果園土壤培肥技術(shù)研究現(xiàn)狀

徐小迪 周宇涵 石其宇 高君 曹麗

摘 要：土壤培肥是培育土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)的過(guò)程。該文對(duì)當(dāng)今2種果園土壤培肥技術(shù)進(jìn)行了綜述，闡述了秸稈覆蓋技術(shù)及翻壓綠肥技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了果園土壤管理存在的問(wèn)題，并展望了果園土壤培肥技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：果園;秸稈覆蓋;翻壓綠肥;土壤性狀

中圖分類(lèi)號(hào) S567.239文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）07-0119-04

Research Status of Soil Fertility Improvement Technology in Orchard

XU Xiaodi et al.

（Agriculture College of Yanbian University，Yanji 133002， China）

Abstract： Soil fertility is the process of cultivating soil fertility and improving soil structure. This article reviews the current two orchard soil fertilization technologies， expounds the current domestic and foreign research status of straw mulching technology and rolling green manure technology， analyzes the problems of soil management in orchards， and looks forward to the direction of development of soil fertilization technology in orchards.

Key words： Orchard; Straw mulch; Green manure overturning; Soil properties

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的自然資源，土壤中含有的物質(zhì)為作物提供各種營(yíng)養(yǎng)、水分、能量等，以供其正常生長(zhǎng)。實(shí)踐表明，土壤肥力能夠在一定程度上決定作物的生長(zhǎng)狀況，進(jìn)而影響產(chǎn)量[1]。特殊的地理位置及自然情況導(dǎo)致部分地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，土壤肥力較弱，導(dǎo)致果園經(jīng)濟(jì)效益較差。采用覆蓋穴盤(pán)、翻壓綠肥等方式，既能提高土壤肥力，又能改善土壤性質(zhì)，可以緩解當(dāng)前面臨的土壤及環(huán)境問(wèn)題。

1 果園土壤管理

當(dāng)前，我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)日益興盛，栽培技術(shù)優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益可觀(guān)，已成為推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，我國(guó)果園面積和水果產(chǎn)量均位列世界第一[2]。但目前我國(guó)果園大多仍采用傳統(tǒng)模式進(jìn)行栽培，一些農(nóng)戶(hù)為增加水果產(chǎn)量過(guò)度施用化學(xué)肥料，導(dǎo)致土壤本身肥力差，土壤性質(zhì)明顯下降。果園土壤管理是通過(guò)采用適宜的耕作技術(shù)，改良土壤性狀、培肥土壤，為果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育提供良好的環(huán)境。果園一般采用清耕、生草栽培、秸稈覆蓋等土壤管理方式。果園清耕條件下，土壤持水能力較差，表面溫度變化較大，且土壤中養(yǎng)分消耗較快，因此清耕并不是理想的果園管理方法。采用適宜的土壤培肥技術(shù)，優(yōu)化土壤性質(zhì)，增加果園產(chǎn)量，豐富果實(shí)營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)而獲得良好的收益。

2 秸稈覆蓋技術(shù)相關(guān)研究

2.1 秸稈覆蓋對(duì)土壤性質(zhì)的影響 秸稈覆蓋技術(shù)是將作物秸稈覆蓋在果樹(shù)周?chē)寥郎?，多用于干旱地區(qū)及透氣性、排水性好的果園。秸稈覆蓋技術(shù)一般需要在春季覆蓋，將果樹(shù)樹(shù)盤(pán)的土壤深翻，氣溫回升時(shí)進(jìn)行秸稈覆蓋，將玉米秸稈切碎，以寬度1.5m，厚度0.25m覆蓋于果園樹(shù)盤(pán)內(nèi)，撒適量土壓實(shí)。將秸稈覆蓋技術(shù)運(yùn)用于果園生產(chǎn)中可以提高土地肥力、降低投入成本;減少土壤水分蒸發(fā)和地表徑流;凈化環(huán)境，消除火災(zāi)隱患;解決秸稈處理難題。將秸稈覆蓋在果園土壤表面，可以起到一定的保護(hù)作用，能減輕太陽(yáng)光線(xiàn)照射及地面蒸發(fā)，可以有效預(yù)防高、低溫冷害，為根系提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。果園覆蓋秸稈2年后，大量腐爛的秸稈能夠?yàn)橥寥捞峁┴S富的養(yǎng)分，增加土壤有機(jī)質(zhì)及速效N、P、K含量[3]。同時(shí)，產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)可以促進(jìn)微生物繁殖，有利于增加土壤微生物數(shù)量及豐富生物種類(lèi)。

2.2 國(guó)外研究概況 秸稈是全世界都有的農(nóng)業(yè)廢棄物，直接焚燒不僅會(huì)浪費(fèi)資源[4]，而且會(huì)帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。一些發(fā)達(dá)國(guó)家秸稈利用的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒，他們將廢棄的秸稈再投入到農(nóng)業(yè)中，采取直接還田及果園覆蓋等方式，可以直接覆蓋于果園樹(shù)盤(pán)，或?qū)⑵浞礁畹耐寥乐?。美?guó)在秸稈再利用方面已取得了一定的成效，將秸稈進(jìn)行堆肥處理，可以使土壤富含有機(jī)質(zhì)，同時(shí)改善了土壤的持水能力[5]。美國(guó)秸稈每年的還田量占總產(chǎn)量的68%[6]，具有良好的生態(tài)效益。加拿大西部草原地區(qū)，耕地面積約占全部72%[7]，也采用了少耕、免耕技術(shù)體系，大力促進(jìn)了秸稈還田、秸稈覆蓋，以達(dá)到防風(fēng)蝕目的[8]。澳大利亞傳統(tǒng)的鏵式犁翻耕土壤使土壤土層變淺，水土流失嚴(yán)重[9]，為改善這些問(wèn)題，該國(guó)積極實(shí)施少耕、免耕等技術(shù)，秸稈覆蓋技術(shù)已成為重要的農(nóng)業(yè)措施之一[10]。

Amir[11]等研究發(fā)現(xiàn)，將秸稈覆蓋在干旱地區(qū)的土壤表面，能夠減少表面水分蒸發(fā)，連續(xù)幾年覆蓋后的糧食穩(wěn)產(chǎn)。Forge [12]等研究表明，覆蓋秸稈可以增加土壤中多種微生物數(shù)量，同時(shí)可以提高微生物多樣性 [13]。Palese[14]等研究表明，覆蓋秸稈能有效減少土壤水土流失，一定程度上改善土壤結(jié)構(gòu)，保水保墑效果比清耕好。Myburgh[15]在研究葡萄園土壤持水問(wèn)題時(shí)發(fā)現(xiàn)，在果園土壤表面覆蓋秸稈可以減少土壤水分流失，秸稈覆蓋量越多持水力越好。Sun[16]等研究棗園的覆蓋處理后發(fā)現(xiàn)，不同覆蓋處理下，秸稈覆蓋的保水保墑效果最好。Stagnari[17]等研究表明，秸稈覆蓋可以增加土壤含氮量，有效保水保墑，同時(shí)可以使小麥產(chǎn)量增加，進(jìn)而增加經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 國(guó)內(nèi)研究概況 中國(guó)是世界農(nóng)業(yè)大國(guó)之一，每年秸稈產(chǎn)量約9億t，是世界秸稈資源量第一的國(guó)家[18]。吉林省帶動(dòng)推廣秸稈覆蓋耕作技術(shù)[19]，以防治水土流失、節(jié)約成本、改善土壤性質(zhì)為目的，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用秸稈覆蓋技術(shù)的玉米地塊長(zhǎng)勢(shì)明顯較好，株高與往年變化不大，抗旱效果較好。

王清江[20]等研究表明，秸稈覆蓋模式具有良好的保水效果，可相對(duì)有效地平衡地溫，提升土地肥力，提升土壤有機(jī)質(zhì)、堿解N、速效P、K含量，對(duì)于抑制雜草生長(zhǎng)也有很大效果。周江濤[21]等進(jìn)行多種覆蓋處理后發(fā)現(xiàn)，4種覆蓋處理得到的蘋(píng)果果實(shí)質(zhì)量均高于清耕。徐祖祥[22]等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋技術(shù)比單施肥土壤的有機(jī)質(zhì)含量高5.6%～6.5%，同時(shí)可以提高土壤全氮、有效磷含量。董智[23]等研究發(fā)現(xiàn)，相比于免耕無(wú)覆蓋處理，秸稈覆蓋處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量在5年間增加了29.1%。徐鍇[24]等研究表明，對(duì)果園土壤進(jìn)行覆蓋可以有效減少水分流失，保持土壤持水量，防止土壤板結(jié)，改善樹(shù)體生長(zhǎng)情況，增加土壤中各種養(yǎng)分的含量。何圣米[25]等研究表明，茭白秸稈覆蓋后的果園，夏季土壤表面溫度下降了6.78℃，春冬季節(jié)可以起到保溫效果。鄭明強(qiáng)[26]等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：秸稈覆蓋能提高土壤溫度，增加土壤養(yǎng)分含量，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)土壤pH值，覆蓋水稻秸稈的效果比覆蓋玉米秸稈更好。趙鵬[27]等在梨園進(jìn)行了秸稈覆蓋等3種還田方式，試驗(yàn)表明，覆蓋秸稈可以提高梨園 CO2濃度，進(jìn)而提高果園產(chǎn)量和品質(zhì)。劉立晶[28]等研究表明，對(duì)土壤進(jìn)行秸稈覆蓋能夠一定程度上減緩雨水下滲，降低降雨徑流消耗。

合理覆蓋秸稈有利于改善土壤物理性質(zhì)，利于團(tuán)性結(jié)構(gòu)的形成，增加土壤田間持水量，促進(jìn)植株地上、地下部生長(zhǎng)，進(jìn)而增加果實(shí)產(chǎn)量，提高果實(shí)品質(zhì)，增加農(nóng)戶(hù)收入，推動(dòng)果園產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。

3 翻壓綠肥技術(shù)相關(guān)研究

3.1 翻壓綠肥對(duì)土壤性質(zhì)的影響 綠肥是一種養(yǎng)分豐富的生物肥料，既可以作為肥源提供養(yǎng)分，還可以促進(jìn)土壤性質(zhì)的改良。綠肥是中國(guó)傳統(tǒng)的有機(jī)肥料之一，翻壓綠肥作為一項(xiàng)改善土壤質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要措施，已被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。在綠肥的生長(zhǎng)期，將其幼嫩莖、葉切成10～20cm[29]，撒在土壤表面，再翻壓到土中，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省成本，除此之外，翻壓分解后可大大增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，有利于提高土壤肥力[30]。栽培作物的土壤中含有一部分難溶性的磷、鉀，難以被作物直接吸收及利用，而綠肥所產(chǎn)生的分泌物及翻壓到土壤里腐解后所產(chǎn)生的有機(jī)酸恰好可以將其轉(zhuǎn)化為有效磷、有效鉀，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。翻壓綠肥時(shí)要考慮氣候、地形等自然因素，綠肥選用的種類(lèi)及與施用化肥的配比均會(huì)影響土壤理化性質(zhì)及土壤微生物活性，根據(jù)綠肥及果園實(shí)際情況確定適宜的翻壓時(shí)間，制定合理可行的翻壓方式及技術(shù)措施，使肥效最佳，從而創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益[31]。

3.2 國(guó)外研究概況 國(guó)外綠肥種植面積大，利用方式豐富多樣，大多被用到生態(tài)農(nóng)業(yè)中。19世紀(jì)初，綠肥由我國(guó)最初傳入歐洲、美洲，隨后被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，逐漸發(fā)展成為歐美地區(qū)主要的作物覆蓋物之一。位于澳大利亞墨爾本的Peter Schreurs & Sons農(nóng)場(chǎng)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)綠色的蔬菜，如撇藍(lán)、韭菜、菊苣等，該農(nóng)場(chǎng)大規(guī)模種植適宜生長(zhǎng)的綠肥，播種、翻壓綠肥等環(huán)節(jié)也實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。翻壓綠肥技術(shù)減少了人力成本，更能提高土壤肥力，提高蔬菜質(zhì)量[32]。日本農(nóng)業(yè)資源有限，而日本友邦農(nóng)莊堪稱(chēng)生態(tài)農(nóng)業(yè)的典范，其主要采用有機(jī)農(nóng)業(yè)型生產(chǎn)，在生產(chǎn)中幾乎不施用化學(xué)農(nóng)藥、肥料，而采用秸稈還田及翻壓、施用綠肥等方法，既能防止水土流失、平衡土壤成分，又能同時(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維持生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。除此之外，美國(guó)、英國(guó)、荷蘭等國(guó)家也積極研究綠肥種植及翻壓技術(shù)，并研制出可以完成播種、施肥、翻壓等一系列操作的自動(dòng)化農(nóng)業(yè)器械，省工省力，取得了良好的成效。

Brown[33]等研究了綠肥對(duì)蘋(píng)果園雜草和害蟲(chóng)防治的影響，結(jié)果表明，在果園進(jìn)行堆肥處理，對(duì)抑制雜草生長(zhǎng)和防治害蟲(chóng)有顯著效果，是一種有望減少果園農(nóng)藥施用的管理方法。

Jeon[34]等研究發(fā)現(xiàn)，用野豌豆作為綠肥進(jìn)行處理后，土壤孔隙度明顯增加，水稻產(chǎn)量也有所增加。Pattanayak[35]等對(duì)3種綠肥進(jìn)行了田間評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：翻壓綠肥有利于促進(jìn)土壤中鉀、磷、鈣、鎂等養(yǎng)分的循環(huán)，在土壤和作物之間循環(huán)，增加水稻產(chǎn)量。Teasdale[36]等研究發(fā)現(xiàn)，土壤表面覆蓋的綠肥，能夠抑制田間雜草的生長(zhǎng)。Fleischner[37]等研究表明，長(zhǎng)期施用無(wú)機(jī)氮肥會(huì)對(duì)土壤微生物環(huán)境造成影響，降低土壤微生物數(shù)量及多樣性。Gunapala[38]等比較了番茄的傳統(tǒng)耕作和有機(jī)耕作方式，結(jié)果表明，將綠肥翻壓到土壤后，土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯增加[39]。

3.3 國(guó)內(nèi)研究概況 中國(guó)利用綠肥的歷史極為悠久。化學(xué)肥料的營(yíng)養(yǎng)含量高、肥效快等優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，化肥施用量日益增加，但隨之帶來(lái)的土壤理化性質(zhì)差、環(huán)境惡化等問(wèn)題也不容小覷。綠肥合理利用、翻壓施用等技術(shù)環(huán)節(jié)亟待研究，2017年9月，我國(guó)綠肥產(chǎn)業(yè)體系全面實(shí)施[40]。目前，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)翻壓綠肥技術(shù)環(huán)節(jié)及其對(duì)土壤性質(zhì)的影響進(jìn)行了深入研究。王茂凡[41]等以金秋梨為材料進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)綠肥翻壓還土對(duì)果園增產(chǎn)具有明顯效果，不僅降低了果園的投入成本，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，而且使土壤的有機(jī)質(zhì)含量有所增加，抑制了雜草生長(zhǎng)[42]，使果園具有良好的生態(tài)效應(yīng)。袁繼存[43]研究表明，綠肥是一種重要的有機(jī)肥源，能夠改善土壤培肥能力，加快土壤中速效N、P、K等養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，防止地表徑流。徐祥玉[44]等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)施用化肥量為常規(guī)的85%時(shí)，翻壓綠肥技術(shù)可以明顯提高土壤活性。白小軍[45]等研究表明，翻壓綠肥可以降低土壤pH，同時(shí)提高了土壤中有效N、P、K含量，一定程度上改善了土壤的生態(tài)環(huán)境。王勁松[46]等研究表明，氮磷化肥與綠肥合理施用，可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤容重，提高土壤中有效鉀含量，改善土壤結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)。李楊輝[47]等研究發(fā)現(xiàn)，在蘋(píng)果園連續(xù)5年種植綠肥后，可以增加土壤碳含量和其他有效養(yǎng)分含量，還可以調(diào)節(jié)土壤pH值，有效培肥土壤。牛雅瓊[48]等將三種豆科綠肥翻壓到獼猴桃園土壤后，分析了果實(shí)品質(zhì)和土壤性質(zhì)，結(jié)果表明，翻壓后的土壤容重下降，而總孔隙度，全量N、P、K以及速效N、P、K含量均有所增加，同時(shí)提高了獼猴桃品質(zhì)。于越[49]等對(duì)芒果園種植綠肥進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，在芒果園種植綠肥，可以調(diào)節(jié)果園生態(tài)環(huán)境平衡，提高芒果的產(chǎn)量和品質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

秸稈覆蓋技術(shù)能優(yōu)化果園土壤性質(zhì)、改善土壤結(jié)構(gòu)，又能增加微生物數(shù)量，提高土壤養(yǎng)分利用率等[50]。翻壓綠肥有利于改善土壤性狀，使微生物在土壤中快速繁殖，增強(qiáng)微生物活性[51]，生成大量腐殖質(zhì)，促使土壤中難溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)養(yǎng)分的有效性[52]。合理利用秸稈、綠肥等農(nóng)作物資源，能夠保護(hù)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)可以解決目前過(guò)度依賴(lài)化肥農(nóng)藥的現(xiàn)狀，有效推動(dòng)綠色食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展[53]。

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（責(zé)編：張宏民）