每位菜园主最严峻且不可避免的问题之一,就是土壤肥力的逐渐下降和侵蚀。这不仅仅与矿物质的流失有关(我们可以通过施肥来补充矿物质的不足),还与腐殖质的流失以及土壤微生物群的破坏相关。收获庄稼、清理茎叶和杂草,如果不施加堆肥或粪肥,土壤中的微生物便无食物可供生长。然而,有一种每个人都可以采取的方法来构建健康土壤,那就是种植绿肥作物,也称作绿色肥料。那绿肥作物是什么呢?
绿肥作物和绿色肥料是为了改良土壤健康和结构而种植的植物,它们是粪肥、堆肥以及矿物添加剂的有益补充,有时甚至是替代品。通过种植绿肥草类和豆类植物,可以减少对矿物肥料的需求,创造成熟的土壤生态平衡,而这在被果蔬作物不断消耗的土壤中尤为重要。
如何利用绿肥作物改良土壤
改善土壤结构是绿肥作物的主要目标。这是通过植物根部分泌物和绿色植株的分解在土壤中实现的。
那么土壤究竟是什么? 土壤学家在定义其有机成分的分类时仍有争议,但大多数人都同意区分“活性”部分(即有机物、细菌、简单蛋白质和糖分)和“稳定”部分,也就是腐殖质。
在“活性”部分,会释放少量氮、钾和磷。而“稳定”部分,也称为腐殖质,是纤维素和木质素分解后的产物,使土壤呈深色并具有松软的“海绵状”结构。如果土壤中没有有机物为微生物和小型土壤生物提供养分,就不会形成腐殖质。然而,我们通常将地里的植物和杂草拔除干净,到季末还可能因为作物病害的问题将茎叶焚烧,从而剥夺了土壤的“建材”。
土壤颗粒同样由微生物通过分解植物原料形成。这些微生物会产生一种来自多糖的“粘合剂”,这种物质使土壤形成松软颗粒。豆科绿肥作物是生产多糖的最佳植物,但其分解需要几个月时间,因此作用会在下一季种植中更为明显。
绿肥草类植物,特别是谷物类,通过其强大的根系分泌物对土壤产生积极影响。这些分泌物包含有助于土壤微生物作用的营养化合物,如同多糖类粘合剂。
绿肥作物能防止土壤侵蚀
保护土壤免受侵蚀是绿肥作物的一项显而易见的重要优势。顶层土壤含有最重要且最容易流失的腐殖质。裸露的土壤容易因浇水或雨滴冲刷而变得紧实,而覆盖型绿肥植物则充当了水分的“缓冲垫”——这在秋季暴雨来临时尤为重要。此外,绿肥显著提升了土壤的吸水和储水能力,这在夏季干旱时期尤其关键。
保留土壤中的矿物质并稳定微生物群落
绿肥作物通过积累矿物质改善了土壤中的养分循环,这能防止在未种植作物的情况下(如裸地期)矿物质因浇水而流失。在这一方面,根系发达且快速生长的谷物类植物表现得最为高效。
绿肥作物还能稳定和改善土壤的微生物生态。大多数植物通过其根系与真菌和细菌形成有益的共生体系。这些微生物帮助植物吸收养分,并从植物的根中获取各种糖类作为交换。绿肥作物的数量越多,这种互惠关系就越广泛,进而让之后种植的作物更容易建立这种共生体系。
种植绿肥作物能提高土壤微生物和动物的多样性。有了更多腐烂的有机物,蚯蚓会逐渐增多,细菌种群会扩大,它们有助于作物吸收养分并形成土壤的结构和腐殖质。
将氮重新带回土壤
许多人认为直接施氮肥比种植绿肥作物更方便。然而,绿肥作物腐烂分解的绿色植株会逐步释放氮,供作物在生长过程中逐步吸收。关于菜园氮肥和固氮根瘤菌,我将在另一篇文章中详细分析,因为这方面积累了很多有价值的资料。
绿肥作物能改善土壤压实
并非每块草皮或荒地都能通过物理手段翻松或深耕。然而,像萝卜和白萝卜(例如日本的“大根”)这样的作物,能够渗透到土壤深处达40厘米,从而通过其根系松动坚硬的土层。谷物类绿肥作物也具有非常强大的根系,可以有效地对抗土壤压实问题。
农学家手中拿着多年生小麦的植株。
害虫和病害控制
通过土壤改良作用,绿肥作物(被用来改善土壤的植物)已经通过提高植物的整体免疫力与害虫对抗。但这只是其中之一。一些绿肥作物的根系分泌物本身就是天然的杀虫剂和熏蒸剂,它们经过漫长的进化过程以完善自身的防御机制,从而抵御食用它们的昆虫。
黑麦能对抗线虫和蓟马。铁甲虫、蚜虫以及多种霉菌无法忍受芥末的存在。三叶草可以清除种植地中的真菌和细菌,这些病原体通常会侵害茄科植物。某些线虫可以被高粱、苏丹草、油菜、芥末和油萝卜压制。据最新研究发现,一种大豆品种显示出对晚疫病的抗性,并将在未来被进一步研究和推广种植。
在自然界中,昆虫由天敌自然控制,例如寄生蜂、鸟类、特定的病毒和细菌。有害昆虫会停留在绿肥的残体上,从而为有益的捕食性天敌提供了食物链和生存空间。一些绿肥作物还会吸引捕食性昆虫,它们会定居在三叶草、十字花科植物和野豌豆中。这些昆虫以花蜜、花粉、温和的有害蚜虫和蓟马为食,直到更大规模的猎物出现。换句话说,这些自然的花园捍卫者会比害虫更早驻扎在您的植物区,随时准备迎战入侵者。植物能释放散发特殊气味的信号,当受到害虫攻击时,这些信号会吸引益虫。植物越多,与害虫对抗的效果越显著。
留下一些未割的绿肥植株行带,可以为益虫提供一个持久的庇护场所和食物来源。
多年来,人们会通过清除并焚烧植物秸秆来消毒田地和花园,以防止下一季节植物感染病害。我们会留下裸露的土地,充其量在坑里加入粪肥和极少量矿物肥料。然而,病原体总是存在的,不论是否采取过“土地消毒”措施——真菌的孢子会随风在您的菜园上空漂浮。因此,这种方式并不能保护植物免受晚疫病或根腐病的侵袭。病原体的入侵有多道障碍,包括根系、茎秆和叶子,这些部位有天然屏障的保护。绿肥作物可以帮助植物加强这些天然屏障。
绿肥对抗杂草
覆盖作物通过密集种植、快速发芽和根系分泌物来抑制杂草。例如,用割下的冬黑麦制成的覆盖物既能物理上压制杂草,也能化学上抑制杂草的生长。黑麦的残体会慢慢释放出对许多一年生阔叶杂草有害的化学物质。活生生的覆盖物能够阻挡光线并限制杂草吸取营养。植物之间的这种互相影响被称为化感作用。
降低土壤温度
覆盖作物能够在一年中最炎热的时节保护土地免受干旱和过热的影响。然而,冬季作物可能会稍微延迟积雪的融化和土壤的升温,不利于早春种植。而秋天翻压到土壤中的绿肥反而会因腐烂反应稍微提高土壤肥沃层的温度。
本文资料来源
我想以列举本文资料来源作为结尾,因为我自己并没有绿肥实践经验。我对资料来源非常严谨(尽管这种“严谨”是主观的)。从土壤学的角度来看,以下资料对我帮助最大:
- Довбан К.И.《现代农业中的绿肥:理论与实践问题》;
- 美国农业部出版的《有效管理覆盖作物》(第三版);马丽安娜·萨兰托尼奥著,罗代尔研究所,1994年。
其余更为普及的文献中包含很多相互矛盾的内容,因此我试图从所有作者的观点中提取尽可能多的共同成果。
以下是我在准备本文时参考的书籍:
- Б. Бублик、В. Гридчин《天降甘露》;
- Зепп Хольцер《农业革命家》;
- Б. Бублик《混种菜园》;
- 萨莉·简·坎宁安《园艺者的忠实朋友》;
- 福冈正信的《一根稻草的革命》;
- 福克纳的《耕田的疯狂》。
关于绿肥的主题,我已经“写出”了一系列的文章,随着编辑工作完成,我会将其逐步添加到“从零开始的菜园”专题中。