果園生草栽培供試草種及選擇原則
王華玲等
基金項目:晚熟柑橘安全優質高效栽培技術研發與示範項目( 2017ABA158 )
果園生草栽培是指選擇適宜的草種在果樹行間或全園種植草本植物作為覆蓋物的一種果園管理方法,具有能夠增加土壤有機質含量,改善土壤理化性質,提高土壤蓄水保肥能力,提高產量及果實品質,改善果園生態環境的作用。該技術於 19 世紀末在美國首先進行了嘗試研究。不久之後,一些發達國家如紐西蘭、日本、法國等也開展了生草栽培試驗,結果發現,果園生草栽培可以改善果園生態環境,提高果實的產量和質量。 目前此技術在歐美等發達國家已普遍採用。中國果園當前以清耕為主,對果園生草栽培的研究和應用起步較晚, 20 世紀 80 年代才開始借鑑國外經驗開展研究, 但目前全國仍未得到大面積推廣。 本文對目前國內所進行的果園生草的研究實踐進行了回顧, 以期為果園生草栽培技術的進一步推廣提供一定的理論支持。
1 果園生草栽培及模式
果園生草栽培模式分全園生草和行間生草。 全園生草是在果園行間和株間全部生草 (但樹幹周圍10 cm 不生草), 實現滿園生草覆蓋的一種生草方式,它多用於土層深厚、根系分布深的成齡果園;而在幼齡果園一般要求只能在樹行間生草, 其草帶應在樹冠滴水線外圍。
2 果園生草栽培供試草種及選擇原則
果園草種的選擇是果園生草栽培技術成功與否的關鍵。供試草種可選擇一年生、兩年生及多年生的草本植物。 國內外常見的草種有禾本科和豆科牧草兩大類。 目前, 中國果園生草研究較多的有白三葉( Trifolium repens L. )、 紫花苜蓿 ( Medicago sativaL. )、紫雲英( Astragalus sinicus L. )、毛葉苕子( Viciavillosa Roth )、百 喜 草 ( Paspalum notatum Flugge )、多年生黑麥草 ( Lolium perenne L. )、 鴨茅( Dactylisglomerata L. )、早熟禾( Poa annua L. )、高羊茅( Fes-tuca elata Keng ex E. Alexeev ) 等。 草種的選擇需要遵循一定的原則 : ① 耐陰性強,需對氣候和土壤條件具有廣泛的適應性; ② 選擇淺根性草種,根系集中分布在地表 20 cm 以內為最好, 與果樹競爭養分和水分少; ③ 一般要求植株鬚根發達,固地性強,最好是匍匐莖植物,有利於覆蓋地面和保持水土; ④ 選擇的草種應植株矮(一般不超過 40 cm )、不具纏繞莖、覆蓋性好、耐踐踏,以便於果園管理和作業; ⑤ 不是果樹病蟲害種類的中間寄主, 有利於害蟲天敵族群的繁衍。
3 果園生草對土壤的影響
3.1 對土壤有機質的影響
土壤有機質含量是土壤肥力的重要特徵, 是制約土壤理化性質、涵養水源能力、供肥保肥有效性的關鍵因子。大量的研究表明,果園生草或生草後刈割覆蓋園地,其殘根、枯枝落葉等殘體在土壤中降解轉化形成腐殖質,土壤中的有機質不斷提高。再加上較少的土壤耕作擾動,能有效地抑制土壤的過度通氣,減少土壤有機質的氧化降解。
郝淑英等 對黃土高原區蘋果園生草的研究結果表明,園區在種植鴨茅、百脈根( Lotus corniculatusL. )、三葉草( Trifolium repens Linn. )等不同草種后土壤有機質較清耕增加 0.19%~0.57% 。 李會科等 對渭北蘋果園研究得出, 果園種植黑麥草和白三葉能提高 0~20 cm 土壤有機質含量, 禾本科牧草每年可增加表層土壤有機質含量 0.1% , 豆科牧草增加0.15% ,而且隨著土層的加深,豆科牧草提高土壤有機質的效果強於禾本科牧草。
3.2 對土壤氮、磷、鉀的影響
果園生草通常選擇豆科或禾本科植物。 豆科植物具有固氮作用,可使土壤中氮素含量明顯提高,而禾本科植物可提高土壤中鉀素含量, 但也會在一定程度上降低土壤中氮素含量。 果園生草生長到一定高度後進行刈割覆蓋,殘渣腐解後,草體中的養分便釋放到土壤中,有利於提高土壤中相應的養分含量。
果園生草對不同土層土壤氮、磷、鉀含量的影響是不同的。 山核桃林地生草研究結果表明,白三葉、黑麥草、紫雲英等生草均能改善土壤養分狀況,除全鉀外, 白三葉和紫雲英處理較其他處理能顯著提高土壤養分含量 。 對自然生草的楊梅園, 0~20 cm 表層土的有機質、全氮、有效磷含量均明顯高於 20~40cm 土層 。 蘋果園種草後,土壤中水解氮、速效磷、速效鉀含量升高,而全氮、全磷、全鉀含量降低 。 幼齡龍眼園生草提高了土壤肥力, 行間和樹冠下土壤有機質、全氮、速效氮、速效鉀和速效磷都有不同程度的提高,全磷和全鉀比生草前有所下降 。
3.3 對土壤水分的影響
果園生草栽培後,土壤被草大面積覆蓋,這一方面能緩和降雨對土壤的直接侵蝕, 減少地表徑流和水土流失,進而保護土壤表面;另一方面還可以提高水分的沉降和滲透速率,減少水分的蒸發,提高土壤水分含量及其利用率。 李國懷等 通過生草栽培對柑橘園土壤水分的研究結果表明, 生草栽培在 7 — 11月乾旱時期可提高果園土壤含水率, 種植百喜草和白三葉平均土壤含水率較清耕區高 2.1% 和 1.0% 。 毛培春等 通過白三葉對桃園小氣候和桃品質的影響研究表明, 在桃園水分集中供給時白三葉可以降低土壤水分,而在降水較少的 9 月以後,白三葉能降低地面的蒸發,保持土壤含水量。 在漳州地區豐水期,龍眼園通過生草處理可顯著降低耕作層土壤溼度,有利於果樹根系的生長和對養分的吸收 。
3.4 對土壤溫度的影響
果園生草或生草覆蓋可明顯改善土壤溫度狀況。 一般認為果園生草可影響太陽對地面的直射,起到平穩地溫的作用,減少土壤晝夜溫差,冬季可提高土壤溫度,夏季則降低土壤溫度。惠竹梅等 通過葡萄園行間生草對園區微氣候的研究發現, 葡萄園行間種植黑麥草、白三葉等均可以使地面最高溫度降低 5.7~7.3 ℃ ,地面溫度日較差降低 6.7~7.6 ℃ 。 劉殊等 研究表明,果園生草起到了平穩地溫的作用,在寒冷的季節,可以提高地表溫度 2~3 ℃ ;在炎熱季節,可降低地表溫度最高達 10.7 ℃ 。
4 果園生草對果實產量及品質的影響
品質是果實的重要經濟指標, 而生草栽培可以提供良好的水、肥、熱等條件,一定程度上促進了果實的生長發育,提高了果樹的光合作用利用率,為豐產優質奠定了基礎。
山地李子園種植白三葉, 生草區的貴陽李和皇家寶石李單果重分別比清耕區提高了 12.31% 和11.30% , 單株產量分別比清耕區增加了 21.65% 和19.88% ;生草栽培顯著提高果實的總糖、維生素 C 、可溶性固形物含量,降低了果實總酸含量,改善了果實風味 。生草栽培使楊梅產量得到了提高,可溶性固形物含量增加了 6.7%~20.0% , 維生素 C 含量增加了 42.6%~51.1% , 總糖含量增加了 9.7%~14.9% ,而總酸含量則減少 16.5%~35.4% 。 梨園種植白三葉和黑麥草試驗結果表明, 果實可溶性固形物含量比對照提高了 3.7 個百分點, 單果重提高了 46.1 g ,產量提高了 5 535 kg/hm 2 。 在蘋果園生草栽培的第三年,測得單果重及產量均高於對照,不同草種覆蓋區果實可溶性固形物含量比對照均有不同程度的提高,而且糖酸比生草覆蓋區比對照明顯提高 。在柑橘園的生草栽培試驗中, 生草栽培顯著增加了單果質量、果形指數和可食率,但對紅肉臍橙可溶性固形物、可滴定酸和維生素 C 含量等內在品質無顯著影響 。
5 結語
果園生草作為一種優良的土壤管理技術, 能夠改善果園土壤理化性質, 增加土壤有機質和養分含量,對改善果園生態環境、提高果實產量和品質有顯著效果,符合生態農業和可持續發展戰略。 因此,針對中國果園普遍立地條件差、 土壤有機質含量低等情況,應採取科學的果園生草方法,選擇適應當地氣候條件及土壤條件的草種, 加強生草條件下果園管理,使生草栽培的優勢得到充分發揮。