鄒亞麗，呼麗萍，施海燕

(甘肅省大櫻桃工程技術(shù)研究中心 天水師范學(xué)院生化學(xué)院,甘肅 天水741001)

天水位于甘肅省東南部，地處陜、甘、川3省交界處，屬北溫帶半濕潤(rùn)內(nèi)陸氣候區(qū)，是果樹(shù)的主要種植區(qū)。近年來(lái)由于干旱少雨，加之地表裸露等原因，該區(qū)果園已出現(xiàn)了土壤干燥化，深層土壤的水調(diào)節(jié)作用幾乎喪失等現(xiàn)象，果實(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)都受到了很大的影響。因此，水分已成為限制該區(qū)果園健康發(fā)展的重要因素，需要采取措施提高水資源利用率[1-6]。

目前，關(guān)于果園節(jié)水保墑技術(shù)的研究主要集中在果園生草[4-7]、覆草[8-9]兩個(gè)方面。果園生草栽培是在果樹(shù)行間或全園種植草本植物[10]，這種生態(tài)果園培育模式現(xiàn)已成為世界上許多國(guó)家和地區(qū)廣泛采用的有效管理模式，在歐美和日本，果園的土壤耕作管理就以生草為主[11]。在我國(guó)，種植和利用綠肥也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)之一，種植豆科植物[如三葉草(Trifoliumspp.)]可以提高土壤肥力，改善土壤群落和植物生境[12]，但目前我國(guó)清耕果園面積仍占有較大比例，果園生草、覆草依然處于試驗(yàn)和小面積應(yīng)用階段[13]。眾多對(duì)果園覆草模式研究的結(jié)果較為一致，認(rèn)為覆草不僅可以調(diào)節(jié)果園生態(tài)環(huán)境，提高果品產(chǎn)量和品質(zhì)，還可提高水分利用率、改善土壤結(jié)構(gòu)、增加和均衡土壤養(yǎng)分的供應(yīng)[14-15]，但對(duì)果園生草方面的研究尚有爭(zhēng)議。劉蝴蝶等[14]對(duì)山西省果園的研究結(jié)果表明，果園生草覆蓋區(qū)土壤養(yǎng)分顯著提高；但趙政陽(yáng)和李會(huì)科[4]以黃土高原渭北地區(qū)旱作生草蘋(píng)果(Malusdomestica)園為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)在0～40 cm土層，三葉草(4年齡)與果樹(shù)存在水分競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，不但消耗每年的降水入滲量，而且還不斷消耗深層土壤的有效儲(chǔ)水，造成深層土壤水分虧缺。此外，生草種類不同，對(duì)土壤貯水量的影響也存在差異，其影響主要發(fā)生在春季與秋季，在降水量多的年份影響較小，降水量少的年份影響較大。

天水處于西北黃土高原區(qū)，該區(qū)水土流失嚴(yán)重，同時(shí)受到水氮條件的限制，果園生草模式對(duì)該地區(qū)果園生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控作用的研究較少。本試驗(yàn)研究了生草栽培模式對(duì)櫻桃(Cerasuspseudocerasus)園土壤水分和理化性質(zhì)的影響，以期為當(dāng)?shù)刂贫ㄏ鄳?yīng)的生草栽培管理技術(shù)措施提供科學(xué)依據(jù)，從而提高果園的產(chǎn)量和品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況 試驗(yàn)在天水市麥積區(qū)花牛鎮(zhèn)二十里鋪花牛蘋(píng)果基地進(jìn)行。地理位置105°25′ E，34°06′ N，海拔1 500 m，該地區(qū)地貌類型為黃土高原南部高塬溝壑地貌，屬大陸半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫11.7 ℃，全年無(wú)霜期170 d，多年平均降水量531 mm，年均日照時(shí)數(shù)2 090 h，土壤為黃綿土。

1.2研究方法

1.2.1處理及樣品采集 試驗(yàn)果園面積4 hm2，2006年建園，櫻桃主栽品種為紅燈、早大果、艷陽(yáng)，樹(shù)齡均為4年，株行距2.5 m×4 m。在櫻桃園共設(shè)3個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，(1)生草：于2007年秋，撒播白三葉(T.repens)草籽，7.5 kg·hm-2；(2)間種蘋(píng)果(Malusdomestica)苗：與櫻桃苗以2.5 m×4 m的株行距栽種；(3)清耕：地表裸露。2010年8月25日于距樹(shù)干50 cm處，分別對(duì)各處理的土壤不同土層(0～20、20～40、40～60 cm)進(jìn)行多點(diǎn)取樣，按不同層次分別混勻。新鮮土樣進(jìn)行土壤含水量的測(cè)定，其它項(xiàng)目待土樣風(fēng)干、粉碎、研磨、過(guò)100目的尼龍網(wǎng)篩后測(cè)定。

1.2.2分析方法 土壤含水量采用烘干法測(cè)定；土壤pH值采用pH計(jì)測(cè)定；土壤銨態(tài)氮含量采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定；土壤硝態(tài)氮含量采用紫外分光光度法測(cè)定[16]；土壤速效磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定[17]；土壤速效鉀含量采用四苯硼鈉比濁法測(cè)定[18]；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀的硫酸溶液氧化法測(cè)定[19]。

1.2.3數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)不同處理之間的土壤pH值、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與討論

2.1不同管理模式對(duì)櫻桃園土壤水分的影響 生草栽培是果樹(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍推行的土壤管理措施之一，與自然模式相比，果園生草具有改善土壤質(zhì)地，增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善果園小氣候等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)生草也造成水分競(jìng)爭(zhēng)。關(guān)于果園生草對(duì)土壤含水量的影響，不同水果產(chǎn)地種植不同類型草種研究結(jié)果均不同。蘭彥平等[20-21]研究指出，石灰?guī)r旱地果園種草可提高土壤含水量，但也發(fā)現(xiàn)牧草與果樹(shù)存在嚴(yán)重的爭(zhēng)奪水分現(xiàn)象。李國(guó)懷和伊華林[22]研究表明，柑橘(Citrusreticulata)果園生草栽培后旱季或無(wú)灌溉條件下可能加劇土壤干旱。本研究表明，生三葉草和間種蘋(píng)果苗顯著降低了0～20 cm土層土壤含水量，較清耕分別降低了8.83%和10.32%。生三葉草3年后，20～40 cm土層土壤的含水量降幅為25.27%(圖1)。果園生草雖然可降低土壤容重，提高總孔隙度[5]，但由于白三葉草為多年生草本植物，其根系為直根系，根部的再生能力很強(qiáng)，于夏秋季開(kāi)花，夏季高溫蒸發(fā)可使表層土壤水分含量降低，白三葉能通過(guò)根系增生，提高根冠比來(lái)增強(qiáng)對(duì)干旱的抵御能力，其深層根系的活力也隨干旱程度的加深而升高[23]，因而導(dǎo)致20～40 cm土層果樹(shù)與白三葉水分競(jìng)爭(zhēng)矛盾增強(qiáng)。此外，研究表明，白三葉種植后第2年、第3年為旺盛生長(zhǎng)期[24]，因此果園生草3年后，白三葉根系可能到達(dá)心土層(0～40 cm)，而果樹(shù)根系也主要分布在心土層，故出現(xiàn)了爭(zhēng)水的矛盾。生草3年內(nèi)與間種蘋(píng)果苗均對(duì)深層土壤(40～60 cm)含水量無(wú)顯著影響(圖1)，也表明生白三葉草3年后，果樹(shù)與三葉草的爭(zhēng)水層只達(dá)到40 cm。因此，在天水地區(qū)櫻桃園的管理中建議生草時(shí)間最長(zhǎng)為3年。

圖1 不同管理措施對(duì)土壤含水量的影響Fig.1 Effects of different management methods on soil noistrue

2.2不同管理模式對(duì)土壤養(yǎng)分的影響 天水地區(qū)土壤類型為黃綿土，水土流失嚴(yán)重，一味地采用自然模式會(huì)對(duì)果樹(shù)的產(chǎn)量以及品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。本研究表明，生三葉草、間種蘋(píng)果苗均對(duì)土壤的pH值無(wú)顯著影響，但生三葉草顯著增加了0～20 cm及20～40 cm土層土壤硝態(tài)氮及氨態(tài)氮的含量，其中0～20 cm土層中硝態(tài)氮及氨態(tài)氮的含量分別較清耕提高了127.5%和92.7%，而20～40 cm層土壤硝態(tài)氮及氨態(tài)氮的含量分別較清耕提高了89.9%和123.51%，但表層土壤硝態(tài)氮及銨態(tài)氮的含量明顯高于20～40 cm土層,而間種蘋(píng)果苗只顯著增加了20～40 cm土層土壤硝態(tài)氮及氨態(tài)氮的含量(P<0.05)。生三葉草與間種蘋(píng)果苗均顯著增加了0～40 cm土層土壤速效磷的含量。對(duì)速效鉀而言，兩種管理措施均提高了表層(0～20 cm)土壤速效鉀含量(表1)。這是因?yàn)楣麍@生三葉草后，能改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤環(huán)境[14]，為微生物創(chuàng)造良好的生存和繁殖環(huán)境，微生物的大量繁殖，可以分泌更多有關(guān)土壤養(yǎng)分代謝的酶，進(jìn)一步促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化[25-26]。此外三葉草為豆科植物，能有效固定大氣中的N2，增加土壤中氮素的積累，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。

表1 不同管理模式對(duì)果園土壤養(yǎng)分的影響Table 1 Effects of different management patterns on soil nutrients

土壤有機(jī)質(zhì)含量通常被作為衡量土壤肥力水平高低的一個(gè)重要指標(biāo)。它不僅是土壤各種養(yǎng)分(特別是氮、磷)的重要來(lái)源,并對(duì)土壤理化性質(zhì)如(結(jié)構(gòu)性、保肥性和緩沖性等)有著積極的影響。生三葉草顯著增加了表層土壤有機(jī)質(zhì)含量，與清耕相比，約增加了52.38%,但對(duì)20～60 cm層土壤有機(jī)質(zhì)含量無(wú)顯著影響(表2)。間種蘋(píng)果苗對(duì)各土層中土壤有機(jī)質(zhì)含量均無(wú)顯著影響。這可能與生三葉草后地表枯落物及地下根系增加有關(guān)，與三葉草相比,蘋(píng)果苗的地上、地下部分纖維素含量較高，其降解速率較低，因而對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)也低。范偉國(guó)等[26]的研究表明，果樹(shù)生長(zhǎng)受表層土壤理化性質(zhì)的影響最大，其次為中、下層土壤。本研究也表明，生三葉草與間種蘋(píng)果苗顯著增加了表層土壤的養(yǎng)分含量，因此生三葉草與間種蘋(píng)果苗均有利于果樹(shù)生長(zhǎng)。生三葉草對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的含量及速效氮的影響顯著優(yōu)于間種蘋(píng)果苗模式，總體來(lái)看在櫻桃園的管理模式中，生三葉草模式較間種蘋(píng)果苗更優(yōu)。

3 結(jié)論

1) 櫻桃園生三葉草3年后，0～20 cm土層土壤硝態(tài)氮及氨態(tài)氮的含量分別提高了72.6%和92.7%，有機(jī)質(zhì)增加了52.38%，但對(duì)40～60 cm土層土壤養(yǎng)分無(wú)影響。

2) 櫻桃園間種蘋(píng)果苗僅增加了速效養(yǎng)分的含量，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)無(wú)顯著影響。

3)生三葉草3年后，20～40 cm土層土壤的含水量降幅達(dá)到25.27%，是表層土壤含水量降幅的2.86倍，表明20～40 cm土層是白三葉草與果樹(shù)的主要爭(zhēng)水層。

因此，在天水地區(qū)櫻桃園的管理中建議生草時(shí)間最長(zhǎng)為3年，生三葉草3年后及時(shí)清耕覆蓋，以控制蒸騰耗水并覆蓋保墑。

[1] 高茂盛,溫曉霞,黃靈丹,等.耕作和秸稈覆蓋對(duì)蘋(píng)果園土壤水分及養(yǎng)分的影響[J].自然資源學(xué)報(bào),2010,25(4):548-555.

[2] 黃明斌,楊新民,李玉山.黃土區(qū)渭北旱原蘋(píng)果基地對(duì)區(qū)域水循環(huán)的影響[J].地理學(xué)報(bào)2001,5(1):7-13.

[3] 馬孝義,王文娥,康紹忠,等.陜北、渭北蘋(píng)果降水產(chǎn)量關(guān)系與補(bǔ)灌時(shí)期初步研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2002,23(1):25-46.

[4] 趙政陽(yáng),李會(huì)科.黃土高原旱地蘋(píng)果園生草對(duì)土壤水分的影響[J].園藝學(xué)報(bào),2006,33(3)：481-484.

[5] 李會(huì)科,張廣軍,趙政陽(yáng)，等.渭北黃土高原旱地果園生草對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(7):2070-2076.

[6] 許彥平,姚曉紅,朱德強(qiáng).20世紀(jì)天水干旱氣候演變對(duì)農(nóng)業(yè)影響及對(duì)策分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2002,20(1):120-124.

[7] 姚青,朱紅惠,陳杰忠.果園柱花草刈割處理對(duì)其與柑橘養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)的影響[J].園藝學(xué)報(bào),2004,31(1):11-15.

[8] 劉建新.覆草對(duì)果園土壤肥力及蘋(píng)果產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2004,22(1):102-105.

[9] 劉建新,王鑫,楊建霞.覆草對(duì)果園土壤腐殖質(zhì)組成和生物學(xué)特性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2005,19(4):93-95.

[10] 王齊瑞,譚曉風(fēng).果園生草栽培生理、生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J].中南林學(xué)院學(xué)報(bào),2005,25(4):121-126.

[11] 惠竹梅,李華,劉延琳,等.果園生草對(duì)土壤性狀的作用研究進(jìn)展[J].土壤肥料科學(xué),2005,21(5):284-287.

[12] 張銀燕,高麗紅,周文萍,等.間作三葉草對(duì)大田甜玉米產(chǎn)量品質(zhì)及土壤礦質(zhì)氮的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2010,25(增刊):236-238.

[13] 惠竹梅,張振文,李華.葡萄園生草制的研究進(jìn)展[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2003(1):22-25.

[14] 劉蝴蝶,郝淑英,曹琴等.生草覆蓋對(duì)果園土壤養(yǎng)分、果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].土壤通報(bào),2003,34(3):184-186.

[15] 牛新勝,馬永良,牛靈安,等.玉米秸稈覆蓋冬小麥免耕播種對(duì)土壤理化性狀的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2007,22 (增刊):158-163.

[16] 南京農(nóng)業(yè)大學(xué).土壤農(nóng)化分析[M](第二版).北京:農(nóng)業(yè)出版社,1986:40-64.

[17] 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1978:105-108.

[18] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M](第三版).北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000:49-61.

[19] 楊樹(shù)筠.用重鉻酸鉀氧化法簡(jiǎn)便快速測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè),1997(4):23-23．

[20] 蘭彥平,曹慧,解自典,等.無(wú)芒雀麥對(duì)石灰?guī)r旱地果園的保水效應(yīng)研究[J].落葉果樹(shù),2000(6):15-16.

[21] 蘭彥平,?？×?石灰?guī)r山區(qū)果園生草對(duì)果樹(shù)根系生態(tài)系統(tǒng)的研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,20(3):259-261.

[22] 李國(guó)懷,伊華林.生草栽培對(duì)柑橘園土壤水分與有效養(yǎng)分及果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2005,13(2):161-163.

[23] 何靜,毛中麗,曾華.不同栽培年限白三葉產(chǎn)草量的研究[J].草業(yè)與畜牧,2007(12):13-14.

[24] 韓建秋,王秀峰,張志國(guó).表土干旱對(duì)白三葉根系分布和根活力的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2007,23(3).458-461.

[25] 高美英,劉和,冀常軍,等.覆蓋對(duì)果園土壤氨化細(xì)菌數(shù)量年變化的影響[J].土壤通報(bào),2002,31(6):273-274.

[26] 范偉國(guó),賈霞,楊超.土壤理化性質(zhì)與果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系[J].河北果樹(shù),2003(1):9-10.