臍橙果園雜草對(duì)地表徑流和土壤流失的影響

王學(xué)雄 孫永明 胡影 朱欽娟

摘要：江西省贛州市是我國(guó)最大的臍橙主產(chǎn)區(qū)，但長(zhǎng)期以來(lái)果園水土流失問(wèn)題未得到有效解決。試驗(yàn)于2015年3—8月雨季分別在江西省贛縣和信豐縣2個(gè)縣各選擇1個(gè)臍橙果園進(jìn)行，在每個(gè)試驗(yàn)區(qū)果園設(shè)置3個(gè)徑流小區(qū)，每個(gè)小區(qū)為1個(gè)處理，分別是清耕裸露（CK）、全園保留雜草（T1）和雜草條帶（T2），觀測(cè)地表徑流和土壤流失情況。共調(diào)查到45種果園雜草，分屬27科43屬，其中馬唐和寬葉雀稗為優(yōu)勢(shì)草種。徑流小區(qū)觀測(cè)結(jié)果顯示，與清耕裸露地相比，果園全園保留雜草和雜草條帶能減少地表徑流量15.5%～50.3%、土壤流失量30.9%～45.4%，T1處理減幅總體比T2處理大。表明臍橙果園雜草在防治果園水土流失方面發(fā)揮著重要作用，值得深入研究。

關(guān)鍵詞：臍橙果園;雜草;地表徑流;土壤流失;降水量

中圖分類號(hào)：S666.4 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ?文章編號(hào)：1003-935X（2019）01-0023-06

Abstract：The Ganzhou prefecture of Jiangxi Province is well known with its largest navel orange production area in China;however，soilerosion has been a longtime issue still to be resolved effectively. Field experiments were carried out in two orchards from two counties inGanzhou during the rainy season，from March to August 2015. In order to determine runoff and soil loss，three runoff plots in each experimental orchard were designed with three different treatments for every plot including absence of groundcover （CK），all weeds remaining （T1） and weeds belt （T2）. There were 45 weeds species within the two orchards，belongingto 27 families and 43 genera，with crabgrass [Digitaria sanguinalis （L.） Scop.] and broadleaf paspalum （Paspalum wettsteinii Hackel.） as the dominant species. Compared with the CK，treatment T1 and T2 reduced runoff by 15.5～50.3% and soil loss by 30.9～45.4% respectively. In general，T1was more effective than T2. The results demonstrate that orchard weeds play a significant role in soil and waterconservation，thus shall be further studied in future.

Key words：navel orange orchard;weeds;surfacerunoff;soil loss

果園生草覆蓋（人工種草和自然生草）始于19世紀(jì)末，具有改善土壤物理性狀、防治水土流失及降低環(huán)境污染等效果，現(xiàn)已成為世界上許多國(guó)家和地區(qū)廣泛采用的土壤管理方法之一[1-2]，并被認(rèn)為是一種可持續(xù)的果園管理模式[3]。

臍橙屬柑橘類水果在我國(guó)主要分布于江西、湖北、廣西、湖南等地。諸多研究表明，在柑橘果園開展生草覆蓋，能有效減少地表徑流和土壤侵蝕[4-5]。通過(guò)生草覆蓋，柑橘園的減流率達(dá)78.5%～86.4%，減沙率達(dá)77.2%～91.8%[6-8]。

盡管如此，生草覆蓋技術(shù)仍未獲得大面積推廣。在美國(guó)，大部分地區(qū)僅有不到2%的土地應(yīng)用了生草覆蓋技術(shù)[9]。我國(guó)于1998年開展果園生草栽培推廣項(xiàng)目，但目前應(yīng)用生草覆蓋技術(shù)的果園面積不足10%[10]。贛南臍橙果園主要建植在丘陵山地上，存在較大的水土流失隱患，但依據(jù)江西省贛州市果業(yè)局初步統(tǒng)計(jì)，果園采取生草覆蓋的面積少于果園總面積的5%。在目前條件下，由于果農(nóng)采取傳統(tǒng)種植管理方式，因此很難在短期內(nèi)通過(guò)人工種植大面積推廣生草覆蓋技術(shù)。

果園雜草是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要資源。陳欣等研究報(bào)道了果園雜草在高溫干旱季節(jié)紅壤丘陵果園中的生態(tài)作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，保留雜草覆蓋處理與裸露地處理相比，地表（0 cm土層）溫度平均降低10 ℃，土壤（0～20 cm土層）濕度平均升高5%[11]。喻定芳等研究了北京地區(qū)等高草籬防治坡耕地水土流失效果，在自然降水下，狼尾草草籬可減少?gòu)搅?2.7%、土壤流失86.3%，野古草草籬可減少?gòu)搅?3.8%、土壤流失64.1%[12]。Wortman通過(guò)總結(jié)分析17項(xiàng)果園種草試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雜草免耕方法是一項(xiàng)省時(shí)省工省錢的措施[9]。Atucha等研究發(fā)現(xiàn)，在智利鱷梨果樹種植行間保留雜草條帶能有效防治坡地果園水土流失，平均減少?gòu)搅?1.1%、土壤流失99.5%[13]。Lenka等研究發(fā)現(xiàn)，在印度東北地區(qū)利用雜草條帶可防治因降水導(dǎo)致的花生和玉米地土壤侵蝕，平均減少土壤流失78.3%[14]。付小猛等認(rèn)為，應(yīng)摒棄傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)根除雜草的管理方式，將雜草的生草覆蓋等管理技術(shù)結(jié)合到果園管理中[15]。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

贛州市位于江西省南部，已成為種植面積世界第一、年產(chǎn)量世界第三、全國(guó)最大的臍橙主產(chǎn)區(qū)。試驗(yàn)區(qū)果園分別選擇在贛州市轄區(qū)的贛縣和信豐縣2地。

1.1 贛縣試驗(yàn)區(qū)果園

贛縣試驗(yàn)區(qū)果園設(shè)在贛縣吉埠鎮(zhèn)清溪村（115°13′E、26°06′N，海拔188 m，坡度30°）。贛縣年均氣溫為19.6 ℃，年均降水量為1 398 mm。試驗(yàn)區(qū)果園臍橙品種為紐荷爾，種植面積為 55 hm2，2012年定植。土壤以紅壤為主，果園土層平均深度為25～50 cm。試驗(yàn)前經(jīng)測(cè)定，果園土壤pH值為5.7，有機(jī)質(zhì)含量為1.31%，全氮含量為0.02%，全磷含量為0.05%，全鉀含量為2.97%。

1.2 信豐縣試驗(yàn)區(qū)果園

信豐縣試驗(yàn)區(qū)果園設(shè)在信豐縣嘉定鎮(zhèn)莊高村（115°09′E、25°23′N，海拔175 m，坡度12°）。信豐縣年均降水量為1 500 mm，年均氣溫為 19.6 ℃。試驗(yàn)區(qū)果園臍橙品種為紐荷爾，種植面積為40 hm2，2008年定植。土壤以紅壤為主，果園土層平均深度為30～50 cm。試驗(yàn)前經(jīng)測(cè)定，果園土壤pH值為4.8，有機(jī)質(zhì)含量為0.98%，全氮含量為0.05%，全磷含量為0.07%，全鉀含量為2.13%。

2 材料與方法

2.1 徑流小區(qū)設(shè)置

試驗(yàn)階段為2015年3—8月，為當(dāng)?shù)赜昙?。在建成的果園中選擇坡度、坡位和坡向較一致的坡地，設(shè)置3個(gè)徑流小區(qū)開展試驗(yàn)。小區(qū)建設(shè)按照SL 419—2007《水土保持試驗(yàn)規(guī)程》執(zhí)行。根據(jù)果樹行株距（4 m×3 m）及梯田地勢(shì)，將每個(gè)小區(qū)盡可能統(tǒng)一設(shè)置為20 m×5 m的規(guī)格（由于果樹行株距及地勢(shì)等原因，實(shí)際小區(qū)投影面積略有差異）。每個(gè)小區(qū)布設(shè)4個(gè)果園條帶（梯田），每個(gè)條帶包括2棵果樹。3個(gè)徑流小區(qū)處理方式分別為：（1）清耕裸露（對(duì)照區(qū)，CK）;（2）果園全園保留自然生雜草（T1）;（3）果園梯壁和梯埂保留自然生雜草條帶，其他區(qū)域人工拔除（T2）。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的一致性，對(duì)每個(gè)小區(qū)的田間管理（水、肥、藥等）統(tǒng)一按照果園常規(guī)方法進(jìn)行。

2.2 數(shù)據(jù)采集與整理

2.2.1 降水觀測(cè) 在每個(gè)試驗(yàn)區(qū)安裝翻斗式自記雨量計(jì)，自動(dòng)測(cè)量記錄降水過(guò)程中的數(shù)據(jù)。每隔一段時(shí)間采集1次降水量數(shù)據(jù)并用筆記本計(jì)算機(jī)HOBO軟件下載記錄的數(shù)據(jù)。

2.2.2 地表徑流和土壤流失觀測(cè) 在每個(gè)處理小區(qū)底部安裝翻斗式徑流自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀（UA-003-64），各小區(qū)的徑流、泥沙通過(guò)集流槽、導(dǎo)管進(jìn)入監(jiān)測(cè)儀并經(jīng)自動(dòng)傳感器記錄數(shù)據(jù)，通過(guò)筆記本計(jì)算機(jī)HOBO軟件下載自動(dòng)記錄的數(shù)據(jù)用以分析。通過(guò)測(cè)定徑流的濁度來(lái)推導(dǎo)徑流中的泥沙含量，即選擇典型降水場(chǎng)次，用濁度儀（TN100）實(shí)地測(cè)定經(jīng)過(guò)翻斗儀的徑流濁度值。經(jīng)事先試驗(yàn)率定，濁度與產(chǎn)沙量滿足y=0.001 0x2+2.183 8x-2.425 7，r2=0.998（其中x為濁度值，y為泥沙含量），據(jù)此推斷產(chǎn)流中土壤流失量。

2.2.3 雜草種類調(diào)查 2015年3—8月開展果園全園雜草種類調(diào)查，每月調(diào)查1次。采用1 m2樣方調(diào)查方法，在每個(gè)徑流小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)樣方，調(diào)查草種及其長(zhǎng)勢(shì)。

2.2.4 數(shù)據(jù)處理 首先對(duì)采集的降水量以及產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量等數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后利用Origin 7.5軟件進(jìn)行作圖及相關(guān)分析。由于各徑流小區(qū)投影面積不完全相同，因此比較單位面積徑流量和土壤流失。

3 結(jié)果與分析

3.1 臍橙果園主要雜草種類

通過(guò)對(duì)2試驗(yàn)區(qū)臍橙果園進(jìn)行全園調(diào)查，共采集到45種果園常見雜草，含27科43屬（表1）。其中菊科雜草種類最多，占17.8%，其次是禾本科，占11.1%。

受建園和田間管理等影響，試驗(yàn)處理小區(qū)的雜草種類數(shù)相對(duì)而言要少得多。贛縣和信豐縣2個(gè)果園徑流小區(qū)中的雜草種類不足10種，分別是馬唐、鬼針草、寬葉雀稗、狗尾巴草、蛇莓、杠板歸、一年蓬。在不同月份調(diào)查單位面積單種雜草株數(shù)，在贛縣試驗(yàn)處理區(qū)，寬葉雀稗為優(yōu)勢(shì)草種，而在信豐縣處理區(qū)，馬唐是優(yōu)勢(shì)草種。每次樣方調(diào)查結(jié)果顯示，兩者株數(shù)占比均大于80%。

3.2 雜草對(duì)臍橙果園地表徑流量的影響

由圖1可知，與對(duì)照相比，2個(gè)試驗(yàn)區(qū)地表徑流量在雜草覆蓋下總體減少。觀測(cè)期間（3—8月），贛縣試驗(yàn)區(qū)T1、T2處理總徑流量分別較對(duì)照減少50.3%、42.5%，信豐縣試驗(yàn)區(qū)T1、T2處理總徑流量分別較對(duì)照減少31.5%、15.5%。與對(duì)照相比，T1處理的徑流總量減幅較T2處理大，但受降水等影響，不是每個(gè)月份均有此種差異。綜上分析，果園全園保留雜草（T1）和雜草條帶（T2）地表徑流量減少為15.5%～50.3%。由于贛縣（陡坡果園）和信豐縣（緩坡果園）2個(gè)試驗(yàn)區(qū)處在不同區(qū)域，本試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)不足以比較2個(gè)試驗(yàn)區(qū)之間的差異性（下同），但均可反映出雜草具有減少?gòu)搅鞯淖饔谩?/p>

3.3 雜草對(duì)臍橙果園土壤流失量的影響

徑流攜帶泥沙下泄是造成果園土壤流失的主要原因，因此果園在雜草覆蓋下，伴隨徑流量的變化，地表土壤流失量也受到影響。由圖2可知，與對(duì)照相比，贛縣和信豐縣試驗(yàn)區(qū)土壤流失量在雜草覆蓋下總體減少。調(diào)查期間，贛縣試驗(yàn)區(qū)T1、T2處理的總土壤流失量分別較對(duì)照減少30.9%、32.8%，信豐縣試驗(yàn)區(qū)T1、T2處理總土壤流失量分別較對(duì)照減少45.4%、35.3%。在減少土壤流失程度上，T1處理的減幅較T2處理大。綜上分析，果園全園保留雜草（T1）和雜草條帶（T2）減少土壤流失幅度為30.9%～45.4%。同樣，各月份T1、T2處理的土壤流失量減少趨勢(shì)與總體趨勢(shì)略有不同。

3.4 臍橙果園地表徑流和土壤流失與降水量的關(guān)系

許多研究結(jié)果表明，降水是果園水土流失產(chǎn)生的主要驅(qū)動(dòng)力[16-17]。由圖3可知，2015年3—8月贛縣試驗(yàn)區(qū)6個(gè)月降水總量為1 263 mm，信豐縣試驗(yàn)區(qū)降水總量為926.5 mm，分別占本區(qū)域多年平均降水量的90.3%和61.8%。贛縣、信豐縣降水量都在5月達(dá)到最大值，分別為389.5、474.5 mm，分別占觀測(cè)期間總降水量的30.8%、51.2%。各處理產(chǎn)流量和土壤流失量均總體與降水量呈正相關(guān)關(guān)系。以清耕裸露的徑流觀測(cè)為例，可以明顯看出該趨勢(shì)。經(jīng)回歸分析得，徑流量（y）和降水量（x）之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系：贛縣試驗(yàn)區(qū)， y=467.966 9+5.192 9x，r2=0.855，P<0.05;信豐縣試驗(yàn)區(qū)，y=123.593 1+5.167 7x，r2=0.869，P<0.05。

4 結(jié)論

不同區(qū)域、不同處理徑流小區(qū)試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果顯示，與裸露地表相比，果園全園保留雜草和保留雜草條帶能減少地表徑流量15.5%～50.3%，減少土壤流失量30.9%～45.4%，表明臍橙果園雜草在減少果園地表徑流量和土壤流失量方面具有一定的效果。在南方山區(qū)，降水是臍橙果園產(chǎn)生地表徑流的主要驅(qū)動(dòng)因子，果園雜草由于其地面

覆蓋及根系等作用，對(duì)地表徑流有攔蓄效果，進(jìn)而減少果園的土壤流失。因此，重新認(rèn)識(shí)雜草在果園生態(tài)系統(tǒng)中的重要性，并有針對(duì)性地實(shí)施水土保持保護(hù)性耕作等措施，不僅能起到保水保土作用，也有助于發(fā)揮果園雜草的其他生態(tài)效應(yīng)，如減少除草劑和化肥等的施用，推進(jìn)生態(tài)果園和有機(jī)果園的發(fā)展等。

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