實(shí)行果園生草制度的背景及生理生態(tài)學(xué)意義

一、生草制度的背景

1．果園土壤環(huán)境惡化。長(zhǎng)期的清耕為主、偏施化肥的土壤管理制度導(dǎo)致我國(guó)蘋果園土壤迅速惡化，土壤結(jié)構(gòu)劣質(zhì)化，pH值迅速下降，土壤微生物群落失調(diào)，養(yǎng)分失衡，生理障礙大范圍發(fā)生。

2．栽培技術(shù)效果打折。栽培技術(shù)的實(shí)施效果下降，一定程度上為惡化了的生產(chǎn)條件所抵消。如肥料、水分利用率降低，植株?duì)I養(yǎng)水平低導(dǎo)致成花質(zhì)量差，果實(shí)發(fā)育不良，品質(zhì)性狀不典型。

3．果園綜合生產(chǎn)能力下降。樹體亞健康，經(jīng)濟(jì)壽命明顯縮短，產(chǎn)量不穩(wěn)定，果實(shí)品質(zhì)下降，耐貯性下降，粗皮病、鈣失調(diào)等生理障礙頻發(fā)，部分產(chǎn)區(qū)甚至常態(tài)化。

而實(shí)行生草制是解決上述問題的根本出路。

生草制的著眼點(diǎn)是“保持土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤發(fā)育，維持果園系統(tǒng)的生物多樣性”。在我國(guó)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下，難有充足的有機(jī)肥源投入到果園生產(chǎn)。目前，我國(guó)蘋果園面積200余萬(wàn)公頃，要保持果園土壤有機(jī)質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定（至少不下降），每年需要施入優(yōu)質(zhì)土雜肥共計(jì)15000萬(wàn)立方米，需要存欄3000萬(wàn)頭豬（按存欄1頭育肥豬，每年可以產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)肥5立方米），才能滿足全國(guó)蘋果園有機(jī)肥的需要。因此，依靠傳統(tǒng)的有機(jī)肥供應(yīng)體系來(lái)滿足全國(guó)蘋果園土壤的可持續(xù)利用，存在重大困難。生草制成為我們必須選擇的一條路。國(guó)際上果品生產(chǎn)較發(fā)達(dá)的國(guó)家?guī)缀鯚o(wú)一例外的實(shí)行果園生草。

而且，近年來(lái)隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力大量向城鎮(zhèn)流動(dòng)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從業(yè)人員老齡化，素質(zhì)相對(duì)較低，生產(chǎn)效率低下，勞動(dòng)力成本大幅度增加，傳統(tǒng)上不是果園主要工作的除草也成了生產(chǎn)成本的重要組成，因此，生草制度建立也有助于大幅度降低除草成本。

二、生草制度的生理生態(tài)學(xué)意義

以生草制為代表的現(xiàn)代果園土壤管理制度，著眼于提高果園土壤穩(wěn)定性、減少人工擾動(dòng)、增加果園系統(tǒng)生物多樣性，也減少傳統(tǒng)管理技術(shù)體系下人工除草的用工。綜合前人研究結(jié)果，生草制具有如下幾個(gè)方面的作用：

1．增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤緩沖性能：傳統(tǒng)上人們可能會(huì)認(rèn)為生草制提高土壤生產(chǎn)性能主要是通過草腐爛后提供養(yǎng)分，而實(shí)際上，土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤生產(chǎn)能力的作用主要是提高了土壤系統(tǒng)的緩沖性能，養(yǎng)分的增加在其次。緩沖能力增強(qiáng)后，就不會(huì)因?yàn)槎虝r(shí)期的水肥豐缺而導(dǎo)致植株生長(zhǎng)發(fā)育出現(xiàn)障礙。

2．改善土壤結(jié)構(gòu)，增加水穩(wěn)性團(tuán)粒數(shù)量：常年生草后，大量草根與地上部枝葉凋落物進(jìn)入土壤系統(tǒng)，經(jīng)過微生物的作用，形成各級(jí)團(tuán)粒，尤其對(duì)水穩(wěn)性大團(tuán)粒的增加具有顯著作用，從而對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)良發(fā)育具有顯著促進(jìn)作用。

3．提高土壤養(yǎng)分的生物有效性：生草后果園土壤中生物因子活躍，生物因子組成豐富而優(yōu)化，土壤養(yǎng)分循環(huán)、轉(zhuǎn)化及機(jī)動(dòng)性存儲(chǔ)都得到優(yōu)化，從而大幅度提高養(yǎng)分的生物有效性。典型的例子是土壤中難溶性的磷、鈣等元素，經(jīng)過土壤生物因子的綜合作用，由生物有效性低的礦物態(tài)進(jìn)入生物系統(tǒng)，有效性大幅度增加。

4．穩(wěn)定土壤環(huán)境溫度：溫度是環(huán)境中變化最快的因子之一，溫度的變化可以在多方面影響果樹的生理生化過程。生草制度建立后，良好的草被具有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，可以有效降低果園土壤系統(tǒng)溫度變化的日較差和年較差。同時(shí)，大量草群落的存在，可以通過蒸騰作用有效降低地上環(huán)境溫度，從而在夏季高溫時(shí)段減輕植株遭受高溫逆境的程度，對(duì)于維持植株高的光合水平具有重要意義。該方面本團(tuán)隊(duì)前期的研究已經(jīng)得出了結(jié)果。

5．穩(wěn)定土壤水分條件：生草后果園系統(tǒng)水分散失主要通過植株和草的蒸騰過程，有效防止了水分的地面蒸發(fā)散失。良好的草被還有效減少?gòu)搅?、攔蓄降雪，從而可以最大限度提高果園系統(tǒng)對(duì)自然降水的截獲能力。這一點(diǎn)在我國(guó)北方灌溉條件不理想的果園、鹽堿地果園具有重要意義。

6．增加土壤微生物數(shù)量：大量研究表明，生草制果園土壤中微生物多樣性顯著增加，各類微生物種群數(shù)量豐富度指數(shù)增加、種群結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，不會(huì)出現(xiàn)異常的優(yōu)勢(shì)種群。多樣性指數(shù)高的微生物群落對(duì)于土壤生物環(huán)境的穩(wěn)定及維持高的土壤生產(chǎn)性能具有重要意義。

7．增加土壤原生動(dòng)物數(shù)量：與傳統(tǒng)的清耕制果園相比，生草后果園土壤中蚯蚓、蠕蟲等原生動(dòng)物數(shù)量大幅度增加，這對(duì)于促進(jìn)土壤有機(jī)物轉(zhuǎn)化、形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的大團(tuán)粒具有重要意義。

8．增加果園天敵數(shù)量：生草制果園為各類昆蟲提供了優(yōu)良而穩(wěn)定的棲息環(huán)境，天敵數(shù)量大幅度增加，如捕食螨、步甲、草蛉、瓢蟲、蜘蛛、螳螂、黃蜂、食蚜蠅、蜻蜓、豆娘等在生草完善的果園經(jīng)?？梢杂^察到。天敵種類和數(shù)量的大幅度增加，對(duì)于控制果園害蟲具有重要意義，實(shí)踐證明，良好生草后，果園用于防治害蟲的農(nóng)藥用量可以降低90%以上。

9．省去除草用工：毋庸置疑，一年4～6次的機(jī)械刈割用工量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的人工除草用工。

所有上述的作用，都?xì)w結(jié)于促進(jìn)樹體生長(zhǎng)發(fā)育。

【國(guó)家蘋果化肥農(nóng)藥減施增效技術(shù)集成研究與示范項(xiàng)目（編號(hào)：2016YFD0201100）】

（呂德國(guó) 秦嗣軍 杜國(guó)棟沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院/國(guó)家現(xiàn)代蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系土壤與營(yíng)養(yǎng)研究室）