杜志敏， 郭雪白， 王繼雯， 岳丹丹， 鞏 濤， 楊文玲， 甄 靜

(1.河南省科學(xué)院生物研究所，河南鄭州 450008；2.河南省微生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450008；3.鄭州工商學(xué)院，河南鄭州 451400)

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果園生草的生態(tài)效應(yīng)·經(jīng)濟(jì)效應(yīng)·栽培技術(shù)

杜志敏1,2， 郭雪白3， 王繼雯1,2， 岳丹丹1,2， 鞏 濤1,2， 楊文玲1,2， 甄 靜1,2

(1.河南省科學(xué)院生物研究所，河南鄭州 450008；2.河南省微生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450008；3.鄭州工商學(xué)院，河南鄭州 451400)

果園生草栽培是果樹生態(tài)培育的一種可持續(xù)發(fā)展模式。重點(diǎn)介紹了果園生草栽培的生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，探討了生草栽培在實(shí)際推廣應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)。針對(duì)我國(guó)果園生草現(xiàn)狀，提出需要因地制宜選擇草種及生草方式，加強(qiáng)水肥管理，加深土壤微生物及土壤酶活性方面研究，倡導(dǎo)精耕細(xì)作，推進(jìn)“果-草-牧”等良性復(fù)合體系的構(gòu)建，為我國(guó)大面積推廣應(yīng)用果園生草栽培方式提供理論依據(jù)。

果園生草；生態(tài)效應(yīng)；經(jīng)濟(jì)效應(yīng)；技術(shù)要點(diǎn)

果園生草法是指人工全園種草或行間、株間種草，草種一般選取多年生優(yōu)質(zhì)牧草、豆科植物、禾本科植物，加以管理以達(dá)到草類與果樹協(xié)調(diào)共生的生態(tài)栽培方式[1-2]。烏克蘭南部地區(qū)的部分果園在1939年前就開始采取生草方式，現(xiàn)今果園生草方式在歐美地區(qū)和日本應(yīng)用較為普遍，應(yīng)用面積占果園總面積的55%～70%[3]。1960年之后我國(guó)開始大范圍推廣應(yīng)用果園綠肥，70—80年代各個(gè)地區(qū)均力推果園生草試驗(yàn)和示范[4]，1998年將其列為生態(tài)果園建設(shè)推廣項(xiàng)目，但目前仍處于小面積試驗(yàn)及應(yīng)用階段，實(shí)際應(yīng)用面積不到全部果園面積的10%[5]。果園生草制度有利于改善果園生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)保水保土，有效提高土壤質(zhì)量，增加果園綜合效益[1]，應(yīng)在生產(chǎn)上大力推廣。筆者介紹了果園生草的生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，探討了生草栽培技術(shù)要點(diǎn)，為我國(guó)大面積推廣應(yīng)用果園生草栽培方式提供理論依據(jù)。

1 果園生草的生態(tài)效應(yīng)

1.1 果園生草對(duì)土壤的影響

1.1.1 果園生草對(duì)土壤性狀及水土保持的影響。果園生草可有效改良土壤性狀并保水保土。生草果園中植物殘?bào)w的降解物和根系分泌物是微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)來(lái)源，微生物生長(zhǎng)繁殖有利于土壤團(tuán)粒的形成[6]。而土壤團(tuán)粒具有多孔結(jié)構(gòu)，利于保持土壤肥力[7]。果園生草利于提高直徑>1.0 mm的水穩(wěn)性土壤團(tuán)粒的比例，與未實(shí)施生草的清耕對(duì)照相比，可增加60.4%～72.2%[8]。果園生草在降低土壤容重、減少土壤流失、減少水分徑流、增加土壤孔隙度等方面作用明顯[9-10]。鄧玉林等[11]研究指出，果園生草后表層3 cm土壤的毛管孔隙度、毛管儲(chǔ)水量、飽和含水量分別增加了9.9%、7.2%、10.4%，土層儲(chǔ)水量增加了300 t/hm2。王慶江等[12]指出，梨園生草后0～20 cm深土層的土壤容重顯著降低，表層土壤的固相體積顯著減少。李會(huì)科等[13]研究發(fā)現(xiàn)蘋果園進(jìn)行生草后，表層40 cm的土壤田間持水量上升7.19%，土壤容重下降6.5%。果園生草可有效改善土壤理化性質(zhì)，這主要由于植物殘?bào)w腐爛后利于土壤有機(jī)質(zhì)及土壤通透性的增加，同時(shí)還能降低土壤容重[2]。此外，果園生草可減輕降雨對(duì)土壤的侵蝕，減輕地表徑流和地表蒸發(fā)，有助于改善果園土壤環(huán)境[14]。

1.1.2 果園生草對(duì)土壤養(yǎng)分的影響。 長(zhǎng)期實(shí)施果園生草，利于土壤腐殖層的形成。對(duì)草進(jìn)行割除并原位覆蓋，其殘?bào)w腐爛后有利于提高土壤養(yǎng)分[2]。郝淑英等[8]對(duì)黃土高原地區(qū)的蘋果園實(shí)施生草栽培6年，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加0.19%～0.57%。Haynes等[15]研究發(fā)現(xiàn)，果園生草栽培3年后土壤有機(jī)質(zhì)含量與清耕相比增加2%。蘋果園實(shí)施生草能提高土壤水解N、速效P和速效K含量，但降低了全N、全P和全K含量[16]?；葜衩返萚17]指出，葡萄園行間播種紫花苜蓿、高羊茅和白三葉，能提高土壤N、K含量。渭北地區(qū)蘋果園實(shí)施生草后，0～40 cm深土壤的水解N、速效P、速效K含量提高，并促進(jìn)了蘋果對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收[13]。王義祥等[18]同樣指出果園生草可增加土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分。

1.1.3 果園生草對(duì)土壤pH的影響。 果園實(shí)施生草后土壤化學(xué)成分會(huì)發(fā)生變化，從而改變土壤酸堿度[19]。通常認(rèn)為，生草栽培與無(wú)植被相比具有提高土壤pH的作用[3,20]。陳清西等[21]研究幼齡龍眼園生草栽培發(fā)現(xiàn)，土壤pH提高，這利于改良南方酸性紅壤。李華等[22]發(fā)現(xiàn)葡萄園實(shí)施行間生草可有效提高土壤pH。此外，我國(guó)南北方果園實(shí)施生草后土壤pH呈現(xiàn)不同變化趨勢(shì)，南方酸性土壤生草后主要表現(xiàn)為pH升高[23]，北方則有下降的趨勢(shì)[24]。

1.1.4 果園生草對(duì)土壤微生物的影響。 土壤微生物主導(dǎo)著果園土壤的形成和發(fā)育，是土壤系統(tǒng)中活性最高的成分，在降解植物殘?bào)w，分解土壤有機(jī)質(zhì)和促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化方面作用重大[7,10]。土壤微生物群落組成對(duì)土壤質(zhì)量變化敏感，是極具潛力的生物學(xué)指標(biāo)，可用于評(píng)價(jià)果園土壤質(zhì)量和健康狀況[25]。果園土壤微生物以細(xì)菌為主，放線菌和固氮菌次之，真菌和纖維素降解菌較少[17]。焦蕊等[26]指出，蘋果園實(shí)施生草能顯著增加土壤細(xì)菌數(shù)量和有機(jī)質(zhì)含量。溫曉霞等[27]研究發(fā)現(xiàn)，生草管理顯著提高了土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量。葡萄果園生草可顯著增加土壤微生物群落和數(shù)量[17,28]，土壤中細(xì)菌和放線菌數(shù)量在果樹萌芽期、開花期和果實(shí)成熟期升高[29]?？傊鄬?duì)于未進(jìn)行生草的處理，果園實(shí)施生草后土壤中微生物總量呈上升趨勢(shì)[30]。

1.1.5 果園生草對(duì)土壤酶活性的影響。土壤酶直接參與土壤的發(fā)生發(fā)育過(guò)程，作為土壤中的生物催化劑，土壤酶參與著土壤肥力的形成和演變[30]。土壤酶活性大小能表征生化反應(yīng)的方向和強(qiáng)度，顯著影響土壤有機(jī)質(zhì)分解和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化[31]。林桂志等[32]研究指出，栽培百喜草能顯著增加幼齡荔枝園土壤脲酶、過(guò)氧化物酶、蛋白酶和轉(zhuǎn)化酶活性。與清耕果園相比，梨園實(shí)施生草后土壤過(guò)氧化氫酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性分別提高了21.12%、22.94%和4.70%[33]。

1.2 果園生草對(duì)果園溫度的影響 果園生草能調(diào)節(jié)和改善土壤溫度，調(diào)節(jié)樹冠層空氣溫、濕度[34]。與清耕相比，柑橘園種植百喜草可有效降低地表溫度的日均值和最高值，降低果園樹冠層空氣溫度日均值，但可提高空氣相對(duì)濕度日均值[35]。劉殊等[36]指出果園實(shí)施生草栽培能有效平衡地溫，冠下氣溫、葉溫、地表溫度和根際土溫等在寒冷季節(jié)得到增加，但在炎熱季節(jié)有所降低。李余慶等[24]指出，與清耕對(duì)照相比，生草能降低橘園6—9月地表平均溫度，8月高溫期地表溫度可降低10.4 ℃。

1.3 果園生草對(duì)病蟲害防治的影響 果園生草能改變果園系統(tǒng)內(nèi)的生物群落構(gòu)成，形成比較穩(wěn)定的復(fù)合系統(tǒng)。黃炎和等[37]指出，柑橘-牧草生草模式能增加橘園天敵和其他節(jié)肢動(dòng)物群落數(shù)量、豐富度及多樣性，并有效抑制害蟲發(fā)生。宮永銘等[38]指出，實(shí)施生草能顯著增加蘋果園天敵昆蟲數(shù)量及種類，減少主要病蟲害種類，減輕某些病蟲害或推遲其發(fā)生期，卻能加重蘋果樹粗皮病、金紋細(xì)蛾等少數(shù)病蟲害的發(fā)生。橘園實(shí)施霍香薊生草栽培后，果園內(nèi)紅蜘蛛數(shù)和其卵數(shù)均有所降低，天敵數(shù)量達(dá)到對(duì)照處理的1.3倍[39]。陳川等[40]指出，蘋果園實(shí)施黑麥草生草后，繡線菊蚜和山楂葉螨2種主要害蟲的天敵種類增多，天敵對(duì)其有較強(qiáng)的時(shí)間追隨行為和控制作用，加大了天敵與害蟲空間上相遇的可能性。與清耕相比，蘋果園實(shí)施紫花苜蓿生草后，園內(nèi)節(jié)肢動(dòng)物豐富度、多樣性和均勻度指數(shù)均有所提高，天敵數(shù)量與對(duì)照相比提高了2.0倍[41]。Wyss[42]指出，蘋果園行間生草后，生草帶蚜蟲數(shù)量與未生草和噴灑6～8次殺蟲劑的對(duì)照區(qū)無(wú)差異，但生草帶內(nèi)蚜蟲天敵數(shù)量明顯增加。

2 果園生草的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

2.1 果園生草對(duì)果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 果園全園生草后，草對(duì)水分或N肥的過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)會(huì)影響果樹生長(zhǎng)，導(dǎo)致果樹長(zhǎng)勢(shì)減弱[43]。蘋果園、葡萄園生草，果實(shí)產(chǎn)量會(huì)隨著果樹生長(zhǎng)和葉片N水平下降而下降，短期減產(chǎn)是由于果實(shí)變小和數(shù)量下降引起的，長(zhǎng)期減產(chǎn)是由于樹體小引起的[44]。果園實(shí)施生草栽培后，果樹葉片呈現(xiàn)P、K上升，N降低的趨勢(shì)，果肉營(yíng)養(yǎng)組成與此類似。

果園實(shí)施行間生草、行內(nèi)清耕的生草栽培模式能夠促進(jìn)果樹生長(zhǎng)發(fā)育[45-46]，并控制落花落果，增加果樹坐果率和果實(shí)產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)。鄧豐產(chǎn)等[47]研究指出，蘋果園實(shí)施白三葉生草6年后，果實(shí)增產(chǎn)14.4%、單果重增加10.2%。齊鑫山等[16]在蘋果園間種白三葉3年后，生草果園果品產(chǎn)量相對(duì)于清耕平均增加了7.04%。張谷雄[48]指出蜜柑園實(shí)施生草能防止熱害并克服異常落花落果，從而提高果實(shí)品質(zhì)。高喜榮[49]研究指出，太行山丘陵區(qū)蘋果園實(shí)施紫花苜蓿生草6年后，果園表層土壤有機(jī)質(zhì)及全N含量均增加，果實(shí)各器官N含量與對(duì)照相比均有所提高。

2.2 果園生草促進(jìn)果牧型經(jīng)濟(jì)發(fā)展 實(shí)施果園生草栽培時(shí)，通常選擇高產(chǎn)、高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值且適口性好的牧草品種，刈割后既可覆于樹盤，又可作為豬、牛、鴨、鵝等畜禽的飼料。蘋果園間種白三葉3年后，果品質(zhì)量提高，牧草產(chǎn)量可達(dá)2 130 kg/(hm2·a)，可增加經(jīng)濟(jì)收入5 328 元/(hm2·a)[16]。發(fā)展“果-草-牧”立體生態(tài)農(nóng)業(yè)，建立物質(zhì)循環(huán)與能量代謝的良性模式，在提高果園經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，充分提高果園的土地利用率[14]。李會(huì)科等[50]建議在黃土高原南部蘋果區(qū)開展“果-草-畜-沼-窖”高效循環(huán)模式，在蘋果園生草基礎(chǔ)上，建沼、養(yǎng)畜、修窖，充分提高果園綜合經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。果園幼齡期，果樹矮小、郁閉度較小，建議在果園養(yǎng)殖鵝、鴨，以彌補(bǔ)果樹產(chǎn)業(yè)周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢的不足，使果園光、熱、水和土地資源得到充分利用。

2.3 果園生草降低勞動(dòng)力及資金投入 果園實(shí)施生草栽培能很大程度地減少澆水、施肥、防治病蟲、除草等所需的勞動(dòng)工具及資金投入[51]。果園生草栽培后，每年僅需割草2～3次，不必年年對(duì)土壤耕翻和除草，這一方面節(jié)省了用工及資金投入，另一方面也降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)在果園推行割草機(jī)還能有效提高勞動(dòng)效率。果園生草能促進(jìn)害蟲天敵生長(zhǎng)，可很好抑制果園蟲害。果園生草后七星瓢蟲增多可有效抑制蚜蟲、紅蜘蛛等的生長(zhǎng)與繁殖，達(dá)到生物防治的目的。果園生草控制蟲害的原因主要包括：①增加天敵數(shù)量和多樣性，“天敵假說(shuō)”解釋了這一機(jī)制[52]；②多種作物間作種植可減少害蟲對(duì)單一植物的取食，提高寄主作物的抗蟲性；③當(dāng)寄主作物與非寄主作物共同存在時(shí)，害蟲對(duì)寄主作物的尋找會(huì)受到阻礙，這在一定程度上可控制害蟲發(fā)生；④多種作物間作可以影響果園的小氣候和植被狀況，降低害蟲種群增長(zhǎng)。果園生草增加了生物多樣性，利于維持果園生態(tài)平衡，還能增加害蟲的天敵數(shù)量和種類，在一定程度上減少農(nóng)藥的經(jīng)濟(jì)投入，對(duì)于綠色無(wú)污染果品的生產(chǎn)和推廣有利[14]。

3 果園生草栽培技術(shù)要點(diǎn)

3.1 果園生草草種選擇 果園生草所選取的草種多為禾本科牧草和豆科牧草，前者生長(zhǎng)所需水量較少，常有較強(qiáng)適應(yīng)性，后者多有根瘤菌，具有培肥地力作用[1]。效果較好的草種有三葉草、紫花苜蓿、草木犀、草地早熟禾、苦荬菜、鵝冠草、沙打旺、無(wú)芒雀麥、紫穗槐、小冠花、田菁、百脈根等。在開花時(shí)刈割，并將其覆蓋于地面或進(jìn)行翻壓，在實(shí)施生草栽培2～3年后可有效提高果園土壤有機(jī)質(zhì)含量[14]。果園幼年與成年期對(duì)草種的要求也有所不同，幼年果園對(duì)草的高度沒(méi)有太大要求，可使用產(chǎn)量高的草種，成年果園應(yīng)選擇矮小、耐陰的草種[1]。我國(guó)地域遼闊，果樹分布范圍廣，生態(tài)條件多樣化，各果園應(yīng)因地制宜地選擇適宜的生草草種。

3.2 果園生草方式 果園生草可分為全園生草、行間生草和株間生草3種生草方式[14]。果園幼樹期和結(jié)果期可依據(jù)實(shí)際情況實(shí)施行間及株間生草，而成齡果園可實(shí)施全園生草，實(shí)施全園生草的果園通常需具備灌溉條件，且需土層深厚、土壤肥沃，以免果樹與草爭(zhēng)水爭(zhēng)肥[14]。生草種植時(shí)可直接播種，也可育苗后移栽，或選擇性地拔除高大及串根性的雜草。播種生草通常選擇春季和秋季，前者時(shí)間為3—4月，后者時(shí)間為8—9月。播種之前應(yīng)澆水或選擇雨后播種，按照7.5～15.0 kg/hm2的量進(jìn)行播種。

3.3 果園生草管理 實(shí)行果園生草覆蓋應(yīng)遵循因地制宜的原則，在年降雨量高于400 mm的地區(qū)方可實(shí)施；對(duì)于地塊過(guò)于黏重的區(qū)域不宜覆蓋，以避免因表層過(guò)濕而引起傷根或爛根。生草幼苗期應(yīng)加強(qiáng)管理，良好的管理能最大限度地保證盡快成坪和生草成功，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①及時(shí)拔除或使用除草劑對(duì)雜草進(jìn)行清除；②干旱時(shí)應(yīng)及時(shí)灌水補(bǔ)熵；③適時(shí)采用0.2%～0.3%的尿素進(jìn)行葉面噴施。果園生草成坪后應(yīng)及時(shí)刈割并覆于樹盤或者喂食畜禽。晚秋刈割時(shí)應(yīng)保留一定高度，使草被在冬季覆蓋地面，以便達(dá)到保溫的效果。

果園實(shí)施生草栽培前期，果樹及草都需增加肥料用量，相比于清耕果園，早春時(shí)可增加肥料用量30%，生長(zhǎng)時(shí)期還應(yīng)對(duì)果樹追肥數(shù)次以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。為避免生草老化，在生草5年后，應(yīng)淺根翻壓，休閑1～2年后重新播種。果園實(shí)施生草后應(yīng)對(duì)草刈割和澆水，尤其在果樹的需水臨界期應(yīng)特別注意，此外，為避免漫灌，應(yīng)進(jìn)行滴灌或微噴灌。

4 果園生草存在問(wèn)題及建議

果園生草栽培符合生態(tài)農(nóng)業(yè)理念，利于果園的可持續(xù)發(fā)展。果園生草擁有良好的生態(tài)效應(yīng)，如改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤養(yǎng)分、調(diào)控土壤酸堿度、增加土壤微生物及酶活性、調(diào)控果園溫度、生物防治病蟲害等；還擁有良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，在提高果實(shí)數(shù)量及品質(zhì)的同時(shí)，還能減少勞動(dòng)力和資金的投入。

我國(guó)果樹面積和產(chǎn)量位居世界首位，關(guān)于生草栽培的研究已取得了一定進(jìn)展，但多處于小面積試驗(yàn)及應(yīng)用階段。我國(guó)果園栽培方式與現(xiàn)代化果業(yè)生產(chǎn)仍存在較大差距，實(shí)施生草的果園面積不足10%。針對(duì)我國(guó)果園生草現(xiàn)狀，建議從以下5個(gè)方面對(duì)果園生草加強(qiáng)研究：①因地制宜，選擇適宜的生草品種及方式，以增加土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分及土壤碳匯，改良土壤酸化及鹽漬化，降低土壤含鹽量，改善我國(guó)果園土壤目前面臨的貧瘠化、鹽漬化、酸化問(wèn)題；②強(qiáng)化水肥管理，克服草和果樹爭(zhēng)肥爭(zhēng)水的矛盾，依據(jù)果樹發(fā)育及土壤營(yíng)養(yǎng)實(shí)際狀況，適時(shí)增加水肥，滿足果樹生長(zhǎng)需要；③深化果園生草對(duì)土壤微生物及土壤酶活性的影響研究，在利用平板培養(yǎng)法的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)生草對(duì)土壤微生物功能多樣性、遺傳多樣性等的影響研究，還應(yīng)加強(qiáng)植物群落組成、根系化感作用等對(duì)微生物和酶活性的影響研究；④倡導(dǎo)精耕細(xì)作，并引入物理化學(xué)方法預(yù)防病蟲害；⑤創(chuàng)造條件，充分發(fā)揮“果-草-牧”及“果-草-畜-沼-窖”等良性復(fù)合體系的優(yōu)勢(shì)，使果園綜合效益達(dá)到最大化。

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Ecological Effect,Economic Effect and Cultivation Technique of Growing Herbage in Orchard

DU Zhi-min1,2,GUO Xue-bai3,WANG Ji-wen1,2et al

(1.Institute of Biology,Henan Academy of Science,Zhengzhou,Henan 450008;2.Key Laboratory of Microbial Engineering of Henan Province,Zhengzhou,Henan 450008；3.Zhengzhou Technology and Business University,Zhengzhou,Henan 451400)

Growing herbage in orchard is a sustainable development mode for fruits eco-culture. We focused on the ecological effect andeconomic effect of growing herbage in orchard，explored technical points of growing herbage in orchard.In view of status quo of growing herbage in orchard in China, some suggestions were put forwardto provide theoretical basic for generalizingthe cultivation technique in China，such as we need choosingherbagespecies and ways to local condition, reinforcing management of water and fertilizer, strengthening the research of soil microbes and soil enzyme activity, intensive cultivation, developing the construction of fruit-herbage-livestock system.

Growing herbage in orchard; Ecological effect; Economic effect; Technical points

2017年河南省科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目“銅尾礦耐性菌株的篩選及其對(duì)黑麥草生長(zhǎng)影響研究”；2016年河南省科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目“石灰對(duì)銅污染土壤微生物群落的影響研究”；2012年河南省重大科技專項(xiàng)(121100110100)；2014年河南省轉(zhuǎn)制機(jī)構(gòu)研究發(fā)展專項(xiàng)[豫財(cái)政(2014)383號(hào)]。

杜志敏(1985- )，女，河南武陟人，助理研究員，博士，從事植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究。

2016-11-29

S 66

A

0517-6611(2016)36-0070-04