河北省果園生草生態(tài)功能和草種選擇

秦文利

（河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所/河北省肥料技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050051）

河北省是世界上落葉果樹(shù)的最佳適生區(qū)，在我國(guó)水果生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。2018 年河北省果園面積52.97 萬(wàn)hm2，水果產(chǎn)量1347.93 萬(wàn)t，分別占全國(guó)指標(biāo)的4.46%和5.25%，其中梨樹(shù)種植面積和產(chǎn)量分別為 12.03 萬(wàn) hm2和 329.68 萬(wàn) t，均居全國(guó)第 1 位。水果產(chǎn)業(yè)是河北省實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的主要支柱產(chǎn)業(yè)，而承載農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展目的的田園綜合體是我國(guó)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施的重要抓手。保護(hù)生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)綠色果品是河北省田園綜合體建設(shè)的重要目標(biāo)。果園生草具有良好的生態(tài)功能，是我國(guó)綠色果品生產(chǎn)技術(shù)體系的重要構(gòu)成部分[1]。推廣果園生草技術(shù)是實(shí)現(xiàn)河北省果品綠色生產(chǎn)、提升田園綜合體建設(shè)水平、促進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施的重要途徑。結(jié)合河北省水果產(chǎn)地環(huán)境狀況，闡述了果園生草的生態(tài)功能，并探討了果園生草草種選擇應(yīng)遵循的原則，旨為河北省水果產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 果園生草的生態(tài)功能

1.1 覆蓋地表，減少霾塵源，減輕大氣污染

河北省是我國(guó)大氣污染嚴(yán)重地區(qū)之一，其中土壤風(fēng)蝕塵是造成河北省大氣污染的主要因素，對(duì)大氣污染物PM10的貢獻(xiàn)率高達(dá)20%以上[2]。清耕制是河北省傳統(tǒng)的果園地面管理制度，清耕后果園地表裸露，會(huì)加重土壤風(fēng)蝕、增加霾塵源，不利于河北省大氣污染的防治。果園生草增加了地表植被覆蓋度，可以從3 個(gè)方面防止土壤風(fēng)蝕、減少霾塵源。首先，地表粗糙度與土壤風(fēng)蝕率呈顯著負(fù)相關(guān)，而果園生草可增加地表粗糙度，有助于減弱風(fēng)速，降低土壤風(fēng)蝕動(dòng)力。其次，草地下根系可固結(jié)土壤，地上植株可削弱風(fēng)力，二者均可增強(qiáng)土壤的抗風(fēng)蝕能力。果園生草還可大量補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)水穩(wěn)性團(tuán)聚體形成，增強(qiáng)土壤顆粒抗剪切的能力[3，4]。

1.2 提高土壤固碳潛力，增強(qiáng)土壤碳匯功能，緩解溫室效應(yīng)

大氣中CO2濃度增大是導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)加重、氣候變化加劇的主要原因。降低大氣中的CO2濃度，維持全球碳平衡是緩解地球溫室效應(yīng)的重要途徑。土壤有機(jī)質(zhì)是重要的碳庫(kù)，在全球碳平衡中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[5]。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體是有機(jī)碳在土壤中的固持場(chǎng)所，有機(jī)碳中的腐殖物質(zhì)可維持團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，是主要的固碳物質(zhì)[6]。果園生草能補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤腐殖物質(zhì)含量，增加土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體數(shù)量，有助于提高土壤固碳潛力、增強(qiáng)土壤碳匯功能、維持全球碳平衡、緩解溫室效應(yīng)。閆濤宇[7]研究表明，隨著果園生草年限的增加，0～20 cm 土層土壤中不同粒徑的團(tuán)聚體有機(jī)碳含量呈增加趨勢(shì)，且粒徑＜0.25 mm的微團(tuán)聚體對(duì)土壤有機(jī)碳起到了重要的物理保護(hù)作用。王義祥等[8]研究發(fā)現(xiàn)，與清耕相比，果園長(zhǎng)期生草能平均提高土壤微團(tuán)聚體有機(jī)碳含量達(dá)21.41%。

1.3 改善果園生態(tài)環(huán)境，減輕果園立體污染，促進(jìn)果品綠色生產(chǎn)

果品生產(chǎn)過(guò)程中不合理使用農(nóng)藥和化肥等，會(huì)造成大氣、生物、土壤、水體等多層面的立體交叉污染。果園立體污染是制約河北省果品綠色生產(chǎn)的最大障礙因素。果園生草可通過(guò)抑制雜草發(fā)生、吸引害蟲(chóng)天敵、提高土壤肥力等來(lái)降低化肥和農(nóng)藥的施用量，減輕果園立體污染?？芙ù宓萚9]研究發(fā)現(xiàn)，果園生草對(duì)雜草的抑制效果與種植草種的生長(zhǎng)特性和草種蓋度密切相關(guān)，春播多年生黑麥草、白三葉、紅三葉、高羊茅、紫羊茅等草種，當(dāng)年就能顯著抑制雜草生長(zhǎng)。果園生草還可提高果園植物種類(lèi)的多樣性，為多種果樹(shù)害蟲(chóng)天敵提供休憩、繁衍場(chǎng)所，有利于害蟲(chóng)的生物防治。姜玉蘭等[10]研究表明，蘋(píng)果園種植苜蓿和三葉草對(duì)蚜蟲(chóng)的防控率為72.26%以上，對(duì)害螨的防控率為32.59%以上，對(duì)其它害蟲(chóng)的防控率為45.64%以上。河北省果園土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍較低，果園生草能明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，尤其是果園生草后所形成的有機(jī)質(zhì)團(tuán)聚體具有強(qiáng)大的吸附能力，能減輕肥料的揮發(fā)、淋溶等損失，提高肥料利用率[11]。因此，果園生草有利于果園農(nóng)藥和化肥的雙減，對(duì)果品的綠色生產(chǎn)具有重要意義。

1.4 豐富果園空間層次，增強(qiáng)果園生態(tài)系統(tǒng)功能，調(diào)節(jié)果園生態(tài)小氣候

過(guò)量使用化肥導(dǎo)致河北省果園土壤環(huán)境質(zhì)量下降，微生物種類(lèi)減少[12，13]。清耕制會(huì)降低果園生物多樣性，使果園生態(tài)系統(tǒng)層次簡(jiǎn)單，功能減弱[14]。果園生草可豐富果園地上地下空間層次，增強(qiáng)果園生態(tài)系統(tǒng)功能，改善果園土壤環(huán)境質(zhì)量，調(diào)節(jié)果園生態(tài)小氣候[15]；還可增加土壤淺層根系，促進(jìn)果樹(shù)根系深扎，從而利用深層土壤的水分和養(yǎng)分，提高果樹(shù)的抗旱性和養(yǎng)分利用率。土壤根系的增加還可補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，一方面可為微生物活動(dòng)提供碳源，優(yōu)化土壤微生態(tài)環(huán)境；另一方面可提高土壤對(duì)降水的入滲能力，增加土壤貯水量，緩解果園旱情。果園生草后地上空間層次結(jié)構(gòu)由“果樹(shù)—地面”變?yōu)椤肮麡?shù)—草—地面”，草層次的增加不僅可改善土壤熱量狀況，平衡地溫，還可提高春季果園相對(duì)濕度，降低盛夏期果園氣溫，改善果樹(shù)的生長(zhǎng)環(huán)境[16]。因此，果園生草能豐富果園空間層次，增強(qiáng)果園生態(tài)系統(tǒng)功能，調(diào)節(jié)果園生態(tài)小氣候，有利于果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。但果園生草生態(tài)功能的發(fā)揮取決于不同生境下草地的成功建植，而根據(jù)不同生境條件和利用目的選擇適宜的草種是果園草地成功建植的關(guān)鍵。

2 果園生草的草種選擇原則

2.1 選擇抗逆性強(qiáng)、耐踐踏的草種

河北省寒暑懸殊，冬季嚴(yán)寒少雪，夏季高溫多雨，且近些年來(lái)隨著全球氣候變化，年平均降水量呈減少趨勢(shì)，旱災(zāi)頻發(fā)。河北省果園土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍較低，貧氮少磷，因此在進(jìn)行果園生草覆蓋時(shí)，應(yīng)選擇耐寒、耐熱、抗旱、耐瘠薄的草種。果樹(shù)田間作業(yè)程序多，如蘋(píng)果樹(shù)田間作業(yè)就有整形、修剪、疏花疏果、病蟲(chóng)害防治等，人和機(jī)械對(duì)草踩踏、碾壓嚴(yán)重，所以果園生草所選草種一定要耐踐踏。

2.2 選擇根系分布淺、與果樹(shù)水分競(jìng)爭(zhēng)弱的草種

河北省水資源匱乏，是典型的資源型缺水省份，全省人均水資源量?jī)H為全國(guó)水平的12.5%，農(nóng)業(yè)用水尤其不足[17]。為促進(jìn)高效、合理用水，減輕地下水過(guò)度開(kāi)采帶來(lái)的生態(tài)退化，河北省制定了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水定額，因此，節(jié)約用水、提高水分利用效率是河北省果園可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在果園生草時(shí)選擇耗水量小、根系分布淺（根系主要集中分布于30 cm 土層內(nèi)）的草種，有利于草和果樹(shù)根系分別占據(jù)不同深度的土層，形成合理的空間分布，吸收利用不同深度土壤中的水分，從而實(shí)現(xiàn)土壤水分的高效利用[18]。

2.3 選擇利于改善果園生態(tài)環(huán)境的草種

河北省是水果生產(chǎn)大省，但不是水果生產(chǎn)強(qiáng)省，實(shí)現(xiàn)果品生產(chǎn)的提質(zhì)增效是河北省成為水果生產(chǎn)強(qiáng)省的重要前提，而改善果園生態(tài)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)果品生產(chǎn)提質(zhì)增效的有效途徑。果園生草時(shí)選擇根系分布淺、根系生物量大、能快速覆蓋地表的草種，有利于果園生態(tài)環(huán)境的快速改善。果園草根系生物量大，可穿插、切割土壤，改善土壤孔性，協(xié)調(diào)土壤的水肥氣熱；還可補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)和各種礦質(zhì)養(yǎng)分，促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)，優(yōu)化土壤微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)果樹(shù)根系對(duì)土壤水分和養(yǎng)分的高效利用[19]。果園草快速覆蓋地表后，能為天敵的繁衍棲息提供場(chǎng)所，增加天敵數(shù)量，減少害蟲(chóng)發(fā)生。果園生草覆蓋層的增加，能有效利用散落光能，提高果園光能利用效率和果品質(zhì)量。

2.4 選擇適宜秋播、耐低溫、落籽自生能力強(qiáng)的越年生或多年生草種

河北省四季分明，春季干旱、風(fēng)大、雜草生長(zhǎng)迅速，春播進(jìn)行果園生草不易獲得成功。秋季土壤墑情好，雜草長(zhǎng)勢(shì)弱，溫度適宜，秋播有利于草種出苗和生長(zhǎng)，但要經(jīng)歷寒冬，因此秋播進(jìn)行果園生草應(yīng)選擇耐寒草種。為了降低投入成本，果園生草時(shí)最好選擇管理簡(jiǎn)單、落籽自生能力強(qiáng)的越年生或多年生草種。

2.5 選擇符合果園生產(chǎn)利用目的的草種

符合果園生產(chǎn)利用目的的生草模式是實(shí)現(xiàn)果園生草可持續(xù)發(fā)展的前提。果園生草利用模式主要有果-草-肥模式、果-草-畜禽模式、果-草-游模式、果-草-藥模式4 種。應(yīng)根據(jù)不同的果園生草利用模式選擇相應(yīng)的草種，以提高果園生草的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

2.5.1 果-草-肥復(fù)合模式 增施有機(jī)肥是改善果園土壤理化性狀、提高果品質(zhì)量的關(guān)鍵措施。畜、禽廢棄物等含有重金屬和抗生素，若不進(jìn)行無(wú)害化處理，施用后會(huì)污染土壤和地下水，破壞生態(tài)環(huán)境。而綠肥具有潔凈、無(wú)污染特點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型的有機(jī)肥源。將果園草適時(shí)翻壓還田做綠肥，可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分良性循環(huán)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，改善樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)果品綠色生產(chǎn)[20]。果園綠肥分為冬綠肥和夏綠肥，其中，用作冬綠肥的果園草一般在秋季播種，用于夏綠肥的果園草一般在春季或早夏播種[21]。河北省冬季嚴(yán)寒、春季干旱，冬綠肥草種應(yīng)選擇抗寒、耐旱、生物量大的品種，如黑麥、飼用小黑麥、鼠茅草、二月蘭、毛葉苕子、箭筈豌豆、草木樨、油菜等；夏季酷熱、降雨集中，夏綠肥草種應(yīng)選擇耐高溫、耐陰、耐澇、速生的品種，如田菁、圓葉決明、綠豆、秣食豆、檉麻、野豌豆、山黧豆等。

2.5.2 果-草-畜禽復(fù)合模式 河北省不僅是農(nóng)業(yè)大省，更是畜牧大省。充足的優(yōu)質(zhì)飼草料是河北省畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的物質(zhì)保障，其中建立果-草-畜禽復(fù)合生產(chǎn)模式可為草食畜牧業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)牧草。果-草-畜禽復(fù)合生產(chǎn)模式包括果-草-禽生產(chǎn)復(fù)合模式、果-草-畜生產(chǎn)復(fù)合模式等。果-草-禽生態(tài)復(fù)合模式是在果園種植菊苣、苦荬菜、百脈根、三葉草、小冠花、鴨茅、黑麥草等優(yōu)質(zhì)牧草，定期放養(yǎng)雞、鵝等禽類(lèi)。果-草-畜生產(chǎn)復(fù)合模式是在不影響果樹(shù)生長(zhǎng)的情況下，在果園種植紫花苜蓿、籽粒莧、高丹草、雜交狼尾草、飼用黑麥、飼用小黑麥、毛葉苕子、箭筈豌豆、菊苣、苦荬菜等高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)牧草，定期刈割，做青飼料或者進(jìn)一步加工成青干草、青貯料、草顆粒、草粉等草產(chǎn)品。

2.5.3 果-草-游復(fù)合模式 河北省是我國(guó)多種水果的重要產(chǎn)地，果樹(shù)春花秋實(shí)、觀賞價(jià)值高，果實(shí)即食性強(qiáng)，具有發(fā)展旅游的先天優(yōu)勢(shì)。打造休閑觀光采摘果園，是發(fā)展融生產(chǎn)、生活、生態(tài)于一體的現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)的重要組成部分，有助于《河北省鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018-2022 年）》的實(shí)施。通過(guò)果園生草打造園地景觀，可吸引游客春賞花、夏乘涼、秋摘果。河北省休閑觀光采摘果園在草地建植時(shí)，應(yīng)選擇觀賞價(jià)值高、耐踐踏、抗逆性強(qiáng)、不影響果樹(shù)正常生長(zhǎng)的草種，如油菜、二月蘭、白三葉、紅三葉、雜三葉、毛葉苕子、百脈根、小冠花、扁莖黃芪、紫羊茅、高羊茅、草地早熟禾、多年生黑麥草、鴨茅、貓尾草等。結(jié)合冀中南地區(qū)梨花節(jié)、桃花節(jié)、杏花節(jié)等旅游節(jié)的召開(kāi)，選擇油菜、二月蘭等開(kāi)花早、花期長(zhǎng)、花色艷麗的草種進(jìn)行林下秋季播種，翌年春季可形成色彩繽紛的果園景觀。

2.5.4 果-草-藥復(fù)合模式 河北省是中藥材大省，在我國(guó)中藥材生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，如祁沙參、山楂、柴胡、黃芩等產(chǎn)量均約占全國(guó)總產(chǎn)量的60%。隨著環(huán)境污染的加劇和人們健康意識(shí)的提高，中藥材需求市場(chǎng)擴(kuò)大，中藥材產(chǎn)值提高，生產(chǎn)日益受到重視。河北省耕地資源緊張，通過(guò)果園生草可有效拓展中藥材種植空間。果園光照不充分、作業(yè)環(huán)節(jié)多，可選用耐蔭、植株低矮、抗逆性強(qiáng)、管理簡(jiǎn)單的中藥材草種，如蒲公英、扁莖黃芪、百脈根、半夏、黃芩、桔梗、丹參、北沙參、天南星、紫苑、柴胡等[22]。同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)果園實(shí)際情況因地制宜選擇草種，如，旱地果園可套種柴胡、知母、黃芩等耐旱的藥用植物，尚未封行的幼齡果園可套種柴胡、遠(yuǎn)志、北板藍(lán)根、牛膝等喜光的藥用植物，成齡果園可套種半夏、天南星、玉簪等耐陰的藥用植物。

3 建議

不同草種的生態(tài)適應(yīng)性不同，對(duì)不同果樹(shù)的影響也不一樣。為提高果園草地建植的成功率，要針對(duì)河北省不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)、不同的果園開(kāi)展適宜草種的篩選與評(píng)價(jià)研究。

選擇生態(tài)位互補(bǔ)的牧草進(jìn)行混播，可以提高枝條密度、改變草層結(jié)構(gòu)、增加草層厚度，改善土壤質(zhì)量，抑制雜草發(fā)生、減輕病蟲(chóng)害[23]。但不同草種的生物學(xué)特性不同。因此，篩選出適宜河北省不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)果園的最佳組合草種進(jìn)行混播并研究其栽培技術(shù)，有助于促進(jìn)果園生草生態(tài)功能的進(jìn)一步發(fā)揮。