南疆蘋果園間作綠肥品種篩選

王林娜，張朝陽，王棟，席琳喬*

(1.吐魯番職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 吐魯番 83800； 2.塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán) 塔里木畜牧科技重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300)

隨著新疆林果業(yè)的快速、規(guī)?；l(fā)展，截至2017年底新疆特色林果業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，林果總面積達(dá)274.65萬hm2，果品產(chǎn)量超過2251.83萬t[1]，其中環(huán)塔里木盆地周邊林果區(qū)面積和產(chǎn)量占全疆的75%以上，形成了以紅棗、核桃、蘋果等為主的特色林果業(yè)[2]。南疆林果業(yè)在成園初期，間種小麥、棉花等農(nóng)作物，隨果樹郁閉度逐漸增加，農(nóng)作物減產(chǎn)明顯而逐漸退出，近年來由于林果業(yè)低迷、南疆飼草料缺乏，人們開始建立果-草套種復(fù)合種植模式，提高果園綜合經(jīng)濟(jì)效益，種植的飼草品種有蘇丹草、苜蓿、飼用甜菜、草木樨、飼用油菜、高羊茅、鴨茅、黑麥草等，但很少作為綠肥使用，塔里木盆地土壤類型以棕色荒漠土為主，有機(jī)質(zhì)較低，嚴(yán)重制約林果業(yè)的發(fā)展。

果園種植綠肥植物已廣泛應(yīng)用在土壤管理中，綠肥粉碎翻壓可改善果園生態(tài)環(huán)境[3]，包括提高土壤有機(jī)質(zhì)、改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤全氮含量[4]、降低病蟲害的發(fā)生率、改善果園小氣候、促進(jìn)樹體生長發(fā)育[5]、改善果實著色和品質(zhì)[6]。因此，因地制宜種植果園綠肥，實現(xiàn)用地與養(yǎng)地相結(jié)合，可促進(jìn)南疆特色林果業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。研究擬篩選出適宜南疆蘋果園種植的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的綠肥品種，為綠肥植物的林下種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在新疆阿拉爾市13團(tuán)2連主干型蘋果園進(jìn)行。蘋果樹齡3年，株行距1.5 m×4 m，灌溉方式為春秋季漫灌和生長期滴灌。試驗點綠肥播種前取行間0～60 cm土壤進(jìn)行理化性質(zhì)分析，各養(yǎng)分含量結(jié)果顯示為，蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)3.39%，全氮0.76%，堿解氮14.20 mg·kg-1，pH值8.58，總鹽1.55 mg·g-1，速磷14.90 mg·kg-1，速鉀150.17 mg·kg-1。

供試綠肥品種為白芥(Semensinapis)、一年生黑麥草(Loliummultiforum)、毛苕子(Viciavilosa)、燕麥(AvenasativaL.)、芥菜BWFB(Brassicajuncea)、肥田蘿卜(RaphanussativusL.)、芥菜SGBW(Brassicajuncea)和TG-8(R.sativusL.)均為克勞沃(北京)生態(tài)科技有限公司提供，另設(shè)自然生草蒙山萵苣(SonchusoleraceusL.)為對照。

1.2 方法

1.2.1 播種

果林行間不單獨進(jìn)行施肥，2017年4月1日播種，不同品種隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，行距為15 cm，小區(qū)面積4 m×10 m。自然生草優(yōu)勢植物種類為蒙山萵苣。

1.2.2 測定項目及方法

產(chǎn)草量。采用取樣測產(chǎn)法測定，2017年6月21日測產(chǎn)并碎草還田，刈割1 m×1m的地上植物量，共重復(fù)5次進(jìn)行，刈割后立即稱重為鮮草產(chǎn)量，切碎混合后取樣500 g，水分測定為溫度65 ℃，烘箱中烘24 h，并恒重。

養(yǎng)分測定。植株樣品用H2SO4-H2O2進(jìn)行消煮，全氮含量用蒸餾法測定，全磷含量用釩鉬黃比色法測定，全鉀含量用火焰光度法測定，鈣和鎂采用原子吸收分光光度計測定波長分別為422.7和285.2 nm。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010、SPSS 11.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，多重比較采用新復(fù)極差法進(jìn)行檢驗，綜合模型建立灰色關(guān)聯(lián)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干草產(chǎn)量

由圖1可知，干草產(chǎn)量依次為肥田蘿卜>TG-8>芥菜SGBW>燕麥>自然生草>毛苕子>白芥>芥菜BWFB>一年生黑麥草，最高干草產(chǎn)量達(dá)到756.10 kg。因此，肥田蘿卜、TG-8、芥菜SGBW和燕麥?zhǔn)翘O果林下有機(jī)物積累能力較強(qiáng)的植物，其次為毛苕子和白芥，而芥菜BWFB和一年生黑麥草的有機(jī)物積累能力較小。

圖1 9種綠肥品種干草產(chǎn)量

2.2 養(yǎng)分含量

由表1可知，毛苕子氮含量最高達(dá)到0.30%，一年生黑麥草、燕麥和蒙山萵苣含量較低。肥田蘿卜的磷、鈣和鎂含量最高，分別為0.54%，2.57%和0.76%。燕麥的鉀含量最高達(dá)0.62%，其次為毛苕子和肥田蘿卜。

表1 不同綠肥地上部分植株養(yǎng)分含量

2.3 養(yǎng)分富集

由表2可知，TG-8對氮的吸收能力最強(qiáng)，肥田蘿卜對磷、鈣、鎂的活化能力最強(qiáng)，燕麥對鉀的活化能力最強(qiáng)。肥田蘿卜對養(yǎng)分總體活化能力最強(qiáng)，顯著高于其他綠肥；其次為TG-8和芥菜SGBW，顯著高于除肥田蘿卜外的其他綠肥。

表2 不同綠肥地上部分植株養(yǎng)分富集能力

2.4 灰色關(guān)聯(lián)分析

測定9種林下間作牧草的干草產(chǎn)量、地上植株的N、K、P、Ca、Mg含量與地上植株N、K、P、Ca、Mg的富集能力結(jié)果，以此作為綜合評價9個牧草品種優(yōu)劣的指標(biāo)。根據(jù)生產(chǎn)實際需求，以上測定值越大，說明牧草的生產(chǎn)性能和各項指標(biāo)越好[7]。

選擇每個指標(biāo)的最優(yōu)值構(gòu)成參考序列X0(k)(表3)，林下間作牧草9個品種為比較序列Xi(k)，i為參試品種數(shù)，k=1，2，3，…，9。采用均值法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，并計算絕對差值，得到min∣X0(k)-Xi(k)∣=0，max∣X0(k)-Xi(k)∣=2.079 3。

表3 9個牧草品種各性狀值

關(guān)聯(lián)系數(shù)：

(1)

(2)

(3)

通過公式(1)(2)，分別計算9個牧草品種與參考序列的各性狀關(guān)聯(lián)系數(shù)，用灰色關(guān)聯(lián)分析法[8]計算權(quán)重：ω1=0.091 0，ω2=0.082 7，ω3=0.117 3，ω4=0.081 0，ω5=0.086 2，ω6=0.073 1，ω7=0.067 4，ω8=0.082 1，ω9=0.062 8，ω10=0.074 5，ω11=0.059 9，ω12=0.055 6，ω13=0.066 5。指標(biāo)權(quán)重順序為碳含量>干草產(chǎn)量>鉀含量>氮含量>氮富集能力>磷含量>鉀富集能力>鎂含量>鈣含量>養(yǎng)分富集總量>磷富集能力>鎂富集能力>鈣富集能力。

通過公式(2)計算加權(quán)關(guān)聯(lián)度，根據(jù)權(quán)重建立綜合評價模型：Zk=0.091 0ξ1+0.082 7ξ2+0.117 3ξ3+0.081 0ξ4+0.086 2ξ5+0.073 1ξ6+0.067 4ξ7+0.082 1ξ8+0.062 8ξ9+0.074 5ξ10+0.059 9ξ11+0.056 6ξ12+0.066 5ξ13。關(guān)聯(lián)度的大小可反映參試品種與參考序列的差異，關(guān)聯(lián)度值越大，表明該品種與參考序列的標(biāo)準(zhǔn)品種越接近，反之越小。由表4可知，肥田蘿卜的關(guān)聯(lián)值最大，與最優(yōu)集更接近；其次分別為TG-8和毛苕子，因此，在蘋果園下間作牧草時優(yōu)先考慮肥田蘿卜。

表4 9個牧草品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度

3 小結(jié)與討論

光照對林下綠肥生長發(fā)育有一定的影響，隨果園郁閉度的增加，綠肥品種生長發(fā)育會受到抑制，且適宜種植的種類越來越少[9]。選擇耐鹽、耐干旱、耐陰、生長速度快等特點的植物，播后2～3個月即可翻壓肥田。核桃園一般選擇耐核桃醌毒性的植物，如甜菜、小麥等。在試驗中也發(fā)現(xiàn)，草木樨和燕麥的耐旱和耐鹽堿能力強(qiáng)，油菜耐旱能力較差[10]。在南疆4.5 m×2.0 m紅棗樹下種蘇丹草、草木樨、苜蓿和一年生黑麥草，667 m2干草產(chǎn)量分別可達(dá)1 360.68、613.64、586.96和506.92 kg。在阿克蘇地區(qū)3.0 m×2.2 m紅棗樹下種谷子、汾綠肥豆、苜蓿、草木樨，667 m2干草產(chǎn)量在737.65～1 020.51 kg。4.5 m×3.0 m核桃的667 m2干草產(chǎn)量可達(dá)907.12 kg[6]。在南疆4 m×6 m香梨樹下套種高羊茅、鴨茅、黑麥草，干草產(chǎn)量分別可達(dá)366.85、240.12和313.49 kg[11]。本次篩選的667 m2最高的地上植物量可達(dá)到756.1 kg，且產(chǎn)量低于蘇丹草和谷子，但生長期較短，宜作綠肥，也能減少田間作業(yè)次數(shù)和對果樹的影響。

綠肥產(chǎn)量和養(yǎng)分富集是綠肥篩選與評價的重要指標(biāo)，其中養(yǎng)分富集能力決定化肥的減施量[12]。綠肥種類不同，養(yǎng)分供給能力也存在差異，一般以營養(yǎng)生長期或初花期養(yǎng)分含量較高，翻壓可為土壤提供較多的有機(jī)物和養(yǎng)分。據(jù)研究報道，北京郊區(qū)林下種多年生黑麥草、三葉草、毛葉苕，667 m2可提供的氮磷鉀分別為26.10、11.70和21.70 kg[13]；翻壓田菁作綠肥可使糧食作物化學(xué)氮肥減施63.00%，磷肥減施28.00%，鉀肥減施51.00%[14]；獼猴桃園內(nèi)每667 m2翻壓黑麥草、箭筈豌豆1 000.00 kg，配合復(fù)合肥可減量15.00%～45.00%[15]，種植紫云英、毛葉苕子和油菜翻壓后溫室氣體排放量較少，其中種植毛葉苕子有良好的培肥能力、增溫效果較低[16]。本次引種的肥田蘿卜，對鈣的富集能力最強(qiáng)，每667 m2可達(dá)19.46 kg，且通過綠肥礦化，能提高土壤鈣含量，通過改善蘋果樹根際鈣離子供應(yīng)可增加果實中鈣離子含量，降低苦痘病的發(fā)生[17]。提高蘋果果實中氮、鈣含量，可減少鈣營養(yǎng)失調(diào)，導(dǎo)致蛋白酶鈣失調(diào)，從而失去生理活性，造成機(jī)能障礙，導(dǎo)致細(xì)胞壁壞死，形成苦痘病[18-19]。通過翻耕、修剪、排灌、控制果量，以及噴施黃腐殖酸生態(tài)鈣、淄醇鈣、全能鈣等藥劑，可減少苦痘病的發(fā)生[20]。通過增加土壤鈣離子含量，水肥耦合效應(yīng)可提高果實中鈣含量，而形成的健康果實更能迎合消費者需求。由此可見，肥田蘿卜、TG-8和毛苕子適宜在南疆主干型蘋果園種植。