生草配合施用有機肥對省力高效梨園土壤的培肥效應(yīng)研究

孫計平，張玉星，吳照輝，李英麗，王國英，張江紅 (.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北 保定0700;.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，河南 許昌 46000)

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生草配合施用有機肥對省力高效梨園土壤的培肥效應(yīng)研究

孫計平1,2，張玉星1*，吳照輝2，李英麗1，王國英1，張江紅1
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北 保定071001;2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，河南 許昌 461000)

為了推動果園生草在我國的推廣應(yīng)用，研究生草配合施用有機肥土壤管理方式對省力高效現(xiàn)代梨園土壤養(yǎng)分的作用效應(yīng)，在冀中平原的“雪青”梨園，以常規(guī)清耕梨園為對照，研究省力高效梨園生草4年和生草8年的培肥效應(yīng)，于2014年梨樹萌芽期，在80 cm土層內(nèi)分10 cm一層取樣，分別測定不同土層的有機質(zhì)、大量元素和微量元素含量，比較不同處理土壤營養(yǎng)元素的變化特征。結(jié)果表明，生草梨園0～50 cm土層有效養(yǎng)分含量均達到較高水平；與常規(guī)梨園相比較，這種管理模式短期(4年)增加了0～10 cm土層堿解氮、速效磷、有效鋅含量和0～20 cm土層速效鉀、有效鐵含量，長期(8年)顯著增加了0～10 cm土層有機質(zhì)和堿解氮含量、0～20 cm有效鐵和有效錳含量、0～30 cm速效磷和有效銅含量、0～40 cm有效鋅含量和0～50 cm速效鉀含量。顯著降低了0～30 cm土層pH值，明顯提高了河北省石灰性梨園土壤磷、鐵、鋅的有效性。長期生草配合施用有機肥能夠增加上層土壤有效養(yǎng)分含量，生草8年后，0～50 cm土層速效磷、速效鉀和有效鋅占0～80 cm土層比重分別達到92%、82%和88%，為梨園提供充足營養(yǎng)的同時降低了環(huán)境污染的風(fēng)險，有利于梨園土壤培肥和果園的可持續(xù)發(fā)展。

梨園；生草；土壤養(yǎng)分

我國是世界梨生產(chǎn)和消費大國，梨栽培面積和產(chǎn)量居世界第一位，但單產(chǎn)較低，與世界發(fā)達國家存在較大差距，栽培模式標準化、簡單化，是世界梨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢[1]。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)梨工程技術(shù)研究中心以“大苗建園、矮化密植、早果壓冠” 結(jié)合“有機肥配合生草土壤管理制度”等為核心技術(shù)的梨園省力高效栽培模式(labor-saving and high-efficient cultivation patterns, LHCP)，梨園可4年進入盛果期和連年豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，與常規(guī)果園相比，梨果產(chǎn)量翻倍，品質(zhì)較好，梨園用工少，效益高[2]。本項目組研究認為，矮化密植、合理的樹形選擇及與之對應(yīng)的樹相指標是果樹豐產(chǎn)的前提[3]，但采用有機肥配合生草這種土壤管理方式能否滿足梨園持續(xù)高產(chǎn)還有待于深入研究。近年來中國已開展了不少關(guān)于果園生草方面研究，因種植地區(qū)、草種和生草年限不同，對土壤的影響效果各異，惠竹梅等[4]研究認為，生草提高了土壤有機質(zhì)含量和土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化效率。李會科等[5]指出，在西北干旱半干旱的果園區(qū)選擇根系淺的三葉草，能有效增加0～40 cm土層有效養(yǎng)分含量?；舴f等[6]的研究表明，在北京地區(qū)種植黑麥草(Loliumperenne)能有效提高沙地梨園土壤表層和亞表層有機質(zhì)含量、土壤養(yǎng)分含量，改善土壤供肥狀況。本項目組之前研究結(jié)果表明LHCP改善了梨園土壤物理特性[7]，使土壤腐殖質(zhì)品質(zhì)朝好的方向轉(zhuǎn)化[8]。盡管生草有利于培肥地力和果園可持續(xù)發(fā)展，但生產(chǎn)實踐中清耕果園仍占80%以上[9]。本研究以不同生草年限的省力高效現(xiàn)代梨園為對象，分析LHCP梨園不同深度土壤有效養(yǎng)分含量，旨在揭示LHCP模式對土壤養(yǎng)分有效性和空間分布的影響，為評價梨園LHCP模式的可持續(xù)性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和樣地

試驗地位于冀中平原的保定市高陽縣天豐農(nóng)業(yè)集團，果園位于北緯38°38′，東經(jīng)115°44′，海拔11 m，年均溫11.9 ℃，多年平均降水量515.2 mm，降水主要集中在7-8月，全年無霜期205 d左右，土壤為石灰性潮土。試驗區(qū)地勢、地貌、土質(zhì)等自然條件基本一致，試驗梨園均為雪青梨，砧木為杜梨。省力高效栽培模式：栽植密度0.75 m×3.00 m，樹形修剪為圓柱形，秋季一次性施入有機肥(45 t/hm2)，秋季人工種植黑麥(Secalecereale，播種量90 kg/hm2)，次年5月刈割后覆蓋于樹盤下，選取同一果園有機肥配合生草4年(2010年秋季開始播種黑麥，簡稱生草4年，LHCP4)地塊和有機肥配合生草8年(2006年秋季開始播種黑麥，簡稱生草8年，LHCP8)地塊為研究對象，生草4年地塊為盛果初期，產(chǎn)量為60000 kg/hm2左右，生草8年地塊為盛果期，產(chǎn)量為100000 kg/hm2左右；附近常規(guī)盛果期梨園為對照(Control)，產(chǎn)量為50000 kg/hm2左右。常規(guī)管理模式株行距為1.5 m×4.0 m，樹形修剪為紡錘形，秋季施入有機肥(15 t/hm2)，果樹每年每hm2施肥：尿素600 kg，過磷酸鈣 600 kg，硫酸鉀300 kg，采用人工除草的清耕土壤管理方式。分別在上述試驗地和對照區(qū)按“S”線路采集土樣，每個處理分別選擇樹體大小、樹勢基本一致雪青梨樹掛牌標記，0.5 hm2左右作為一個重復(fù)，設(shè)3次重復(fù)，沿行間方向在樹冠滴水線下取樣，避開施肥點，2014年4月4日(萌芽期)用不銹鋼土鉆取樣，采樣深度為0～80 cm，每10 cm為一層，每處理多點混合后用四分法取2 kg左右?guī)Щ貙嶒炇?。去除植物根系、枯枝落葉和石塊等雜質(zhì)，風(fēng)干后分別過1 mm和0.15 mm篩，備用。

1.2 項目測定

pH值采用pH計(梅特勒-托利多FE20，上海)測定，水土比2.5∶1[10]；有機質(zhì)含量用重鉻酸鉀-油浴加熱法測定[10]；土壤礦質(zhì)元素采用常規(guī)方法測定[10]：堿解N含量用堿解擴散法測定[10]；速效P含量用碳酸氫鈉法測定[10]；速效K采用醋酸銨浸提火焰光度法測定[10]；微量元素Fe、Mn、Cu、Zn含量采用二乙三胺五乙酸(diethylenetriaminepentaacetic acid，DTPA)浸提，原子吸收法測定[10]；有效硼采用沸水浸提-甲亞胺法測定[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS 14.5軟件和Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機肥配合生草對梨園土壤pH值的影響

各處理不同層次土壤pH值見表1，隨土層深度增加,各處理pH值呈增加趨勢，采用有機肥配合生草8年的梨園(簡稱生草8年，下同)增幅最大，其次為有機肥配合生草4年的梨園(簡稱生草4年，下同)，常規(guī)梨園(對照)增幅最小。各處理比較來看，0～40 cm土層各處理pH值排序均為：對照>生草4年>生草8年，其中0～20 cm土層變異相對較大，處理間差異達顯著水平，30 cm以下土層pH值差異較小。采用有機肥配合生草的土壤管理方式能有效降低梨園土壤pH值，在0～30 cm效果顯著。

2.2 有機肥配合生草對梨園土壤有機質(zhì)含量的影響

各處理有機質(zhì)含量(圖1)0～10 cm土層差異最大，尤其是生草8年處理，土壤有機質(zhì)含量達到26.68 g/kg的較高水平，顯著高于其他處理，生草4年和對照差異不顯著，分別為19.47和19.59 g/kg，說明短期生草有機質(zhì)含量與對照差異不大，隨生草年限延長，有機質(zhì)含量明顯提高；10～20 cm土層，對照土壤有機質(zhì)含量顯著高于生草處理，可能是由于黑麥根系主要分布在10～20 cm土層，生草消耗大量營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致生草處理10～20 cm土層有機質(zhì)含量降低；20～70 cm土層，生草8年土壤有機質(zhì)含量與對照差異不顯著，均顯著高于生草4年。不同處理土壤有機質(zhì)含量隨土層深度增加而呈降低趨勢，但降低幅度不同，生草8年處理表層土壤有機質(zhì)含量顯著高于其他土層，0～40 cm，每層間差異都達到顯著水平，且顯著高于40 cm以下土層，40 cm以下土層差異較小；生草4年各土層間有機質(zhì)含量變化趨勢與生草8年處理基本一致，0～30 cm每層間差異都達到顯著水平，且顯著高于30 cm以下土層，30 cm以下土層差異較小；對照0～10 cm與10～20 cm土層，土壤有機質(zhì)含量較高，20 cm以下土層有機質(zhì)含量明顯低于表層。

表1 土壤pH值Table 1 Changes of the value of pH

注：不同小寫字母表示同一處理不同土層間差異達到5%顯著水平，不同大寫字母表示同一土層不同處理間差異達到5%顯著水平。

Note: Values followed by different small letters mean significant differences between different layers at the 5% level in the same treatment; Values followed by different capital letters mean significant differences between different treatments at the 5% level in the same layer.LHCP8,LHCP4:Eight years or 4 years of labor-saving and high-efficient cultivation patterns.

2.3 有機肥配合生草對梨園土壤堿解氮和速效磷含量的影響

各處理不同土層土壤堿解氮含量與有機質(zhì)含量趨勢相同(圖1)，隨土層深度增加而呈降低趨勢，不同處理降低幅度不同，生草8年處理表層土壤堿解氮含量極顯著高于其他土層，0～40 cm，每層間差異都達到顯著水平，且顯著高于40 cm以下土層，40 cm以下土層間差異較?。簧?年各土層間堿解氮含量變化趨勢與生草8年處理基本一致，0～30 cm每層間差異都達到顯著水平，30 cm以下土層差異較小；對照處理0～10 cm與10～20 cm土層，土壤堿解氮含量差異不顯著，且都顯著高于20 cm以下土層。各處理間比較來看，0～10 cm土層，各處理差異最大，生草8年堿解氮含量達到148.97 mg/kg，顯著高于其他處理，生草4年和對照兩個處理，堿解氮含量分別為107.28和106.98 mg/kg，0～50 cm土層為梨樹根系主要分布區(qū)域，各處理堿解氮含量均值都超過60 mg/kg，達到較高水平，有利于梨樹生長發(fā)育和養(yǎng)分吸收，分析0～50 cm土層堿解氮含量占0～80 cm土層堿解氮總量的比值，以生草8年最高，達75%，生草4年和對照分別為69%和70%，說明短期生草，土壤堿解氮含量與對照差異不大，而長期生草能顯著提高堿解氮含量；生草8年與生草4年下層土壤堿解氮含量差異較小，說明生草年限延長主要增加上層土壤堿解氮含量。

圖1 土壤有機質(zhì)、堿解氮和速效磷含量Fig.1 The content of organic matter, soil alkaline N and available P 不同小寫字母表示同一處理不同土層間差異達5%顯著水平，不同大寫字母表示同一土層不同處理間差異達5%顯著水平，下同。Different small letters mean significant difference between different layers at the 5% level in the same treatments, different capital letters mean significant difference between different treatments at the 5% level in the same layer, the same below.

速效磷含量(圖1)比較來看，生草8年處理表層土壤速效磷含量極顯著高于其他土層，0～40 cm，每層間差異都達到顯著水平，40 cm以下土層差異較小；生草4年各土層間速效磷含量變化趨勢與生草8年處理基本一致，且兩處理40 cm以下土層速效磷含量差異較小，說明生草年限延長主要增加0～40 cm土層速效磷含量；與生草處理相比較，對照隨土層深度增加速效磷含量減少幅度小，0～30 cm土層，各層土壤速效磷含量差異顯著，30 cm以下土層差異較小。各處理比較來看，0～10 cm土層差異最大，生草8年速效磷含量達到144.99 mg/kg，處于非常高的水平，顯著高于其他處理，其次為生草4年處理，速效磷含量為61.99 mg/kg，顯著高于對照；10～30 cm土層，速效磷含量仍以生草8年處理最高；30 cm以下土層速效磷含量以對照最高。生草8年、生草4年和對照果樹根系主要分布區(qū)0～50 cm土層，速效磷含量均值分別為54.04、21.14和23.15 mg/kg，均能滿足梨樹生長發(fā)育和養(yǎng)分吸收；分析0～50 cm土層速效磷含量占0～80 cm土層速效磷總量的比重，以生草8年最高，達92%，生草4年和對照分別為84%和69%，說明生草能有效提高磷素利用效率。

2.4 有機肥配合生草對梨園土壤速效鉀和微量元素的影響

土壤速效鉀含量(圖2)比較來看，生草8年，0～60 cm隨土層深度增加，速效鉀含量顯著降低，土層間差異達到顯著水平；生草4年各土層間速效鉀含量變化趨勢與生草8年處理基本一致，0～40 cm每層間差異都達到顯著水平；對照隨土層深度增加，速效鉀含量呈先降低后增加趨勢。各處理間比較來看，0～10 cm土層，各處理差異最大，生草8年速效鉀含量達到682.39 mg/kg，顯著高于其他處理；其次為生草4年處理，速效鉀含量為476.30 mg/kg，顯著高于對照，說明生草能增加土壤速效鉀含量，且隨生草年限延長，速效鉀含量顯著提高；10～50 cm土層，速效鉀含量均以生草8年最高；50 cm以下土層速效鉀含量以對照最高。生草8年、生草4年和對照0～50 cm土層速效鉀含量均值分別為402.23、183.23和161.34 mg/kg，均能滿足梨樹生長發(fā)育和養(yǎng)分吸收。從0～80 cm土層各處理速效鉀含量分布來看，生草處理速效鉀含量表層所占比例較大，0～50 cm土層速效鉀含量占0～80 cm土層速效鉀總量的比重，生草8年達82%，生草4年和對照分別為77%和57%，說明生草能有效提高鉀素利用效率。

各處理土壤有效鐵含量(圖2)差異較大，在土層中分布趨勢不一致，生草8年和生草4年土壤有效鐵含量均為0～10 cm土層最高，0～50 cm土層，隨深度增加有效鐵含量顯著減少，40～80 cm土層速效鐵含量差異不顯著；對照隨土層深度增加，有效鐵含量表現(xiàn)為先降低后增加趨勢。各處理比較來看，0～20 cm土層有效鐵含量均表現(xiàn)為生草8年>生草4年>對照，40～80 cm土層有效鐵含量為對照>生草8年>生草4年。生草8年、生草4年和對照0～50 cm土層有效鐵含量均值分別為12.36、8.40和9.60 mg/kg，均達到較高水平；分析0～50 cm土層有效鐵含量占0～80 cm土層有效鐵總量的比重，生草4年最高，達到82%，生草8年和對照分別為79%和62%，說明生草能有效提高鐵的利用效率。

各處理土壤有效錳含量(圖2)均隨土層深度增加呈下降趨勢，生草8年和生草4年下降幅度較大，主要表現(xiàn)在0～50 cm土層，對照主要表現(xiàn)在0～30 cm土層。生草4年各土層土壤有效錳含量均低于其他處理，生草8年0～20 cm土層有效錳含量高于其他處理，20～80 cm土層有效錳含量表現(xiàn)為對照>生草8年>生草4年。從0～80 cm土層各處理有效錳含量分布來看，生草處理有效錳含量表層所占比例較大，生草8年、生草4年和對照0～50 cm土層有效錳含量均值分別為6.62、3.95和7.72 mg/kg，均達到較高水平；0～50 cm土層有效錳含量占0～80 cm土層有效錳總量的比重，生草8年達77%，生草4年和對照分別為76%和68%，說明生草能有效提高錳的利用效率。

圖2 土壤速效鉀、有效鐵和有效錳含量Fig.2 The content of available K, available Fe and available Mn

圖3 土壤有效銅、有效鋅和有效硼含量 Fig.3 The content of available Cu, Zn and B

各處理各土層有效銅含量(圖3)均超過0.3 mg/kg，生草8年0～10 cm土層有效銅含量達到2.4 mg/kg的較高水平，土壤中有效銅含量達到較高水平，能滿足梨樹生長發(fā)育需要；0～30 cm土層，各處理土壤有效銅含量均表現(xiàn)為：生草8年>對照>生草4年，30～80 cm土層，有效銅含量則以對照最高，生草4年最低，說明短期生草會消耗土壤有效銅，長期生草則增加上層土壤有效銅含量。從0～80 cm土層各處理有效銅含量分布來看，生草處理有效銅含量表層所占比例較大，生草8年、生草4年和對照0～50 cm土層有效銅含量均值分別為1.59、1.00和1.44 mg/kg，均達到較高水平；0～50 cm土層有效銅含量占0～80 cm土層有效銅總量的比重，生草8年達69%，生草4年和對照分別為79%和63%，說明生草能有效提高銅的利用效率。

各處理土壤有效鋅含量(圖3)差異較大，生草8年，0～60 cm土層隨深度增加有效鋅含量顯著下降，每層間差異都達到顯著水平；生草4年，0～10 cm土層有效鋅含量顯著高于其他土層；對照0～20 cm土層，土壤有效鋅含量顯著高于20 cm以下土層。各處理比較來看，0～10 cm土層，差異最大，生草8年有效鋅含量達到6.10 mg/kg，顯著高于其他處理，其次為生草4年，有效鋅含量為2.72 mg/kg，顯著高于對照，說明生草能增加表層土壤有效鋅含量，隨生草年限延長，有效鋅含量顯著提高；0～30 cm土層，有效鋅含量均以生草8年處理最高；生草8年、生草4年和對照0～50 cm土層有效鋅含量均值分別為2.42、1.26和1.11 mg/kg，均達到較高水平；分析0～50 cm土層有效鋅含量占0～80 cm土層有效鋅總量的比重，生草8年達88%，生草4年和對照分別為75%和76%，說明長期生草土壤中鋅的有效性提高。

各處理土壤有效硼含量達均到較高水平，在0.50～0.70 mg/kg之間，隨土層深度增加下降幅度減小，與其他元素相比較，各處理間有效硼含量差異也較小。

3 討論

果園生草已經(jīng)成為北美和歐洲地區(qū)果園建設(shè)的主流方式[12-13]，而國內(nèi)梨園大多采用清耕和化肥為主的土壤管理方式[9]，生草栽培措施仍處于小面積試驗及應(yīng)用階段，主要原因有以下幾個方面，一是中國傳統(tǒng)觀念認為草與果樹爭肥爭水；二是常規(guī)果園多為喬砧、果園郁閉、小草難長；三是多數(shù)果農(nóng)只顧眼前利益，以化肥為主[9,14]。常年清耕和大量化學(xué)肥料的投入容易造成土壤板結(jié)和養(yǎng)分淋溶損失[15]，盧樹昌等[16]研究發(fā)現(xiàn)河北省大部分果園過量施用化學(xué)肥料，造成土壤氮、磷養(yǎng)分盈余，盈余量分別為393和253 kg/hm2，土壤環(huán)境負荷較大。梨省力高效栽培模式，通過長期生草配合施用有機肥能夠提高土壤肥力水平，優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，改良土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況，為梨園高產(chǎn)提供充足養(yǎng)分。土壤有機質(zhì)含有果樹生長所需要的各種營養(yǎng)元素，它對土壤形成、土壤肥力保育、促進植物生長發(fā)育和環(huán)境保護起著至關(guān)重要的作用。因此，保持果園土壤持續(xù)利用和果樹高產(chǎn)的首要條件是土壤具有較高的有機質(zhì)水平。Neilsen等[17]指出發(fā)展果園生草模式的主要原因是其可以增加土壤有機碳含量，進而提高土壤肥力。本試驗中，生草4年和對照0～10 cm土層土壤有機質(zhì)含量為19.47和19.59 g/kg，生草8年后，0～10 cm土層有機質(zhì)含量達到26.68 g/kg，達到較高水平，說明梨園長期生草配合施用有機肥能有效增加土壤有機質(zhì)含量，這和鄧豐產(chǎn)等[18]研究認為果園生草可以提高土壤有機質(zhì)含量的結(jié)果一致。生草4年20～80 cm土層有機質(zhì)含量明顯低于其他處理，這和李會科等[19]研究認為“生草的前期4年，土壤養(yǎng)分消耗大于積累，果樹與牧草存在養(yǎng)分競爭”結(jié)果一致。

土壤氮、磷、鉀是梨樹生長發(fā)育的主要營養(yǎng)元素，也是評價土壤肥力水平的重要指標，土壤速效氮、磷、鉀直接反映土壤的供肥能力。果園生草后土壤的微生物數(shù)量增加，從而促進土壤有機碳的分解和有機氮礦化，增加土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量[20]。本研究顯示，生草8年后，0～10 cm土層堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別達到148.97、144.99和682.39 mg/kg的較高水平，均顯著高于其他處理，且隨土層深度增加呈減少趨勢，可能是由于黑麥吸收下層土壤礦質(zhì)營養(yǎng)，刈割后積累到表層土壤。與對照相比較，生草8年顯著增加了0～10 cm土層堿解氮、0～30 cm速效磷和0～50 cm土層速效鉀含量，說明生草配合施用有機肥能有效提高土壤氮磷鉀的有效性，這和前人[21-23]研究結(jié)果一致，梨園生草改善了土壤 N、P、K供給能力，有利于梨樹對 N、P、K 營養(yǎng)元素的吸收利用。生草4年主要表現(xiàn)在0～10 cm土層，一方面是由于生草前期土壤養(yǎng)分消耗大于積累，另一方面是由于生草4年梨樹處于盛果初期，樹體營養(yǎng)生長消耗養(yǎng)分大于盛果期梨樹。

鐵錳銅鋅等微量元素是梨樹生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素，微量元素缺乏容易引起生理病害的發(fā)生，尤其是鐵和鋅，梨樹缺鐵黃化和缺鋅小葉病在北方石灰性土壤果園普遍存在，生草對果園土壤微量礦質(zhì)元素也產(chǎn)生重要影響[24]，李艷麗等[25]通過梨園行間種植三葉草使土壤有效鐵、鋅、錳含量均有不同程度的提高。牛自勉等[26]的研究發(fā)現(xiàn)在石灰性土壤果園生草，能明顯提高土壤鐵、鋅元素的含量。李國懷等[27]研究表明，連續(xù)種植百喜草能夠明顯提高土壤中速效鐵、速效銅和速效鋅的含量，但并不影響土壤中錳的含量。本研究中，生草8年0～20 cm土層有效鐵和有效錳、0～30 cm土層有效銅和0～40 cm土層有效鋅含量均顯著高于其他處理，說明多年生草能增加上層土壤有效鐵、錳、銅、鋅等微量元素含量；生草4年0～20 cm土層有效鐵和0～10 cm土層有效鋅含量顯著高于對照，說明短期生草對增加表層土壤有效鐵和有效鋅含量效果顯著。

0～50 cm土層是梨樹根系生長主要區(qū)域，生草梨園0～50 cm土層有效養(yǎng)分含量均達到較高水平，能為梨園高產(chǎn)提供充足的礦質(zhì)營養(yǎng)。從剖面分布看，生草8年0～50 cm土層有效養(yǎng)分所占比例均明顯高于對照，其中速效磷、速效鉀和有效鋅在0～50 cm土層所占比重分別達到92%、82%和88%，明顯高于常規(guī)果園的69%、57%和76%。施用有機肥配合生草土壤管理方式改善了梨園土壤理化性質(zhì)，提高了主要礦質(zhì)元素的供給能力，主要是由于1)長期施用有機肥增加了土壤有機質(zhì)含量，降低了土壤pH值，提高了礦質(zhì)元素的有效性；2)長期種植黑麥后，大量草根殘留于土壤中腐爛分解，為梨樹生長提供所需的各種養(yǎng)分的同時提高了土壤酶活性，促進土壤中緩效態(tài)或難溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為速效態(tài)或易溶性養(yǎng)分，此外，部分有機物質(zhì)通過腐殖化作用增加土壤有機質(zhì)，有機質(zhì)與土壤顆粒結(jié)合，形成團粒，有效改善了土壤結(jié)構(gòu)[28]；3)種植黑麥對盈余養(yǎng)分起到暫時固定和攔截作用，減少了養(yǎng)分淋溶和地表徑流損失[29]，提高了緩沖性，減少了流失風(fēng)險。而對照梨園10～80 cm土層堿解氮含量、20～70 cm土層有效錳含量、30～70 cm土層有效銅含量、30～80 cm土層速效磷和有效鐵含量、50～80 cm土層速效鉀含量均高于生草處理，且處于較高水平，存在潛在過量污染風(fēng)險。

4 結(jié)論

試驗采用10 cm一層分層取樣更能客觀地評價生草的培肥效應(yīng)，短期生草(4年)增加了0～10 cm土層堿解氮、速效磷、有效鋅含量和0～20 cm土層速效鉀、有效鐵含量，隨生草年限延長，土壤有效養(yǎng)分含量顯著增加，長期生草(8年)0～10 cm土層有機質(zhì)和堿解氮含量，0～20 cm土層有效鐵和有效錳含量，0～30 cm土層速效磷和有效銅含量，0～40 cm土層有效鋅含量和0～50 cm速效鉀含量均顯著增加。長期生草顯著降低了土壤pH值，對提高河北省石灰性土壤磷、鐵、鋅的有效性效果明顯。生草8年后0～50 cm土層有效養(yǎng)分含量均達到了較高水平，長期生草配合施用有機肥能夠為梨園提供充足有效養(yǎng)分，減少養(yǎng)分淋溶，有利于梨園土壤培肥和果園的可持續(xù)發(fā)展。

研究認為，長期生草配合施用有機肥，提高了梨園土壤有機質(zhì)和有效養(yǎng)分含量，對樹體養(yǎng)分吸收和分配的影響還有待于進一步研究。

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Effects of cover cropping and organic fertilizer on soil nutrients in a pear orchard

SUN Ji-Ping1,2, ZHANG Yu-Xing1*, WU Zhao-Hui2, LI Ying-Li1, WANG Guo-Ying1, ZHANG Jiang-Hong1

1.CollegeofHorticulture,HebeiAgriculturalUniversity,Baoding071001,China; 2.TobaccoResearchInstitute,HenanAcademyofAgriculturalScience,Xuchang461000,China

To promote grass sward management in orchards in China, this paper discusses the effects of planting herbage species combined with the application of organic fertilizer on soil mineral composition in a high producing and efficient pear orchard. The ‘xueqing’ pear orchard with 4-year and 8-year old inter-row herbage ground cover located on the Jizhong Plain, Hebei, was compared with a neighbouring pear orchard using inter-row tillage to control vegetation. Stratified sampling was carried out in each 10 cm layer of 0-80 cm soil layers in all pear orchards. Soil organic matter and mineral element content in each soil layer were measured. The results showed that the available nutrient content was highest in the 0-50 cm soil layers after planting herbage. Compared to tillage a herbage regime of 4 years combined with the application of organic fertilizer, soil alkaline hydrolytic nitrogen, available P and Zn content in 0-10 cm layer and the available K and Fe in 0-20 cm layer were clearly higher. Eight years of managed herbage combined with the application of organic fertilizer resulted in significantly improved soil organic matter and alkaline hydrolytic nitrogen content in the 0-10 cm layer, available Mn and Fe in the 0-20 cm layer, available P and Cu in the 0-30 cm layer, available Zn in the 0-40 cm layer and available K in the 0-50 cm layer. However soil pH was reduced. After 8 years of herbage management and application of organic fertilizer the available P, K and Zn in the 0-50 cm soil layer accounted for 92%, 82% and 88% of the 0-80 cm soil layer, respectively; soil fertility was improved and negative environmental effects such as nutrient losses reduced, improving the overall sustainability of the production system.

pear orchard; planting herbage; soil nutrients

10.11686/cyxb2016362

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-09-27；改回日期：2016-12-05基金項目：國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-29-13)資助。作者簡介：孫計平(1978-)，女，河北玉田人，助理研究員，在讀博士。E-mail：sunjiping2002@126.com*通信作者Corresponding author. E-mail：zhyx@hebau.edu.cn

孫計平, 張玉星, 吳照輝, 李英麗, 王國英, 張江紅. 生草配合施用有機肥對省力高效梨園土壤的培肥效應(yīng)研究. 草業(yè)學(xué)報, 2017, 26(4): 80-88.

SUN Ji-Ping, ZHANG Yu-Xing, WU Zhao-Hui, LI Ying-Li, WANG Guo-Ying, ZHANG Jiang-Hong. Effects of cover cropping and organic fertilizer on soil nutrients in a pear orchard. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(4): 80-88.