蘋(píng)果園生草實(shí)踐研究
——以隴東地區(qū)蘋(píng)果園生草試驗(yàn)為例

焦富順，張文泉，戴興隆，楊有占，侯選文

（1甘肅省慶陽(yáng)林業(yè)學(xué)校 甘肅慶陽(yáng) 745000； 2慶陽(yáng)市居立農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司 甘肅慶陽(yáng) 744505）

在政府積極推動(dòng)指導(dǎo)下，發(fā)展蘋(píng)果生產(chǎn)已成為當(dāng)?shù)夭糠洲r(nóng)民主要的收入來(lái)源，蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)也成為隴東地區(qū)農(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。研究蘋(píng)果生態(tài)優(yōu)質(zhì)發(fā)展模式已成為鄉(xiāng)村振興背景下當(dāng)?shù)卣惹行枰苿?dòng)的重大民生工程。

果園生草是指在果樹(shù)行間或全園種植草本植物，或果園自然生草作為地面覆蓋作物的一種土壤管理模式[1]，也是培肥土壤、全面提高果園生產(chǎn)效益、實(shí)現(xiàn)果園可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)管理模式。目前，日本及歐美地區(qū)普遍實(shí)施果園生草種植模式，我國(guó)也于1998 年將果園生草模式納入綠色果品生產(chǎn)體系[2]，并開(kāi)始推廣。但隴東地區(qū)當(dāng)前生草面積占果園總面積仍不到20%，一方面是認(rèn)識(shí)不到位，果農(nóng)認(rèn)為生草與果樹(shù)競(jìng)爭(zhēng)水肥從而影響樹(shù)勢(shì)；另一方面也要結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥?、氣候條件選擇生草品種及合適的栽培模式，從而讓生草種植促使果園經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生最大效益。筆者結(jié)合在隴東地區(qū)蘋(píng)果園生草研究實(shí)踐，著重探討隴東地區(qū)果園生草對(duì)土壤的影響及種植實(shí)踐中應(yīng)注意的問(wèn)題。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在慶陽(yáng)市居立現(xiàn)代果業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范園進(jìn)行，地點(diǎn)位于鎮(zhèn)原縣太平鎮(zhèn)棗林村基地。該區(qū)域在隴東中部，屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，土壤主要為黑壚土，pH 值8.46。春季多風(fēng)干旱，多寒潮；夏秋熱而短促，夏末秋初相對(duì)降水較多，但分布不均勻，且時(shí)有伏旱、暴雨、冰雹等自然災(zāi)害；秋季降溫迅速，潮濕多雨；冬季多西北風(fēng)，雨水（雪）稀少。年平均氣溫10.1 ℃，平均無(wú)霜期151.4 天，年均降水量523.9 毫米?？諝飧稍?，但晝夜溫差大，光熱條件較好，是蘋(píng)果樹(shù)適宜的栽培區(qū)。

該蘋(píng)果基地2015 年建示范園，占地1575 畝，主要有煙富3 號(hào)、九月奇跡、米奇拉、施娜克、瑞雪等品種，全部采用矮化大苗起壟定植，鋪設(shè)黑色反光膜，窄株寬行（株行距為1.5 米×4.0 米），選用格架拉網(wǎng)式管護(hù)技術(shù)，建園當(dāng)年初秋開(kāi)始種草，生草種植面積1200 畝，自然生草350 畝，清耕園25 畝。果園采用滴灌系統(tǒng)進(jìn)行水分和養(yǎng)分的供給，現(xiàn)已初步進(jìn)入盛果初期。

2 試驗(yàn)地生草栽培方法

2.1 試驗(yàn)材料

生草草種均來(lái)自于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，包括鼠茅草、高羊茅、早熟禾、黑麥草、白三葉等，并用自然生草和清耕區(qū)作為試驗(yàn)對(duì)照（CK1、CK2）樣本。

2.2 試驗(yàn)地生草栽培概況

同一編號(hào)的土樣實(shí)驗(yàn)室測(cè)定5 次，用Excel 軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算出當(dāng)年該土樣5 次測(cè)定數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，表格數(shù)據(jù)采用3 年測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值。

3 土壤材料取樣及測(cè)定方法

3.1 材料取樣方法

清耕果園與生草園對(duì)照發(fā)現(xiàn)，在0～20 厘米的土層深度，生草使土壤容重由1.42克/厘米3減低到1.23 克/厘米3，土壤總孔隙度由47.31%增加到65.78%。在20～40 厘米的土層深度，生草使土壤容重由1.61 克/厘米3減低到1.50克/厘 米3，土 壤 孔 隙 度 由38.46%增加到45.52%。在40～60 厘米的土層深度，容重和孔隙度變化不明顯。由于采樣時(shí)間在9 月中旬，正值當(dāng)?shù)亟涤瓿渑鏁r(shí)段，與清耕園對(duì)比，土壤含水量數(shù)值區(qū)間變化不大。

與清耕果園比對(duì)，生草栽培后，7—8 月份高溫季節(jié)可降低地表溫度3.2～5.6 ℃，可防止樹(shù)體及葉片免受烈日灼傷；冬季12 月至次年1 月寒冷季節(jié)可有效升溫1.6～3.0 ℃，有利于果樹(shù)越冬抗寒。由于地表牧草層覆蓋，夏季減少了地面對(duì)熱輻射吸收，冬季又保護(hù)了地面熱的散失，地溫變幅相對(duì)收窄，升溫和降溫相對(duì)緩和，對(duì)果樹(shù)發(fā)根與生長(zhǎng)提供了有利條件。

圖1 居立果業(yè)播種生草區(qū)（焦富順攝）

圖2 居立果業(yè)自然生草區(qū)（候選文攝）

3.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

將八木離體蟾蜍心臟灌流標(biāo)本與張力換能器連接，啟動(dòng)BL-420F生物信號(hào)采集與分析系統(tǒng)，選擇張力實(shí)驗(yàn)。描記正常收縮曲線，觀察并記錄心臟收縮振幅、心率、每分鐘搏出量。然后按下列步驟給藥：

地表溫度用土溫檢測(cè)儀測(cè)量，在每年最冷月份（12 月15 日至次年1 月15 日）和最熱月份（7 月15日至8 月15 日）進(jìn)行檢測(cè)，連續(xù)測(cè)量1 個(gè)月。最熱月份在14：00 開(kāi)始測(cè)量并記錄，最冷月份在08：30開(kāi)始測(cè)量并記錄。土壤含水量和容重用烘干法（105 ℃±2 ℃）進(jìn)行檢測(cè)；土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法；土壤全氮測(cè)定采用濃硫酸消煮-半微量凱氏定氮法；土壤堿解氮測(cè)定采用1.0 摩爾/升氫氧化鈉堿解擴(kuò)散法；土壤速效磷測(cè)定采用0.5 摩爾/升碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；土壤速效鉀測(cè)定采用1 摩爾/升醋酸銨浸提-火焰光度法[3]。

4 數(shù)據(jù)整理和分析

4.1 數(shù)據(jù)整理

試驗(yàn)地于2015 年8 月中下旬進(jìn)行生草種植，按草種種植位置將地塊劃分為不同處理組，按A（鼠茅草）、B（高羊茅）、C（早熟禾）、D（黑麥草）、E（白三葉）等進(jìn)行標(biāo)識(shí)。各處理組均選用行間條帶式種植生草，單個(gè)品種的生草播種面積均在90 畝以上。草種的草籽質(zhì)量顆粒飽滿，草種播種密度10～15 克/米2。當(dāng)高度超過(guò)25 厘米時(shí)進(jìn)行刈割，留茬高度控制在8～12 厘米，刈割物原地覆蓋，留在果園行間自然腐化降解。每年刈割3～5 次，主要在6—9 月份進(jìn)行。各生草地塊與自然生草對(duì)照區(qū)的肥水灌溉方式及頻次基本相同。

式(8)中：ξ1>0，ξ2>0 ，ξ3>0。通過(guò)對(duì)ξ1、ξ2、ξ3恰當(dāng)選取，新的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(8)能估計(jì)出系統(tǒng)(7)的所有狀態(tài)變量x1(t),x2(t)及x3(t)，即

紫云走上前去，她想看看這個(gè)毀滅自己前程的人，如何面對(duì)現(xiàn)實(shí)。她大大方方地走出房門(mén)，調(diào)侃道：“喲，原來(lái)是貴人回來(lái)了，怎么不先說(shuō)一聲呢？”

4.2 溫度測(cè)量結(jié)果分析

各組大鼠給藥42 d后，組織學(xué)測(cè)量結(jié)果顯示：與對(duì)照組相比，Nif組、CsA組、Nif+CsA組的上皮厚度均明顯增加(P<0.05)；與Nif、CsA組相比，Nif+CsA組上皮厚度也明顯增加(P<0.05)，而Nif組和CsA組相比則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。與對(duì)照組相比，CsA組、Nif+CsA組的結(jié)締組織寬度和高度均明顯增加(P<0.05)；但Nif組和對(duì)照組相比、CsA組和Nif+CsA組相比，其結(jié)締組織寬度和高度均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(表1)。

4.3 土壤容重、孔隙度變化

土壤采樣分別于2020 年、2021 年和2022 年的9 月中旬進(jìn)行。取樣地點(diǎn)是居立現(xiàn)代果業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范園生草區(qū)（圖1、圖2）。樣區(qū)采樣時(shí)先去除表土雜物后，在0～10 厘米處用環(huán)刀（容積100 毫升）獲取原生土壤結(jié)構(gòu)樣本；然后在該樣區(qū)用3 點(diǎn)取樣法（樣點(diǎn)間隔50 米）采集土樣，單個(gè)樣點(diǎn)分別在0～20、20～40、40～60 厘米的垂直剖面上各用取樣器獲得1 份土壤樣品，然后將3 個(gè)樣點(diǎn)相同深度所獲取的土樣混合均勻，經(jīng)去雜、風(fēng)干、研細(xì)后裝瓶保存，對(duì)應(yīng)進(jìn)行編號(hào)。如2020 年9 月在A 樣區(qū)0～20 厘米深度的土樣編號(hào)為A1；20～40 米深度的樣品編號(hào)為A2；40～60 米深度的樣品編號(hào)為A3；和對(duì)應(yīng)樣點(diǎn)的土壤原生結(jié)構(gòu)樣本（A0）一起用于在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展樣品測(cè)定分析。

4.4 土壤有機(jī)質(zhì)變化趨勢(shì)

分析表1、表2、表3 的數(shù)據(jù)，并將生草區(qū)塊與自然生草及清耕果區(qū)塊對(duì)照發(fā)現(xiàn)，生草栽培模式與有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)顯著的關(guān)聯(lián)性（見(jiàn)表1、表2），能有效提升果園有機(jī)質(zhì)含量，全氮、堿解氮、有效磷含量增加明顯，但也在土壤垂直剖面上表現(xiàn)為隨深度增加而減少的趨勢(shì)[4]（見(jiàn)表3）。果園生草促進(jìn)了土壤養(yǎng)分生成，生草殘?bào)w經(jīng)發(fā)酵、分解和合成，轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)質(zhì)，促使土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的生成和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的釋放，從而促進(jìn)了土壤養(yǎng)分的積累。隴東地區(qū)土壤富含磷鉀元素及其化合物，且鉀元素含量極為豐富，生草栽培對(duì)鉀影響相對(duì)不顯著。另外，從表格數(shù)據(jù)的變化分析發(fā)現(xiàn)：與自然生草模式相比，果園多年種植生草對(duì)土壤養(yǎng)分的積累顯示出顯著的正效應(yīng)。

表1 0～20 厘米土層養(yǎng)分

表2 20～40 厘米土層養(yǎng)分

表3 40～60 厘米土層養(yǎng)分

英國(guó)曾在蘋(píng)果園進(jìn)行9 年生草法試驗(yàn)，結(jié)果表明：土壤有機(jī)質(zhì)最高52克/千克（清耕法只有40 克/千克）。另外，在慶陽(yáng)市西峰區(qū)什社鄉(xiāng)三姓村果業(yè)合作社試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多年生草后，蘋(píng)果園土壤松軟，腐殖質(zhì)及孔隙度明顯增加，這得益于果園大量繁殖蚯蚓以及微生物富集轉(zhuǎn)化疊加效應(yīng)所獲得的養(yǎng)分，同時(shí)也是驅(qū)動(dòng)碳源轉(zhuǎn)化和能效利用的重要因素，從而使土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯增加。

話說(shuō)得云淡風(fēng)輕，聽(tīng)的人和說(shuō)的人，臉上卻同時(shí)泛了紅。一瞬間，往事浮上高志明的心頭，醉湖的水，醉湖的空氣，當(dāng)年他拍那張照片時(shí)，是多么用心專(zhuān)神！

5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)總體分析

根據(jù)觀察與試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，生草栽培模式能有效降低高溫灼傷和低溫凍害，且能降低土壤容重，增加土壤孔隙度和通氣性與透水性，助力形成穩(wěn)定的土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化和碳源利用。在經(jīng)過(guò)3～6 年的生草試驗(yàn)后，在0～20 厘米和20～40 厘米深度的土壤中氮、鉀、磷等主要營(yíng)養(yǎng)元素含量增加明顯，同時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量也明顯提高，從而強(qiáng)化了有機(jī)質(zhì)和速效氮磷鉀對(duì)果樹(shù)的供給能力。土壤中多而發(fā)達(dá)的根系使根際土壤緊緊連在一起，降雨時(shí)也能緩沖雨水對(duì)地表的沖擊力，同時(shí)使表土保持良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而有利雨水滲透，減少地表徑流，有效降低水土和肥料的流失，為果樹(shù)生長(zhǎng)提供有利條件（圖3）。

圖3 居立果業(yè)生草果園收獲期（侯選文、焦富順攝）

6 生草品種的選擇建議

6.1 解決好生草初期與果樹(shù)爭(zhēng)肥的問(wèn)題

生草初期的確與果樹(shù)爭(zhēng)肥，但0～20 厘米土層是牧草根系生物量的密集分布區(qū)及各種水肥利用的主要區(qū)域，而果樹(shù)根系的集中分布層則在20～40 厘米土層，所以應(yīng)選擇淺根性的草種，盡量在果樹(shù)行間種草，種植區(qū)域最好距離果樹(shù)主干不小于50 厘米，可有效避免與果樹(shù)根系劇烈競(jìng)爭(zhēng)水肥的矛盾。

6.2 盡量選擇鄉(xiāng)土草種

根據(jù)觀察和試驗(yàn)結(jié)果分析，在鼠茅草、高羊茅、黑麥草、早熟禾和白三葉5 種生草栽培模式中，鼠茅草和黑麥草根系發(fā)達(dá)，且屬于深根性草種，與果樹(shù)水肥競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系較為明顯，白三葉、高羊茅、早熟禾相對(duì)屬于淺根系的草種，能有效降低生草與果樹(shù)競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分的影響。另外，盛果期的果園開(kāi)始生草的前1～3 年，應(yīng)適當(dāng)加大肥水供給，保障果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累及轉(zhuǎn)化不受生草因素的影響。