玫瑰套種對(duì)土壤養(yǎng)分及雜草的影響

代立蘭，趙亞蘭，張懷山，徐瓊，牛元，凌建祥，徐學(xué)軍

（1. 蘭州市農(nóng)業(yè)科技研究推廣中心，甘肅 蘭州 730010；2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅 蘭州 730050；3. 永登縣玫瑰研究所，甘肅 永登 730304）

苦水玫瑰（Rosa sertata×R. rugosa）是鈍齒薔薇和中國傳統(tǒng)玫瑰的自然雜交種，是一種多年生直立落葉叢生灌木，不僅具有觀賞性，還具有很高的藥用和食用價(jià)值［1］。因絕佳的口碑，苦水玫瑰已經(jīng)成為蘭州市永登縣最具代表性的農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)［2］。該地位于隴西黃土高原西北端和祁連山東延余脈的銜接地段，因海拔高、氣溫低、干旱少雨的自然環(huán)境非常有利于苦水玫瑰品質(zhì)及產(chǎn)量的提高。玫瑰栽培要求土壤養(yǎng)分充足，通透性良好［3］，所以玫瑰種植行距較大，一般為2.0~2.5 m，較寬的行間距也有利于苦水玫瑰采摘。甘肅地處中國西北地區(qū)，降水量少，蒸發(fā)量大，土壤鹽堿化威脅大［4］。不合理的田間管理措施導(dǎo)致苦水玫瑰行間雜草叢生，尤以冰草最盛，不僅消耗土壤養(yǎng)分而且增加人工鋤草成本，鋤草之后裸露的地表又因過度蒸發(fā)使得地表干旱、鹽漬化，不僅影響苦水玫瑰的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且影響玫瑰園整體環(huán)境。研究表明玫瑰可與煙草、杭白菊及甘藍(lán)、西紅柿、馬鈴薯、小麥、大蒜等各類糧食蔬菜作物套種［5-7］。玫瑰行間合理套種能夠提高土地利用率、改良土壤、提高玫瑰產(chǎn)量，并達(dá)到以草制草，改善玫瑰園地表生態(tài)環(huán)境的效果［8］。紅豆草（Onobrychis viviaefolia）和紫花苜蓿（Medicago sa?tiva）屬豆科多年生植物，其根系龐大，具水土保持、固氮功能［9］；鼠尾草（Salvia japonica）為唇形科（Labia?tae）常綠一二年生或多年生草本［10］，耐旱、適應(yīng)性強(qiáng)，易于栽培［11］；芝櫻（Phlox subulata）為花荵科天藍(lán)繡球?qū)俣嗄晟〔荼境＞G地被植物［12］，適應(yīng)性極強(qiáng)，耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐鹽堿、無病蟲害，對(duì)土壤、肥料的要求不嚴(yán)［13-14］。鼠尾草和芝櫻根系淺，花期長，花色艷麗且芳香，極具觀賞價(jià)值。4 種草本植物植株較矮，與玫瑰套種符合農(nóng)作物套種的早晚、高低、深淺搭配原則［15］。本試驗(yàn)在同樹齡的苦水玫瑰行間套種紅豆草、苜蓿、鼠尾草和芝櫻，通過對(duì)比分析篩選苦水玫瑰林下抑制雜草效果較好、美化環(huán)境、有助于玫瑰增產(chǎn)的植物，以增加土地綜合利用率，提高經(jīng)濟(jì)效益，為探索最適宜的苦水玫瑰園復(fù)合種植模式提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于蘭州市永登縣大同鎮(zhèn)王家坪村，地理位置E 103°19′42″，N 36°38′28″。海拔2 060 m，年平均氣溫1.1~2.4 ℃，最熱月平均氣溫13.0~14.4 ℃，全年≥10 ℃的活動(dòng)積溫1 738 ℃，年總?cè)照諘r(shí)數(shù)1 750~2 150 h，年降水量250 mm 左右，降水多集中在7~9月，無霜期120 d 左右。氣候干燥，每年可灌溉4次，屬于傳統(tǒng)農(nóng)林業(yè)種植區(qū)。該區(qū)域土層較薄，厚度在0.5~1.0 m，有機(jī)質(zhì)含量較低。其土壤基本理化性狀見表1。

表1 試驗(yàn)地土壤基本理化指標(biāo)Table 1 Basic physical-chemical properties of the soil in experimental field

1.2 供試材料

供試草本植物為紅豆草、苜蓿、鼠尾草和芝櫻。玫瑰品種為苦水玫瑰，樹齡3年。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)5 個(gè)處理，分別為：T1（玫瑰+紅豆草）、T2（玫瑰+苜蓿）、T3（玫瑰+鼠尾草）、T4（玫瑰+芝櫻），T5（玫瑰單作，CK）。5 個(gè)處理在大小一致、相鄰的5 個(gè)地塊內(nèi)。每處理占據(jù)1 個(gè)地塊，每地塊內(nèi)有5 行玫瑰，行長50 m，行間距2.5 m，在玫瑰行間以行距30 cm 套種草本植物，每處理面積50 m×12.5 m=625 m2。2018年4月初紅豆草和苜蓿種子條播，鼠尾草和芝櫻幼苗移栽。紅豆草和苜蓿播種量分別為90 kg/hm2和15 kg/hm2，鼠尾草和芝櫻用苗量22.2萬株/hm2和33.3 萬株/hm2。水肥管理一致。

1.4 測(cè)定內(nèi)容及方法

土壤養(yǎng)分測(cè)定：2019 和2020年秋季采用“S 型”取樣法，在距離兩端10 m 的中心地帶隨機(jī)3 重復(fù)取樣，采挖玫瑰根際（距樹干10 cm，深度20 cm）及行間土樣（深度20 cm），土樣風(fēng)干過篩保存，測(cè)定土樣理化性質(zhì)和全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量、pH 值、含鹽量等指標(biāo)。參照魯如坤所著《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》［16］進(jìn)行測(cè)定：土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，全氮采用凱氏定氮-紫外分光光度計(jì)法，全磷采用鉬銻抗比色法，鉀采用火焰光度法，pH 值采用電位測(cè)定。

土壤含水量測(cè)定：2020年采用SU 系列高智能土壤水份測(cè)試儀對(duì)各處理行間0~20、20~40、40~60 cm土壤水分進(jìn)行測(cè)定，同一處理多點(diǎn)測(cè)定后取平均值。測(cè) 定 時(shí) 間 分 別 為5月20日、6月14日、7月24日、8月28日、9月26日；

雜草數(shù)量測(cè)定：2019、2020年6月觀察記載田間雜草數(shù)量。

玫瑰鮮花產(chǎn)量測(cè)定：2019 和2020年，在采摘期每天記錄小區(qū)鮮花產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同套種模式對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2019（第1年）、2020（第2年）試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與T5（CK）相比T1、T2、T3、T4 對(duì)土壤養(yǎng)分的影響具有不同的變化規(guī)律（表2）。

表2 不同套種模式下土壤養(yǎng)分Table 2 Soil nutrients under different interplanting patterns

土壤全氮含量，第1年根際為0.70~0.83 g/kg，行間為0.61~0.85 g/kg；第2年根際為0.68~0.82 g/kg，行間為0.62~0.87 g/kg，2年均為T2、T4 與其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體增幅為4.29%~40.32%。其中T2 增幅為18.57%~39.34%，T4 增 幅 為17.14%~40.32%，T1 增 幅 為7.35%~34.43%，T3 增幅4 為.29%~27.42%。

土壤全磷含量，根際第1年為0.33~0.53 g/kg，第2年為0.34~0.55 g/kg，T1、T2 與其他處理間差異顯著；行間第1年為0.28~0.52 g/kg、T1 與其他處理間差異顯著，第2年 為0.32~0.47 g/kg 之間，T5 與 其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體增 幅33.33%~85.71%。 其 中T1 增 幅43.75%~85.71%，T2 增 幅 46.88%~64.29%，T4 增 幅34.38%~57.14%，T3 增幅33.33%~40.63%。

土壤全鉀含量，根際第1年為22.62~24.57 g/kg，T2~T3 與T5 間 差 異 顯 著，第2年 為22.87~25.62 g/kg，T1、T3 與其他處理間差異顯著；行間第1年 為23.95~27.42 g/kg、第2年 為23.82~27.31 g/kg，均為T1、T3 與其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體增幅為0.04%~14.65%。其中T3 增幅為7.07%~12.85%，T2 增幅為0.04%~8.62%，T1 根際第2年下降3.79%，其他處理增幅為2.21%~14.65%，T4 根 際 第2年、行 間 第1年 下 降1.14%~2.09%，其他處理增幅為1.26%~3.23%。

速效氮含量，根際第1年為24.36~36.68 mg/kg，T2、T3 與其他處理間差異顯著；第2年為25.31~38.96 mg/kg，T2 與各處理間差異顯著；行間第1年為24.83~38.03mg/kg、第2年為24.96~38.23 mg/kg，均為T1 與各處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體增幅為6.16%~53.93%。其中T2 增幅為36.45%~53.93%，T1 增幅為38.03%~53.17%，T3增 幅 為 7.77%~50.57%，T4 增 幅 為 6.16%~15.34%。

土壤速效磷含量，根際第1年為25.03~36.86 mg/kg，第2年 為25.78~38.67 mg/kg，均為T1 與 各處理間差異顯著；行間第1年在24.76~40.87 mg/kg、T1、T2 與其他處理間差異顯著，第2年為24.16~44.31 mg/kg，T1 與其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體增幅為10.51%~83.40%。其中T2 增幅為47.26%~83.40%，T1 增幅為26.69%~66.31%，T3 增幅為13.54%~50.20%，T4增幅為10.51%~63.20%。

土壤速效鉀含量，根際第1年為0.15~0.21 g/kg，T1~T3 與T4~T5 間 差 異 顯著，第2年 為0.15~0.24 g/kg，T2 與各處理間差異顯著；行間第1年為0.14~0.24 g/kg、第2年為0.17~0.27 g/kg，均為T2 與其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體增幅為5.88%~71.43%。其中T2 增幅為40.00%~71.43%，T1 增 幅 為12.50%~35.71%，T3增 幅 為 20.00%~31.25%，T4 增 幅 為 5.88%~7.14%。

土壤有機(jī)質(zhì)含量，根際第1年為7.04~7.61 g/kg，第2年為6.85~7.89 g/kg，均為T2 與其他處理間差異顯著；行間第1年為6.50~8.29 g/kg、第2年為6.51~8.64 g/kg，均為T2 與其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體增幅為3.27%~32.72%。其中T2 增幅為8.10%~32.72%，T3 增幅為3.98%~24.42%，T4 增幅為3.55%~17.36%，T1增幅為3.27%~15.98%。

土壤pH 值，根際第1年為8.21~8.48，第2年為8.20~8.51 之間；行間第1年為8.31~8.51，第2年為8.30~8.56，均為T5 與其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體降幅為1.53%~3.64%。其中T3 降幅為2.35%~3.64%，T2 降幅為1.53%~2.98%，T4 降 幅 為1.29%~2.35%，T1 降 幅 為0.71%~2.00%。

土壤總鹽含量，根際第1年為5.03‰~7.12‰，第2年 為4.85‰~6.82‰；行 間 第1年 為5.26‰~7.23‰，第2年為5.17‰~6.98‰，均為T3 與其他處理間差異顯著。與T5（CK）相比根際、行間總體降幅為15.25%~29.35%。 其 中T3 降 幅 為25.93%~29.35%，T2 降 幅 為22.49%~25.14%，T4 降 幅 為18.05%~22.41%，T1 降幅為15.25%~18.81%。

2.2 不同套種模式對(duì)土壤含水率的影響

在2019年5~9月的5 個(gè)時(shí)期，與T5（CK）相比行間含水率在0~20 cm 土層T2 顯著提高26.76%~69.70%（P<0.05），T4 顯著提高13.53%~58.58%（P<0.05），T3 顯 著 提 高5.96%~31.05%（P<0.05），T1 僅在7月、9月顯著提高12.93%~15.61%（P<0.05）（圖1?A）；在20~40 了cm 土層T2 顯著提高 13.49%~43.03%（P<0.05），T4 顯 著 提 高12.72%~30.60%（P<0.05），T3 顯著提高6.50%~18.40%（P<0.05），T1 顯著提高4.28%~19.57%（P<0.05）（圖1?B）；在40~60cm 土層僅在6、7、9月差異顯著，其中T2 顯著提高9.56%~37.45%（P<0.05），T4 顯著提高7.04%~35.78%（P<0.05），T3 顯著提高6.11%~26.33%（P<0.05），T1 僅在7月顯著提高27.82%（P<0.05）（圖1?C）。

圖1 不同套種模式下0~60 cm 土壤含水率Fig.1 Soil moisture content in 0~60 cm soil under different interplanting patterns

2.3 不同套種模式對(duì)行間雜草的影響

玫瑰地的雜草主要包括冰草（Agropyron crista?tum）、車前子（Plantago asiatica）、豆科雜草（Legumi?nous grass）、菊科雜草、苦苦菜（Sonchus oleraceus）、大薊（Cirsium japonicum）、灰條（Chenopodium album）等（表3）。與T5（CK）相比，玫瑰行間套種紅豆草、苜蓿、鼠尾草及芝櫻后對(duì)雜草的抑制效果較明顯。其中T1~T4 處理冰草數(shù)量顯著減少64.14%~79.72%、車前子數(shù)量顯著減少94.76%~100%、菊科草減少100%；豆科草T1、T2 分別顯著下降73.70%、86.17%，T3、T4 分別顯著增加512.96%、151.97%；苦苦菜和大薊T1、T2 均顯著下降100%，苦苦菜T3、T4 分別顯著下降53.98%、83.69%，大薊T3 顯著下降72.07%，T4 增加34.08%；灰條T2、T4 分別下降100%，T1、T3 分別顯著下降81.41%、85.13%；其他雜草T1、T2 分別下降81.82%、82.95%，T3、T4 分別下降50.68%、51.70%；雜草總體數(shù)量T3 下降100.65%，T2 下 降83.88%，T1 下 降67.36%，T4 最少。抑制雜草效果鼠尾草（T3）最顯著，苜蓿（T2）次之。

表3 不同套種模式下的雜草數(shù)量Table 3 Statistics of dominant weed species in summer un?der different interplanting patterns株·m-2

2.4 不同套種模式對(duì)玫瑰鮮花產(chǎn)量的影響

玫瑰與草本植物套種均能明顯提高玫瑰鮮花的產(chǎn)量（表3）。不同套種模式下，2019年、2020年玫瑰鮮花產(chǎn)量分別為5 208.00~6 326.00 kg/hm2、5 320.67~6 824.00 kg/hm2。與T5（CK）相 比，2019~2020年T2 鮮 花 產(chǎn) 量 提 高 21.47%~26.98%，T4 提 高17.42%~18.55%（P<0.05）。增產(chǎn)效果苜蓿（T2）最顯著、芝櫻（T4）次之。

3 討論

3.1 套種植物對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

戶杉杉［19］的研究結(jié)果表明，套種紫花苜蓿11 個(gè)月后，茶園土壤氮素、磷素、鉀素、有機(jī)質(zhì)含量均顯著提高。朱鵬崗［17］研究認(rèn)為果園生草從根本上提高了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。向佐湘［18］的研究結(jié)果表明，茶園間種白三葉草有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷含量。李云鴿等［20］的研究結(jié)果表明厚樸林下套種雷公藤模式可顯著提高雷公藤林地土壤的全氮、全鉀、速效鉀、有機(jī)質(zhì)的積累。毛云飛等［21］的研究結(jié)果表明套種三葉青使得土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、有效磷含量提高，全氮及水解氮含量下降。大量的試驗(yàn)表明合理的套種對(duì)土壤全氮、全磷、全鉀、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)的積累有促進(jìn)作用。本試驗(yàn)中苦水玫瑰套種草本植物顯著提高了玫瑰根際及行間全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量。套種豆科植物紅豆草和苜蓿使得土壤速效氮、磷、鉀含量的增幅較明顯，但全鉀含量在玫瑰+紅豆草（T1）根際第2年、玫瑰+芝櫻（T4）的根際第2年、行間第1年出現(xiàn)下降?？梢娞追N使得土壤養(yǎng)分含量的增減與套種植物自身生長對(duì)土壤養(yǎng)分的需求和消耗特性相關(guān)。

表4 不同套種模式下玫瑰鮮花產(chǎn)量Table 4 Rose flower yield under different interplanting patterns

3.2 套種植物對(duì)土壤鹽分的影響

趙蕓晨［22］認(rèn)為在河西走廊鹽漬化土地上種植老芒麥、扁穗冰草、堿茅和紫花苜蓿4 種優(yōu)質(zhì)牧草，對(duì)鹽漬化程度均有一定的改良效果。李發(fā)明［23］等認(rèn)為種植紫花苜蓿后，次生鹽漬化土壤理化性狀發(fā)生了明顯變化，K+、Na+有下降的趨勢(shì)。李昂［24］等研究表明甘肅省沿黃灌區(qū)耕地種植多年生豆禾混播牧草可降低表土鹽含量和預(yù)防土壤鹽漬化。本試驗(yàn)中苜蓿（T2）和鼠尾草（T3）生物量大、落葉多，使得玫瑰根際和行間土壤pH 值及總鹽含量下降幅度明顯優(yōu)于紅豆草和芝櫻。套種對(duì)土壤鹽分的影響與不同植物對(duì)土壤鹽分的吸收、抑制以及鹽分的積聚特性有關(guān)。

3.3 套種植物對(duì)玫瑰行間土壤水分的影響

婁艷華［25］等研究發(fā)現(xiàn)茶園套種模式可提高茶園的濕度，減少土壤表面水分蒸發(fā)。詹杰等［26］研究認(rèn)為與傳統(tǒng)清耕茶園相比，茶草互作模式下人工種草、自然生草模式使得土壤含水量分別顯著（P<0.05）提高4.58%、21.84%；向佐湘［18］的研究結(jié)果表明茶園套種白三葉草有利于提高表層土壤（0~20 cm）和采摘期的土壤水分含量。本試驗(yàn)中能顯著提高土壤含水率的套種模式依次為玫瑰+苜蓿（T2）、玫瑰+芝櫻（T4）、玫瑰+鼠尾草（T3）、玫瑰+紅豆草（T1）。芝櫻為矮小密植的地被植物、葉片細(xì)小、根系淺，對(duì)水分的消耗較少?？梢娺x擇適宜的套種植物可有效抑制玫瑰行間地表土壤水分的蒸發(fā)。對(duì)不同土層含水率的影響與植株大小形態(tài)、長勢(shì)、對(duì)地面的郁閉程度及根系對(duì)水分的消耗量有關(guān)。

3.4 套種植物對(duì)行間雜草的抑制效果

朱鵬崗［17］研究認(rèn)為果園生草減少果園雜草及除草費(fèi)用。左玉環(huán)［27］的研究結(jié)果表明果園生草可以改善土壤物理性質(zhì)，使得土壤容重降低。不能因?qū)ι菁夹g(shù)認(rèn)識(shí)不足而將傳統(tǒng)的“清耕制”作為日常的管理方式，造成環(huán)境惡化，土壤肥力下降。利用植物之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，選擇適宜套種、利用價(jià)值較高且與雜草競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系優(yōu)勢(shì)明顯的植物套種，能對(duì)雜草起到一定的抑制作用。本試驗(yàn)中苜蓿和鼠尾草第二年返青速度較快，植株茂盛，對(duì)地面的郁閉度高，能迅速對(duì)其他雜草形成抑制，使得行間雜草種類和數(shù)量均較少，對(duì)行間雜草抑制效果顯著。

3.5 不同套種模式對(duì)玫瑰鮮花產(chǎn)量的影響

朱鵬崗［17］研究認(rèn)為果園生草能提高單果重、改善果實(shí)品質(zhì)。蔡倩等［28］研究表明玉米套種大豆能夠提高玉米的干物質(zhì)積累量，大幅度提高土地生產(chǎn)能力。對(duì)主栽作物的增產(chǎn)效果與選擇套種植物的種類及性能有關(guān)，苜蓿為豆科植物，本身具有固氮作用，在可灌溉區(qū)域葉片肥大、對(duì)地面的郁閉程度高、減少土壤水分蒸發(fā)，有利于主栽作物的生長。玫瑰與草本植物套種均能提高玫瑰鮮花產(chǎn)量，其中與苜蓿（T2）套種對(duì)玫瑰鮮花增產(chǎn)效果最為明顯。

4 結(jié)論

玫瑰園中適宜的套種有益于提高土壤全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)等土壤養(yǎng)分含量以及土壤含水率、玫瑰鮮花產(chǎn)量，降低雜草數(shù)量、鹽分含量及土壤pH 值。4 種套種模式中玫瑰+苜蓿（T2）有利于提高土壤含水量和鮮花產(chǎn)量；玫瑰+鼠尾草（T4）抑制雜草效果顯著，具有一定的推廣價(jià)值。在與玫瑰套種時(shí)應(yīng)根據(jù)不同需求選擇相應(yīng)植物，鼠尾草、芝櫻美化環(huán)境效果較強(qiáng)、在需要更換套種物種時(shí)易于采挖，苜蓿和紅豆草固氮肥田兼具美化環(huán)境，缺點(diǎn)是苜蓿根系太深不易采挖干凈。