苜蓿間套種對庫爾勒香梨果園土壤養(yǎng)分的影響

葉爾蘭·對山別克 早熱古麗·熱合曼 艾比布拉·伊馬木

摘要：通過在成齡庫爾勒香梨林下進(jìn)行苜蓿套種或清耕果園，比較分析在離樹干的不同距離進(jìn)行套種時果園土壤相關(guān)性狀以及對香梨品質(zhì)的影響。苜蓿套種和清耕果園內(nèi)分別設(shè)離樹干0.5、1.5 m處以外采樣區(qū)，測定苜蓿的地上生物量，0～90 cm土層的土壤容重、土壤有效養(yǎng)分含量以及香梨品質(zhì)。結(jié)果表明，離樹干0.5 m處以外地上生物量為1.01 kg/m2（以干草計），顯著少于離樹干1.5 m處以外的1.60 kg/m2（以干草計）。0～60 cm土層有機(jī)質(zhì)、堿解氮以及有效鉀含量得到提高，0～90 cm土層苜蓿套種果園土壤的有效鐵、有效鋅和有效銅含量顯著高于清耕果園土壤。研究結(jié)果顯示，庫爾勒香梨套種苜蓿能顯著提高果園土壤的有效養(yǎng)分和微量元素含量。

關(guān)鍵詞：庫爾勒香梨;間套種;紫花苜蓿;地上生物量;土壤養(yǎng)分

庫爾勒香梨（Pyrusspp）是新疆環(huán)塔里木特色林果產(chǎn)區(qū)重要的果樹之一，僅在庫爾勒市的栽植面積就達(dá)2.6萬hm2以上。由于果園樹下光照不足，樹木行間得不到利用，使得土地資源大量浪費。因此，為了提高果園間水肥的利用率，同時達(dá)到促進(jìn)果樹生長和抑制雜草生長的目的，迫切需要大面積建立果-林套種復(fù)合種植模式。果林套種可有效提高單位面積的復(fù)合指數(shù)并且能夠提高果品產(chǎn)量及品質(zhì)，改善果園小環(huán)境[1]。果林套種在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要的作用[2]。劉晨等的研究結(jié)果表明，果林套種牧草時，在0～20 cm土層的牧草地下生物量占總量的90%[3]。另有研究報道，生草果園的0～20 cm土層中有機(jī)質(zhì)呈增加趨勢[4]。與清耕地相比，山核桃樹下套種綠肥（黑麥草、白三葉、紅三葉等）能提高山核桃產(chǎn)量和果品品質(zhì)，而且綠肥產(chǎn)量明顯增加12.46%[5]。目前，對多年生紫花苜蓿種植于距樹干不同距離的研究報道很少，而且有研究發(fā)現(xiàn)，在香梨果園下距樹干不同位置種植時紫花苜蓿產(chǎn)量、果園土壤養(yǎng)分和水分含量存在差異，并解釋了差異的存在與表現(xiàn)變化的趨向。本研究利用成齡庫爾勒香梨與紫花苜蓿套種地，擬深入探討果樹下不同距離種植對產(chǎn)量以及果園土壤養(yǎng)分變化的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年4至10月在庫爾勒市庫爾楚園藝場成齡香梨果園進(jìn)行。試驗地地理坐標(biāo)為85°16′～85°32′E、41°52′～42°07′N，此地屬溫暖帶干旱氣候，晝夜溫差大，太陽輻射能為627.3 kJ/cm2，年均氣溫10.5 ℃，7月份平均氣溫 25.5 ℃，極端高溫43.6 ℃，1月份平均氣溫-17 ℃，極端低溫-28 ℃，降水量50.7 mm，集中于6—8月，年蒸發(fā)量 2 776 mm，平均相對濕度為40%，無霜期180～212 d，土壤類型為輕沙壤土。本試驗選用成年香梨果園0.67 hm2，樹齡為13年，樹干直徑（64.00±9.14） cm，樹冠直徑（4.98±0.88） m，樹高（4.85±0.88） m，株行距為4 m×6 m。香梨果園內(nèi)紫花苜蓿套種地段和清耕地段分別作為試驗地，選擇條件相近的清耕地作為對照地（CK）。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 苜蓿地上生物量 苜蓿初花期，分別在離香梨樹干0.5 m和1.5 m處以外隨機(jī)選取3個樣方，采用取樣測產(chǎn)法測定其地上產(chǎn)草量。

1.2.2 土壤物理性質(zhì) 苜蓿生長期間選擇離樹干0.5 m和1.5 m處以外的距離采用蛇形采樣法分層取0～90 cm土樣（30 cm為1層），采用烘干稱質(zhì)量法測定土壤含水量、土壤容重，重復(fù)3次[6]。

1.2.3 土壤養(yǎng)分及微量元素 各處理刈割后，選擇離樹干0.5 m和1.5 m處以外的距離，用土鉆分層取0～90 cm土樣（30 cm為1層），晾干粉碎后，測定土壤養(yǎng)分的含量，3次重復(fù)。有機(jī)質(zhì)如有效磷、堿解氮、速效鉀與有效態(tài)銅、鐵、錳、鋅含量依次采用鉻酸鉀-外加熱法、酸溶-鉬銻抗比色法、堿解擴(kuò)散法、1 mol/L中性醋酸銨浸提-火焰光度法[6]、原子吸收分光光度計法進(jìn)行測定[7]。

1.2.4 香梨果園果實的品質(zhì) 在香梨果林中隨機(jī)選取10個果樹樣本，每株樹沿4個方向各摘取3個果實，并將果實混合，帶回實驗室于-5 ℃冷凍保存。果形指標(biāo)、果實硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸、可溶性糖含量依次采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（0.01 mm）[8]、GY-4配合硬度計[9]、KRUSSHR Series手持式糖度檢測折光儀[9]、指示劑滴定法、蒽酮法測定[10]。10次重復(fù)，最后取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2013處理數(shù)據(jù)、繪圖并采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫花苜蓿套種果林對苜蓿地上生物量和株高的影響

庫爾勒香梨林下間套種苜蓿第3年可以刈割3次，離樹干0.5 m和1.5 m處以外的平均地上干草量分別為 1.01 kg/m2 和1.60 kg/m2，離樹干 0.5 m 處約為1.5 m處的2/3（表1）。該研究結(jié)果表明，苜蓿的長勢和產(chǎn)量明顯受到了樹陰的影響。

2.2 紫花苜蓿套種對果園土壤理化性質(zhì)的影響

2.2.1 紫花苜蓿套種對果園土壤容重的影響 研究表明，套種地和清耕地距樹干不同距離的土壤容重之間存在差異。離樹干0.5 m處以外，60～90 cm土層套種地和清耕地之間沒有明顯的差異，但在0～30 cm土層時，套種地土壤容重明顯高于清耕地。離樹干1.5 m處以外，套種地和清耕地0～90 cm 土層存在差異，隨土層的增加，套種地和清耕地土壤容重整體增大（圖1）。

2.2.2 紫花苜蓿套種對果園土壤有效養(yǎng)分的影響 由表2可以看出，有機(jī)質(zhì)、有效鉀以及有效磷含量隨土層的加深而下降。離樹干0.5 m處以外，0～60 cm土層套種地有效鉀和堿解氮含量高于清耕地。離樹干1.5 m處以外，0～30 cm土層套種地有機(jī)質(zhì)、堿解氮以及有效鉀含量高于清耕地。且研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)質(zhì)、有效鉀和有效磷含量隨土層的增加而下降，隨距離的變大而變小。

2.2.3 紫花苜蓿套種對果園土壤微量元素的影響 表3表明，微量元素有效量整體上隨土層的加深而下降。離樹干 0.5 m 處以外，在0～30 cm土層清耕地有效錳含量明顯高于套種地，其他元素含量則是套種地高于清耕地。0～90 cm土層有效鋅和有效鐵含量在套種地和清耕地之間有顯著差異（P<0.05）。

2.3 紫花苜蓿套種對香梨品質(zhì)的影響

從表4可以看出，庫爾勒香梨果實標(biāo)準(zhǔn)果形的圓度比和縱橫分別是Rr<1.10、Ar<1.29[10]。從表4中數(shù)據(jù)得出，套種地和清耕地的果實果形為標(biāo)準(zhǔn)果形;清耕地果實的果皮厚度相較于套種地較厚，但無顯著差異。不同處理對果實內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)影響不同，套種苜蓿下可溶性固形物和可溶性糖含量分別增加7.43%、13.01%;套種地可滴定酸含量低于清耕地。

3 討論

利用果園樹下套種牧草的優(yōu)良果林套種模式，不僅能帶動畜牧業(yè)的發(fā)展，還能加快農(nóng)業(yè)多元化進(jìn)程。另外，將經(jīng)濟(jì)植物和農(nóng)作物合理搭配種植不僅可以更充分利用光能和土地資源，而且能夠提高土地生產(chǎn)力[11]。黃東風(fēng)等研究表明，在茶園套種牧草可使茶青產(chǎn)量提高6.48%～20.26%，鮮草產(chǎn)量為 1 352～4 023 kg/（hm2·年）[12]。 本研究通過測定種植第3年的苜蓿套種果園和臨界的清耕果園，比較苜蓿產(chǎn)量、果園土壤理化性質(zhì)以及土壤的微量元素含量變化與套種苜蓿對香梨產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。由于套種行距的不同，利用面積也不相同，果林行間面積的利用率與行距之間的回歸關(guān)系為：利用率（%）=28.18×ln行距+33.40，r2=0.967。行距為6 m的香梨園可利用空間達(dá)到78.74%。本研究結(jié)果表明，林下套種苜蓿的產(chǎn)量在樹陰的影響下會明顯減產(chǎn)。從不同距離苜蓿產(chǎn)量來看，離樹干0.5、1.5 m處地上干草量分別為0.34、0.53 kg/m2。另外，本研究發(fā)現(xiàn)隨離樹干距離的增加，產(chǎn)量有提高，這跟于伯成等的研究結(jié)果[13]一致。推測可能是離樹干1.5 m處比0.5 m處，有足夠的光照，而且植物吸收更多的水，根據(jù)此研究結(jié)果，建議果樹套種牧草時需要保持一定的距離。

套種地土壤容重高于清耕地，但差異不顯著。隨著土層的增加土壤容重下降，這與任晶晶等的研究結(jié)果[14]一致。

土壤有機(jī)質(zhì)的主要來源是苜蓿和香梨的枯枝落葉。在香梨果園中套種牧草可明顯改善0～60 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量[15]。趙思東等研究表明，提高梨園土地覆蓋率對全氮、磷、鉀含量的影響不大，但能夠顯著提高土壤中有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀的含量[16]。0～60 cm土層有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為套種地高于清耕地，但無顯著差異，0～90 cm土層，離樹干0.5 m處高于 1.5 m 處，原因可能是在樹葉和苜蓿殘留量相同的情況下，0.5 m 比1.5 m處土層的樹根系殘茬歸還土壤多，這與黃雄的結(jié)果[17]相一致。除了堿解氮外，其他土壤養(yǎng)分含量隨土層的加深而減小，這可能跟苜蓿根系分布有關(guān)。而堿解氮含量和分布沒有一定的規(guī)律，可能與苜蓿地下根部和肥料有關(guān)。與清耕地相比，套種地有效磷含量下降，原因可能是苜蓿對磷的需求量較大，尤其是有效磷，所以導(dǎo)致果園土壤的有效磷含量下降，這與陳林等的試驗結(jié)果一致[18]。其他土壤有效養(yǎng)分含量套種苜蓿地均高于清耕地，這表明套種苜蓿能提高果園土壤養(yǎng)分含量。苜蓿與香梨樹的距離變化對土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮以及有效鉀含量無顯著影響。隨著距離的增加，30～60 cm 土層的有效磷含量顯著下降。

有研究報道，長期種植單種作物會使土壤營養(yǎng)處于失衡狀態(tài)，影響植物的正常生長和土壤養(yǎng)分含量[19]。本試驗中果園套種紫花苜蓿能顯著提高果園土壤的有效鐵、有效鋅和有效銅含量，這說明苜蓿在生長過程中可使土壤中難溶態(tài)銅、鐵、鋅活化為易溶狀態(tài)，更易被植物吸收利用。而有效錳則相反，由于苜蓿根系分泌物只能溶解少量土壤難溶態(tài)錳，不足以補(bǔ)充作物對錳的吸收，導(dǎo)致果園土壤有效錳含量下降。隨著土層的增大，有效微量元素含量也呈下降趨勢。

套種地和清耕地果實均屬于標(biāo)準(zhǔn)果形，外觀品質(zhì)上套種地優(yōu)于清耕地。苜蓿套種于香梨樹下，有助于提高香梨果實中可溶性固形物和可溶性糖的含量，但會減少果實硬度和可滴定酸含量，這個結(jié)果表明，與清耕地相比，套種可提高香梨果實糖分的轉(zhuǎn)化率，這與劉蝴蝶等的研究結(jié)果[20]一致。

4 結(jié)論

庫爾勒香梨果園林下間套種的苜蓿受樹陰的影響明顯減產(chǎn)，離樹干0.5 m處的地上干草產(chǎn)量約為1.5 m處的2/3。

果園套種苜蓿地，0～60 cm土層有機(jī)質(zhì)、堿解氮以及有效鉀含量顯著高于清耕果園。苜蓿套種果園土壤的有效鐵、有效鋅和有效銅含量顯著高于清耕果園土壤，但隨著土層深度的增加，微量元素含量呈下降趨勢。

套種苜?？捎行岣呦憷婵扇苄蕴呛康戎笜?biāo)。

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