菜還田相比紫云英翻壓還田的優(yōu)勢(shì)更明顯。

總體來(lái)看，油菜作綠肥還田可有效改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤有效養(yǎng)分含量和生物活性，從而達(dá)到培肥地力的效果，進(jìn)而提高后茬水稻的產(chǎn)量。與小麥秸稈還田相比，油菜還田的碳氮比低，營(yíng)養(yǎng)成分更為均衡，更有利于促進(jìn)水稻對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收；與紫云英翻壓還田相比，油菜還田具有種子生產(chǎn)成本低、生物量大、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。故油菜是一種較為理想的稻田綠肥。

3 上海郊區(qū)推廣應(yīng)用油菜作稻田綠肥的思考

長(zhǎng)期以來(lái)，化肥、農(nóng)藥的濫用造成了嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)污染，如作為上海農(nóng)業(yè)大區(qū)的崇明區(qū)，目前超過(guò)半數(shù)的污染物均來(lái)自農(nóng)業(yè)面源污染，其中又以化肥、農(nóng)藥的殘留物對(duì)土壤、水質(zhì)的危害最為嚴(yán)重。長(zhǎng)期以來(lái)，水稻-小麥-水稻是上海郊區(qū)主要的種植模式，在此模式下，灰飛虱寄生在小麥上，伴隨小麥秸稈還田，可在后茬水稻種植季節(jié)為害，而水稻-綠肥-水稻的種植模式則無(wú)此危害。因此，發(fā)展水稻-綠肥-水稻的種植模式，不失為減輕農(nóng)業(yè)面源污染、發(fā)展上?，F(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)手段。

上海郊區(qū)種植的綠肥以紫云英、蠶豆等豆科綠肥為主，其中紫云英種植面積最大。紫云英作為冬種綠肥全生育期達(dá)220～270 d，生育期長(zhǎng)、播種期短。油菜是喜冷涼的作物，抗寒力較強(qiáng)，種子發(fā)芽的最低溫度僅為4～6 ℃，與紫云英相比，油菜具有生育期短、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，如作為冬種綠肥，全生育期最短只有130 d，且播種適期長(zhǎng)[25]。因此，可將油菜替代紫云英作稻田綠肥。

目前上海市雜交粳稻的應(yīng)用水平較高，近年來(lái)培育的雜交晚粳稻“花優(yōu)14”更是上海市水稻高產(chǎn)創(chuàng)建的主導(dǎo)品種，已成為繼“寒優(yōu)湘晴”之后上海市主要的優(yōu)質(zhì)米品牌。而發(fā)展油菜作稻田綠肥，有助于緩解雜交粳稻的茬口矛盾，利于上海郊區(qū)種植“花優(yōu)14”等高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)但生育期偏長(zhǎng)的雜交粳稻新組合。同時(shí)，在遇到極端天氣的年份，油菜作稻田綠肥更具有推廣應(yīng)用價(jià)值。如2015年上海遇罕見(jiàn)的連續(xù)陰雨天氣，水稻成熟期明顯推遲，給后茬作物的種植帶來(lái)了困難，而油菜由于生育期短、抗寒力強(qiáng)，作為綠肥的種植優(yōu)勢(shì)自然突顯了出來(lái)。而且，油菜還具有抗逆性強(qiáng)、較耐鹽堿的特點(diǎn)，作為綠肥種植可緩解灘涂水稻種植的茬口問(wèn)題。此外，油菜作稻田綠肥還有助于發(fā)展休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游，如油菜與紫云英混播，不僅可達(dá)到培肥地力的效果，而且還可延長(zhǎng)花期，旅游觀光效果更佳。因此，油菜作為一種新型稻田綠肥在上海郊區(qū)具有重要的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

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