對山西省發(fā)展果園綠肥的思考與建議

郝保平，張鑫，張延芳，馮悅晨，趙瑞芬，滑小贊，曹衛(wèi)東，鄭普山

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031；2.萬榮縣果業(yè)發(fā)展中心，山西萬榮044200；3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山西太原030031；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京100081）

對山西省發(fā)展果園綠肥的思考與建議

郝保平1，張鑫2，張延芳3，馮悅晨1，趙瑞芬1，滑小贊1，曹衛(wèi)東4，鄭普山1

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031；2.萬榮縣果業(yè)發(fā)展中心，山西萬榮044200；3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山西太原030031；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京100081）

闡述了果園綠肥在減少水土流失、改善土壤理化性狀、平衡土壤溫度、提高微生物種群數(shù)量和土壤酶活性、抑制雜草生長、增加害蟲天敵數(shù)量等改善果園生態(tài)環(huán)境、促進果樹生長、提高果品產(chǎn)量和品質(zhì)、增加果農(nóng)收入、保持山西果業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的重要作用，針對山西省果園土壤管理中長期清耕造成水土流失嚴重、土壤肥力下降、果園生態(tài)環(huán)境惡化、影響果品質(zhì)量等問題，提出了在果園土壤管理上大力發(fā)展果園綠肥的倡議及選擇果園綠肥的原則。

果園綠肥；土壤理化性狀；果園生態(tài)環(huán)境；可持續(xù)發(fā)展；山西省

果園綠肥種植又叫果園生草，是20世紀中期以來在美國、日本、意大利、法國等發(fā)達國家普遍采用的先進的果園土壤管理方法。果園綠肥種植，就是在果園果樹行間種植對果樹生產(chǎn)有益的草種，通過草種的生長及刈割后覆蓋樹盤，減少水土流失，改善土壤理化性狀和果園小生態(tài)，促進果樹生長，提高果品產(chǎn)量和品質(zhì)，是現(xiàn)代果業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效的有效途徑。我國對果園生草栽培的研究和應(yīng)用起步于20世紀80年代，30多年來由于各地政府和果農(nóng)重果園規(guī)模、果品產(chǎn)量、而輕果品品質(zhì)，致使當前的果園土壤耕作管理措施仍然以清耕為主。山西省是我國最佳的落葉果樹適栽優(yōu)生區(qū)和重要的優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)基地，部分優(yōu)質(zhì)蘋果已走向國際市場。為進一步改善全省的果園生產(chǎn)環(huán)境、全面提升果品品質(zhì)、提高果園經(jīng)濟效益，發(fā)展果園綠肥勢在必行。

1 種植綠肥對果園生態(tài)環(huán)境的影響

1.1 減少果園水土流失

我國大部分果樹分布在丘陵山地，地表呈裸露狀態(tài)，水土流失嚴重。種植果園綠肥后能有效接納和攔截雨水，減少地表徑流。北方果園種植綠肥后比裸露果園地表徑流及土壤沖刷量均大幅減少[1-2]，在南方果園種植綠肥后雨水滲透深度增大，地表徑流和土壤沖刷量減少[3]。充分說明種植果園綠肥可減少水、土、肥的流失，改善果園生態(tài)環(huán)境。

1.2 改善果園土壤的理化性狀

良好的土壤結(jié)構(gòu)與適宜的土壤孔性對保持果園良好生態(tài)系統(tǒng)，提高果品產(chǎn)量和保證果品質(zhì)量具有重要作用[4]。種植綠肥后，果園表層土壤中直徑≥1.00 mm的土壤團粒數(shù)量和土壤孔隙度較清耕區(qū)有所增加，而土壤容重較清耕區(qū)有所下降[5-6]。果園長期種植綠肥可降低土壤容重，提高土壤孔隙度和土壤團聚體含量，改善果園土壤的物理性狀[7]。

土壤有機質(zhì)是土壤肥力的重要屬性，對提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、保護生態(tài)環(huán)境及保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用[8]。在果園土壤管理中，一方面，果農(nóng)普遍重視施用化肥而輕視有機肥，造成果園表層土壤的有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量降低[9]；另一方面，清耕可增加土壤通氣性，但由于擾動土壤造成土壤中部分有機質(zhì)的暴露和分解，導(dǎo)致表層土壤有機質(zhì)含量逐年降低。種植果園綠肥后，土壤翻耕次數(shù)減少，綠肥植物體歸還土壤、腐解后增加了土壤中有機質(zhì)的含量[6，10-12]，同時減少了農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放，對節(jié)能減排、緩解氣候變化意義重大。

果園綠肥生長要消耗大量的營養(yǎng)元素，綠肥刈割、翻壓后植物體回歸土壤，可返還土壤大量的N，P，K養(yǎng)分和Ca，Mg，F(xiàn)e，Zn，Mn等中微量營養(yǎng)元素。國外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，種植果園綠肥可顯著增加土壤有機質(zhì)、全N、交換性鉀及有效磷的含量[13]。國內(nèi)學(xué)者也有相似的研究結(jié)果[11，14-18]，在石灰性土壤種植果園綠肥后，土壤中常常缺乏的Ca，F(xiàn)e，Zn等中、微量元素含量明顯高于清耕果園[16]。說明長期種植綠肥可增加土壤速效養(yǎng)分含量，可適當減少化肥的用量。

果園綠肥由于遮蔽或刈割后覆蓋地表，可抑制和減少地表土壤水分的蒸發(fā)，增加土壤含水量。種植三葉草后，果園土體含水量較清耕區(qū)有所提高，但以土壤表土增加更為明顯[19-21]。由于綠肥生長需要消耗水分，干旱年份旱地果園淺層土壤水分含量下降，但種植綠肥對深層土壤水分具有調(diào)蓄作用。不同綠肥種類對土壤貯水增減量的影響存在差異，具體表現(xiàn)為在降水豐水年份影響較小，而在降水欠水年份影響較大[4，22]。總的來說，果園綠肥覆蓋地表后，可保蓄土壤水分，提高土壤儲水量，可為果樹生長創(chuàng)造有利條件。

1.3 平衡果園土壤溫度

果園種植綠肥及綠肥刈割后覆蓋地表，冬季可提高土溫，減緩果樹因低溫造成的凍害；夏季可降低地表溫度和根際土溫，有利于果樹根系的生長[23-27]。

1.4 增加果園土壤的微生物數(shù)量及酶活性

果園綠肥凋落物及其根系分泌物為果園土壤微生物提供了充足的營養(yǎng)物質(zhì)，綠肥刈割后覆蓋地表也為土壤微生物提供了生存空間，引起土壤微生物優(yōu)勢種群和數(shù)量發(fā)生巨大變化。一般情況下，果園土壤中細菌的數(shù)量最多，其次為放線菌,真菌的數(shù)量最少[28]，而且各類微生物種群和數(shù)量受施肥水平和根系分泌物影響很大[29-33]，而種植綠肥后果樹行與套種行的土壤微生物會產(chǎn)生新的分布不均[34]。綠肥刈割覆蓋后，土壤中固氮菌的數(shù)量比清耕果園明顯增加，有利于果園土壤中的物質(zhì)循環(huán)和提高土壤肥力[28，35]。

果園套種綠肥及綠肥覆蓋土壤后對土壤有機質(zhì)和土壤酶活性同樣產(chǎn)生影響，具體表現(xiàn)為：在垂直方向上土壤有機質(zhì)含量、土壤脲酶活性和轉(zhuǎn)化酶活性均以表層土壤最高，隨土層深度的增加，土壤有機質(zhì)含量、土壤轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性顯著降低；在水平方向上樹冠覆蓋區(qū)內(nèi)的土壤有機質(zhì)含量、土壤脲酶活性和轉(zhuǎn)化酶活性大于樹冠覆蓋區(qū)以外[36-37]。

1.5 抑制果園雜草生長，減少人工除草投入

在綠肥栽培初期常發(fā)生雜草，但隨著綠肥群體的擴大和生物量的增加，綠肥抑制雜草的效果日益明顯。南方果園種植白三葉后，抑制了馬唐、莧菜、飛蓬、馬齒莧、狗尾草、鴨跖草等主要雜草的生長，基本免去了果園除草[38]；豆科植物百脈根、柱花草和禾本科綠肥百喜草、雀稗、黑麥草等也能有效抑制果園雜草的生長[39]。北方灌溉果園種植的毛葉苕子、白三葉和二月蘭等綠肥春季早發(fā)、生物量快速增大并覆蓋地表，抑制了蒲公英、藜、飛蓬、馬齒莧和狗尾草等雜草的生長[21]，減少了果園除草的勞力投入和除草劑的使用。

1.6 增加害蟲天敵數(shù)量，減輕病蟲為害

很多果農(nóng)認為，種植綠肥為害蟲提供食料和掩護場所，這樣會加重病蟲害發(fā)生的概率，但是大量研究結(jié)果表明，種植綠肥有利于保護害蟲天敵，可減輕果園的病蟲為害。果園綠肥在改善果園生態(tài)環(huán)境的同時，也使果園生物種群及群落發(fā)生變化。果園綠肥為中華草蛉、擬長毛鈍綏螨等捕食性天敵提供了適宜的生存環(huán)境和獵物的補充，使其種群有所增加，而小花蝽、塔六點薊馬和瓢蟲等天敵有所減少[40-42]；果園混合種植綠肥后，多樣化的植被對東亞小花蝽的發(fā)生與增殖非常有利，從而能夠更好地發(fā)揮天敵控制害蟲的作用[43]。有研究表明，適時收割蘋果園中的紫花苜蓿對控制螨害有明顯的作用[44]。

1.7 減少化學(xué)農(nóng)藥用量

果園綠肥為果園害蟲天敵（如中華草蛉、麗小花蝽、微小花蝽、食蚜蠅等）的種群繁衍創(chuàng)造了適宜的生活環(huán)境，果園土壤及果園空間的寄生菌制約了害蟲的蔓延，在果園內(nèi)形成相對較為持久的生態(tài)系統(tǒng)[45]。此外，果園綠肥也為棉鈴蟲、銀紋細蛾、紅白蜘蛛等害蟲提供了適宜的生活環(huán)境，害蟲上樹的幾率減少，相應(yīng)地減輕了害蟲危害果樹和果品。綜合來說，種植綠肥有利于實現(xiàn)果園綜合防治，減少了用藥次數(shù)，節(jié)省了農(nóng)藥費用，降低了果園生產(chǎn)成本。

2 種植綠肥對果樹生長、果品產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

種植綠肥后，果園生態(tài)環(huán)境得到改善，果樹葉片增大變厚，葉綠素含量增加，提高了蘋果葉片對CO2的日同化量、年同化量[46]和果樹葉片的光合速率[47]；果樹的分枝和枝條長度均明顯增加，春梢數(shù)量和根量增加，根系生長期延長[48]，葉片中N，P，K，Ca，Mg的含量提高[49]，冠幅增大，坐果率提高[50]；產(chǎn)量增加，一級果率大幅提高[5，51-52]，果皮變薄，可食率和Vc含量提高，可滴定酸含量下降[53]，果品品質(zhì)提高，減少了生產(chǎn)成本[48]，增加了果園收入。

3 山西省果園發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

山西省特殊的地理位置、豐富多樣的地形、地貌和生態(tài)環(huán)境以及適宜的暖溫帶和溫帶大陸性季風(fēng)氣候等特點，為果樹的生長發(fā)育和優(yōu)良品質(zhì)的形成提供了得天獨厚的環(huán)境條件，是我國最佳的落葉果樹適栽優(yōu)生區(qū)之一和重要的優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)基地之一。截至2014年底，山西省果園總面積36.03萬hm2，總產(chǎn)量為682.52萬t，面積和年產(chǎn)量分別居全國第16位和第15位，其中，蘋果產(chǎn)量417.3萬t，位居全國第4位。目前，蘋果鮮果及加工產(chǎn)品均為山西省農(nóng)產(chǎn)品出口第一大品種，果品收入是山西省果農(nóng)的重要經(jīng)濟收入來源。

2011年以來，山西省逐步形成了蘋果、梨、葡萄、杏和地方特色小水果5大水果優(yōu)勢栽培區(qū)，優(yōu)質(zhì)區(qū)域內(nèi)優(yōu)良品種和新技術(shù)覆蓋率達90%以上，優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)率達70%以上。通過品種改良和新品種引進，在滿足不同季節(jié)、不同成熟期、不同消費者需求的同時，隨著國際貿(mào)易的不斷擴展，部分區(qū)域的優(yōu)質(zhì)果品已出口到美國、澳大利亞、俄羅斯、東南亞、新西蘭、南非等20多個國家和地區(qū)，為果農(nóng)增加了經(jīng)濟收入。

隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，各地政府和廣大果農(nóng)已經(jīng)認識到發(fā)展優(yōu)質(zhì)果品的重要性，但在果園土壤管理上，一直沿襲果園清耕管理模式，既造成資源的浪費和生態(tài)環(huán)境的破壞，也難以提高果品質(zhì)量[54-55]。面對國內(nèi)外市場的激烈競爭，穩(wěn)定和增強山西優(yōu)質(zhì)果品的優(yōu)勢生產(chǎn)地位以及保持山西省果業(yè)持續(xù)、健康和快速發(fā)展的重要舉措就是在加快優(yōu)良品種的更新?lián)Q代、加強果樹綜合管理的同時，大力發(fā)展果園綠肥，推廣綠色果園地面管理技術(shù)[56-57]。

4 山西省選擇果園綠肥品種的原則

在能夠保護果園表土、避免被風(fēng)蝕和暴雨沖刷流失的前提下，選擇果園綠肥品種應(yīng)該遵循以下7個原則：（1）適應(yīng)性強，如在旱地果園種植的綠肥品種要具備抗旱性；在灌溉果園種植的綠肥品種要耐旱、耐陰，以適應(yīng)灌溉果園果樹密植導(dǎo)致林下光照較少的環(huán)境；（2）覆蓋地表效果好，能有效抑制果園雜草的生長；（3）選擇根系入土淺，與果樹生長爭水爭肥較少的矮生或匍匐狀的豆科植物，不影響或少影響果園人工作業(yè)；（4）干旱時能緩解日光照射，降低果園地表水分蒸散速率，平衡和維持土壤溫度，促進果樹根系吸收土壤水分，維持果樹生長所必需的最低需水量；（5）應(yīng)篩選抗、耐病蟲害及病蟲害少的優(yōu)良品種，并且與果樹無共同的病蟲害或寄主關(guān)系，能引誘天敵；（6）管理簡便，可選擇適合的一年生、越年生、多年生或具有自然落籽再生特性的品種；（7）具有經(jīng)濟效益，可收獲具有種植效益的籽粒或秸稈，或秸稈、枝葉可用作家畜飼料。根據(jù)以上原則，旱坡及丘陵區(qū)果園宜選用百脈根[49]、小冠花、扁莖黃芪[58]或生育期適當?shù)男『诙梗喔裙麍@宜選用二月蘭、白三葉[20]或白三葉與黑麥草混播。

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Thoughts and Suggestions on Developing Orchard Green Manure

HAOBaoping1，ZHANGXin2，ZHANGYanfang3，F(xiàn)ENGYuechen1，ZHAORuifen1，HUAXiaozan1，CAOWeidong4，ZHENGPushan1
（1.Institute ofAgricultural Resources and Environment，Shanxi Academy ofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；2.The Development Center ofFruit Production，Wanrong County，Wanrong 044200，China；3.Shanxi Academy ofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；4.Institute ofAgricultural Resources and Regional Planning，Chinese Academy ofAgricultural Sciences，Beijing 100081，China）

The paper states the important roles of orchard green manure in preventing soil erosion,improving soil physical properties,organic matter and mineral content,balancing soil moisture and soil temperature,increasing the microbial population number and soil enzyme activity,inhabiting weed growth,promoting the growth oftree,yield and fruit quality and increasing farmers'income,etc. Aiming at the problems of serious soil erosion,soil fertility decline,ecological deterioration,excessive pesticide residues and poor fruit quality in orchard production cultivation management in Shanxi province,the paper puts forward the initiative ofdeveloping orchard green manure in orchard soil management and the principle ofchoosing green manure in orchard.

green manure in orchard;soil physical and chemical properties;orchard ecology;sustainable development;Shanxi province

S142

：A

：1002-2481（2017）07-1193-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.07.38

2016-11-15

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201103005）

郝保平（1966-），男，山西平遙人，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。鄭普山為通信作者。