張德等

摘 要 試驗(yàn)設(shè)計(jì)3個處理，第一個處理是在芒果（Mangifera indica Lour.）行間種植熱研5號柱花草（Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.5），觀測芒果單作樣地與芒果-柱花草間種樣地土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳含量；第二個處理是在芒果-柱花草間種樣地，在芒果樹冠滴水線內(nèi)翻壓熱研5號柱花草，觀測芒果樹下翻壓與未翻壓柱花草土壤營養(yǎng)成分、芒果生長量和產(chǎn)量及柱花草的鮮草產(chǎn)量，其主要目的是探討果園間種柱花草的技術(shù)以及對土壤肥力與果樹產(chǎn)量的影響；第三個處理是在芒果-柱花草間種樣地，在芒果樹冠滴水線內(nèi)翻壓農(nóng)家肥，觀測芒果樹下翻壓與未翻壓農(nóng)家肥芒果生長量和產(chǎn)量。試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）芒果行間種植柱花草，間種樣地土壤肥力得到改善，土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳增幅均高于芒果單作樣地；（2）芒果樹下翻壓柱花草后土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳、芒果株高、冠幅、地徑和產(chǎn)量均高于未翻壓芒果株；（3）芒果樹下翻壓柱花草和農(nóng)家肥處理的芒果株高、冠幅、地徑和產(chǎn)量均高于未翻壓芒果株；（4）試驗(yàn)為區(qū)域林果園間種牧草提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 干熱河谷 ；芒果 ；間作 ；翻壓 ；熱研5號柱花草

分類號 S667.7 ；S541.9

Abstract Three treatments were disposed to evaluate the fertility effects of turning Stylosanthes guianensis into Mangifera indica Linn field soil. The first was， Planted S. guianensis cv. Reyan No.5 M. indica inter-row with M. indica Linn and the soil total nitrogen， soil organic matter and organic carbon were observed and compared between M. indica monoculture and M. indica + S. guianensis intercropping communities； The second was， turned S. guianensis individuals over into M. indica root-arounding soil and then The soil nutrients， growth and fresh yield of M. indica and yield of S. guianensis were observed and compared between plant cover and not S. guianensis in M. indica of M. indica + S. guianensis intercropping communities； The thirdly was， turned farmyard manure individuals over into M. indica root-arounding soil and then The growth and fresh yield of M. indica were observed and compared between plant cover and not farmyard manure in M. indica of M. indica + S. guianensis intercropping communities. The results showed that： ① The soil fertility were improve by S. guianensis in M. indica inter-row planting. The amplification factor of soil total nitrogen， soil organic matter and organic carbon in intercropping communities were high than in monoculture soils. Its main purpose is explore effect for technology and the soil fertility and fruit yield to plant S. guianensis in orchard； ② The soil fertility were increased by turned S. guianensis in M. indica field. The nutrition elements of soil in intercropping communities， including total nitrogen， soil organic matter and organic carbon， were higher than unturned ones. Also， the height， canopy， basic stem diameter of M. indica were higher increased by S. guianensis turn-covered ploughing； ③ The height， canopy， basic stem diameter of M. indica were higher increased by farm manure turn-covered ploughing； ④ The experiment provide technical support and theoretical basis for regional interplanting forage grass in forest and orchard.

Keywords dry-hot valleys ； M. indica Lour. ； interplanting ； ploughing ； S. guianensis cv. Reyan No.5

元謀干熱河谷[1]高溫干旱，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境退化造成了本區(qū)大量的表土被沖蝕，土層變薄，土壤肥力低[2-3]，生態(tài)環(huán)境脆弱，不合理的開發(fā)利用使本區(qū)成為土壤退化嚴(yán)重的地區(qū)之一。據(jù)統(tǒng)據(jù)，至2004年，元謀縣有林地面積21 610.4 hm2，森林覆蓋率38.3%。水土資源成為制約本區(qū)發(fā)展的瓶頸，元謀干熱河谷地區(qū)優(yōu)質(zhì)土地少，耕地面積13 317 hm2，占國土面積的7.39%。因此，發(fā)展熱帶果業(yè)和節(jié)糧型畜牧業(yè)是本區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要內(nèi)容和農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收入的重要來源之一。果園種草技術(shù)是國外發(fā)達(dá)國家開發(fā)成功，現(xiàn)已普遍采用的一項(xiàng)現(xiàn)代化和標(biāo)準(zhǔn)化的果園管理技術(shù)，也是果園科學(xué)管理的一項(xiàng)基本內(nèi)容，符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)農(nóng)業(yè)的要求，果園種植牧草的模式在我國的福建、廣西、云南等地被廣泛采用。在芒果（M. indica Linn）園種植豆科牧草柱花草（S. guianensis），柱花草的生物固氮及草被覆蓋地表，不僅可以改善果園的小氣候，保持水土，改良土壤，促進(jìn)生物多樣性[4]。還可以促進(jìn)果樹的生長，提高果樹的產(chǎn)量及自身的經(jīng)濟(jì)效益，所種的草可飼養(yǎng)家禽、家畜等，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)和畜牧業(yè)。果園種草可以促進(jìn)果農(nóng)收入的提高，促進(jìn)果業(yè)的市場化水平，帶來潛在的社會效益[5]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)域?yàn)樵\干熱河谷金雷小流域羊開窩基地（E101°49′54″～N25°51′09″，海拔高度為1 016 m）。試驗(yàn)區(qū)月平均氣溫23.5℃，極端最高氣溫35.9℃，極端最低氣溫6.6℃，平均地表溫度27.6℃，最高地表溫度63.3℃，最低地表溫度4.9℃，日照時(shí)數(shù)3 469.2 h，月均相對濕度53.9%，降雨量897.0 mm，蒸發(fā)量2319.9 mm，是降雨量的2.59倍[6]。種植熱研5號柱花草前試驗(yàn)地0～30 cm 土層有機(jī)質(zhì)含量為1.495%，土層全氮含量為0.020%，有機(jī)碳含量為0.087%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所羊開窩基地人工生態(tài)恢復(fù)喬草復(fù)合模式示范區(qū)芒果園間。芒果品種為‘三年芒，采用育苗移植的方法，于2008年7月定植，株行距4 m×5 m，每公頃種植500株，定植穴規(guī)格0.8×0.8×0.8 m，穴內(nèi)施有機(jī)肥100～150 kg為底肥，定植后采用常規(guī)方法管理[7]。豆科牧草為熱研5號柱花草（S.guianensis cv.Reyan No.5），播種前采用80℃熱水浸3～5 min晾干[8-9]，播種育苗，于2011年8月底栽植于芒果行帶間，株行距50 cm×100 cm，2株/塘。定點(diǎn)種植3個小區(qū)作為種植柱花草后土壤養(yǎng)分的測定，并設(shè)置芒果單作區(qū)為對照。為了分析翻壓柱花草對芒果樹滴水線內(nèi)土壤及芒果樹生長量和產(chǎn)量的影響，2011年12月在芒果-柱花草間種區(qū)選擇3株芒果樹，在芒果樹冠滴水線下相對兩邊分別挖長×寬×深=40×40×30 cm塘穴2個，并取土壤樣品待分析土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳，刈割柱花草鮮草4 kg，剪成10 cm長后平均翻壓于挖好的2個塘穴中，于2012年7月取塘穴0～30 cm腐熟的柱花草和土壤混合樣分析土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳。同時(shí)設(shè)計(jì)翻壓農(nóng)家肥，分析翻壓農(nóng)家肥對芒果植株生長量和產(chǎn)量的影響。

1.3 觀測內(nèi)容及方法

1.3.1 土壤營養(yǎng)成份測定

芒果行間種植柱花草前，2011年8月S型采集土壤樣品測定土壤營養(yǎng)成分作為樣地本底數(shù)據(jù)。種植柱花草17個月后（即2013年1月），在芒果-柱花草間作區(qū)和芒果單作區(qū)行間挖剖面取樣測定土壤營養(yǎng)成分。采樣土層深0～30 cm，3 次重復(fù)，土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)測定由昆明誠爾信農(nóng)業(yè)分析測試技術(shù)有限公司協(xié)助測試。

2011年12月（旱季），在芒果柱花草間種區(qū)選擇3株芒果樹，在芒果樹冠滴水線下相對兩邊分別挖長×寬×深=40×40×30 cm塘穴2個，將柱花草剪成10 cm長后平均翻壓于挖好的2個塘穴中，于2012年7月（翻壓8個月）取塘穴10～30 cm腐熟的柱花草和土壤混合樣待分析，3 次重復(fù)。

1.3.2 柱花草生物量測定

分別于2011年12月、2012年8月和10月、2013年8月和10月重量法測定柱花草產(chǎn)量。測產(chǎn)時(shí)從各定點(diǎn)小區(qū)留茬20～30 cm刈割測定鮮草重，再取樣400 g鮮草風(fēng)干后稱重，計(jì)算出每公頃柱花草干草重，3次重復(fù)[10]。

1.3.3 芒果生長量和產(chǎn)量測定

翻壓柱花草和農(nóng)家肥前（2011年8月）測定待翻壓與未翻壓株芒果生長量，翻壓柱花草和農(nóng)家肥2年后（2013年8月）測定翻壓與未翻壓柱花草和農(nóng)家肥芒果株的生長量及產(chǎn)量。

1.3.4 種植和翻壓柱花草，提高土地單位面積生產(chǎn)力

每公頃芒果單作區(qū)經(jīng)濟(jì)效益（元）=每公頃芒果產(chǎn)量（kg）×6.00（元/kg），每公頃間作區(qū)經(jīng)濟(jì)效益（元）=每公頃芒果產(chǎn)量（kg）×6.00（元/kg）+每公頃柱花草干草產(chǎn)量（kg）×2.00（元/kg）。

1.4 數(shù)據(jù)來源和處理

手持GPS測定儀測定試驗(yàn)地海拔、北緯和東徑，采用Microsoft Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，土壤養(yǎng)分測定數(shù)據(jù)測定由昆明誠爾信農(nóng)業(yè)分析測試技術(shù)有限公司提供，試驗(yàn)期氣象要素由元謀縣氣象局提供。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培模式對土壤養(yǎng)分的影響

綠肥的幼嫩莖葉，含有豐富的養(yǎng)分，在土壤中腐解，能大量地增加土壤中的有機(jī)質(zhì)、氮和磷等。從表1土壤營養(yǎng)成分分析，芒果園種植柱花草前土壤肥力低，間種柱花草后初步改善了這一現(xiàn)狀，這在土壤的有機(jī)質(zhì)、土壤全氮量和有機(jī)碳含量得到體現(xiàn)。研究結(jié)果表明，芒果園行間種植柱花草后，由于柱花草生物固氮、枯枝落葉腐爛及作物死根系的化學(xué)和物理作用，土壤的有機(jī)質(zhì)、土壤全氮量和有機(jī)碳含量有增加趨勢，分別增幅35.653%和0.580%。未種植柱花草樣地（CK）行間變化較?。涣硗?，由于雜草生長消耗及吸收部分土壤養(yǎng)分，土壤全氮量有減少趣勢，見表1。說明在芒果行間種植豆科牧草柱花草，可以使土壤氮元素和有機(jī)質(zhì)有一定程度的提高，有利于土壤環(huán)境改善。

2.2 不同處理對土壤養(yǎng)分的影響

從表1看出，芒果行間間種柱花草17個月后，芒果園間土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳得以提高，但增加幅度小。柱花草作為一種多年生豆科綠肥，即可種植改善土壤微環(huán)境，也可直接將柱花草刈割翻壓改良土壤和飼喂牲畜。綠肥施入土壤后，增加了新鮮有機(jī)能源物質(zhì)，使微生物迅速繁殖，活動增強(qiáng)，促進(jìn)腐殖質(zhì)的形成，養(yǎng)分的有效化，加速土壤熟化。翻埋綠肥可提高土壤中有效態(tài)氮和易分解的有機(jī)質(zhì)量。從表2看出，芒果樹下翻壓柱花草8個月后，土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、有效碳增幅顯著高于未翻壓樣地和芒果行間種植柱花草樣地。

2.3 不同處理對芒果單株生長量和產(chǎn)量的影響

芒果主根粗大，入土較深，側(cè)根數(shù)量少，且生長緩慢。芒果幼樹經(jīng)翻壓柱花草和農(nóng)家肥后，土壤養(yǎng)分可逐漸滲透到土壤深層，芒果的側(cè)根可有效吸收由于翻壓柱花草和農(nóng)家肥提高的土壤養(yǎng)分，促進(jìn)芒果樹生長，提高芒果樹的生長量及單株產(chǎn)量，芒果的生長和結(jié)果性狀得到改善。從表3可看出，芒果樹翻壓柱花草和農(nóng)家肥后，翻壓柱花草和農(nóng)家肥的芒果生長量和產(chǎn)量高于未翻壓的芒果單株，翻壓柱花草后芒果樹的株高、冠幅、地徑及產(chǎn)量分別高于未翻壓的芒果單株幅度是46.238%、15.329%、1.333 %和17.200%，翻壓農(nóng)家肥后芒果樹的株高、冠幅、地徑及產(chǎn)量分別高于未翻壓的芒果單株幅度是64.365%、16.909%、27.396 %和17.922%。

2.4 不同種植和處理對芒果園生產(chǎn)力的影響

芒果園行間種植柱花草，一方面可有效提高果園的土壤養(yǎng)分，另一方面種植的柱花草可以喂牲畜，發(fā)展畜牧業(yè)。芒果樹下翻壓柱花草土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳及全氮得到提高，促進(jìn)芒果樹生長，提高單位面積生產(chǎn)力，芒果的生長和結(jié)果性狀得到改善（表3、4）。從表4可看出，芒果行間種植和翻壓柱花草和農(nóng)家肥后，翻壓柱花草的芒果經(jīng)濟(jì)效益高于未翻壓芒果株和芒果單作區(qū)。

3 結(jié)論和討論

（1）本試驗(yàn)表明，在芒果園行間種植豆科牧草或翻扣于土壤中是持續(xù)和效益農(nóng)業(yè)的最佳選擇。芒果園種植柱花草后，柱花草枯枝落葉的分解及發(fā)達(dá)的根系和密布其上的根瘤，可提高土壤肥力及通透性，改良果園微生境，與魯會玲、易顯鳳的研究一致[11-12]。從本文研究結(jié)果可以看出，種植柱花草年限短對土壤改良效應(yīng)緩慢。本文增加翻壓柱花草改良土壤效應(yīng)的試驗(yàn)表明，翻壓柱花草改良土壤效應(yīng)顯著高于芒果單種、芒果柱花草間種及未翻壓柱花草的芒果株。

（2）利用果園空地種植適宜區(qū)域種植的豆科牧草，是目前幼齡果園增收的方法之一。果園種草即能提高土地利用效率，為果農(nóng)帶來經(jīng)濟(jì)收益， 也可以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展，為農(nóng)村的發(fā)展帶來新的模式。更為重要的是解決果農(nóng)的就業(yè)不足（或勞動時(shí)間不足）的問題，減少林果業(yè)勞動力向城市的轉(zhuǎn)移，緩解社會發(fā)展的壓力。又使無公害綠色果品、家禽、家畜的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會發(fā)展的良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)林牧副的可持續(xù)發(fā)展。從另一方面看，減少了芒果單作或柱花草單作受到的自然災(zāi)害（如：霜凍、干旱等），也減少了雨季雜草生長季除雜的勞力等。多年研究表明，適應(yīng)干熱河谷種植的牧草和評價(jià)的指標(biāo)較多。由于試驗(yàn)條件受限，在本次試驗(yàn)中，僅開展種植果園行間種植柱花草對土壤肥力中全氮、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳的影響，沒有深入開展芒果-柱花草間種系統(tǒng)調(diào)節(jié)果園小氣候、光合作用、對果實(shí)品質(zhì)的影響及種草有利保護(hù)害蟲天敵減輕病蟲危害[13-16]的研究。在今后的研究工作中，干熱河谷果園行間種植牧草的生態(tài)效應(yīng)、園間地表牧草的養(yǎng)殖和畜牧效益及對果實(shí)品質(zhì)的影響研究有待加強(qiáng)。

（3）與單種芒果相比，芒果園行間種植柱花草后土壤的全氮量、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳含量均有提高。芒果樹下翻壓柱花草后，芒果樹下土壤的全氮量、有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳均高于未翻壓柱花草芒果株；芒果樹下翻壓柱花草和農(nóng)家肥后，芒果樹的生長量及產(chǎn)量也同樣高于未翻壓芒果株。進(jìn)一步表明，柱花草作為綠肥種植在林（果）行間，綜合利用多，綠肥一方面改良土壤；另一方面可作飼料喂牲畜，發(fā)展畜牧業(yè)，而畜糞可肥林果園，互相促進(jìn)；作沼氣原料，解決部分能源，沼氣池肥也是很好的有機(jī)肥和液體肥；再者，也可以節(jié)約農(nóng)家肥的施用。所以，在干熱河谷特殊區(qū)域及極端環(huán)境中，林（果）草復(fù)合高效栽培模式具有較好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，能夠促進(jìn)區(qū)域農(nóng)業(yè)的全面發(fā)展。從研究結(jié)果可以看出，種植和翻壓柱花草對具有改良土壤效應(yīng)，在今后的研究中應(yīng)增加翻壓化學(xué)肥料對土壤肥力及單位面積土地生產(chǎn)力的影響，以及翻壓柱花草可以取代和節(jié)約農(nóng)家肥和化肥的種類與數(shù)量。

（4）選擇豆科牧草作為綠肥應(yīng)注意它的特性。首先要注意作物的生長期、植物學(xué)特征和抗逆能力，以及對土壤條件的要求，在干熱河谷應(yīng)選擇葉量大、抗旱耐熱品種。另外，果園種植柱花草綜合效應(yīng)與立地條件、種植年氣象要素、作物品種的個體差異和種植年限、田間管理水平等有關(guān)，如干旱年作物生長慢、果園蔭蔽度太大影響行間種植作物生長等。同一屬不同種莖葉比也可能影響翻壓后腐爛程度，翻壓時(shí)間長短及翻壓季節(jié)也直接影響作物對土壤改良效應(yīng)。

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