嫩綠的小葉、紫色的花朵,在地上匍匐叢生,它是紫云英,一種在長江流域廣泛生存的豆科野草,也曾是南方稻田普遍的綠肥作物。近日,記者從中國農科院獲悉,該院農業資源與農業區劃研究所肥料及施肥技術創新團隊,探明紫云英-稻秸共同利用的技術原理,這為實現南方稻區耕地用養結合、支撐農業綠色發展提供了新思路。相關研究成果發表在《生物資源技術(Bioresource Technology)》上。
優質綠肥:從普遍種植到逐漸萎縮
上世紀五十到七十年代,紫云英是南方稻田中重要的綠肥作物之一。中國農科院農業資源與農業區劃研究所研究員曹衛東告訴記者,當時農民肥田手段較少,紫云英又是非常好的綠肥作物,因此在當時,它成為南方稻田主要的肥料來源之一。
到上世紀八十年代后,化肥的使用、冬季油菜的種植,使得直接經濟效益較低的紫云英種植面積逐漸減少,“作為肥料,其效果顯現不是直接的,而是潛移默化的,所以當時農民更愿意選擇效果快的化肥來補充肥力”。
近年來,隨著生態種植的推行,社會對綠色種植的作物需求提升,紫云英種植面積有所恢復。
曹衛東介紹,我國南方稻作區對綠肥的需求其實很大,在南方稻區,冬閑田面積大約1.5億畝,光熱水資源浪費巨大,同時稻田有機肥源少、養地手段不足,急需加大稻田綠肥生產力度。水稻生產中產生的大量稻秸如何合理利用也是普遍難題。此外,稻秸碳氮比過大,冬綠肥鮮草碳氮比過小,各自單獨還田利用難以協調土壤培肥和接茬作物的養分供應矛盾。
協同還田:效果比單獨還田更好
此次研究中,科研人員在南方稻區研發提出了豆科綠肥紫云英-稻秸共同利用技術。
研究發現,較二者單獨利用,紫云英-稻秸共同利用時,改變了腐解微生物(細菌)共生網絡的拓撲結構,重組了關鍵種群,增加了細菌之間的競爭作用,促使物種之間更加緊密地聯系與信息交換,對環境變化的響應更加迅速。
紫云英-稻秸共同腐解期間,混合物料在腐解初期促進腸桿菌科細菌生長,此類細菌導致紫云英-稻秸共同還田下的腐解速率高于單獨稻秸處理。
此外,與單獨紫云英相比,紫云英-稻秸共同還田在腐解中后期提高了氫孢菌屬、擬桿菌屬、瘤胃梭菌屬和酸桿菌科等纖維、木質纖維降解細菌豐度,加快了紫云英-稻秸混合物料的腐解進程。該研究為破解中晚稻秸全量還田難題、實現稻田養分資源高效利用、推動稻田清潔化生產提供了經濟易行的解決方案。
“紫云英是豆科植物,有固氮作用,還是很好的有機質,”曹衛東介紹,“在和稻秸共同利用時,可以調節單純稻秸還田存在的碳含量高、碳氮比高等問題,更有利于培肥地力”。
綠色種植:未來前景可期
對種植者來說,怎樣利用紫云英和稻秸共同還田?曹衛東介紹,一般情況下,南方一季稻或晚稻,在10月份左右收割,收割后就可以種植紫云英了。紫云英是越年生植物,可以在田里過冬,次年3-4月份,新一季水稻種植前10天左右,將紫云英和稻秸一起翻到地里,讓其逐漸腐解成肥。
如何再一次推廣紫云英種植?曹衛東說,“隨著綠色、生態觀念的加強,人們對生態種植的作物需求也在增強,紫云英-稻秸共同利用的模式,前景很好。其實當前已經有不少家庭農場、種糧大戶在種植利用綠肥,既能夠長期培肥土地,還能夠減少化肥使用。事實上,這種模式種植的水稻,也更受市場歡迎,有時候市場價格也要稍高一些。當前,總書記高度關注耕地問題。在國家高度重視耕地質量、農田綠色發展的大背景下,綠肥具有巨大的發展空間。綠肥在清潔、健康農產品生產以及農田生態修復等方面,也展現出了良好勢頭。”
同時,曹衛東也認為,未來推廣的難點,仍在小農戶,“小農戶耕地面積小,勞動效率較低,效益不明顯,綠肥的良好作用得不到充分體現,需要更好的體制機制加以推動。”
新京報記者 周懷宗
編輯 張樹婧 校對 危卓