樊文霞 孟炎奇 陳國棟 郭子軒 王沛娟 李田甜 李燕芳

摘 要：新疆是我國重要的林果經(jīng)濟地區(qū)，為國內(nèi)外提供了大量的瓜果產(chǎn)品。尤其紅棗作為新疆特色水果之一，在一定程度上代表著新疆地區(qū)林果業(yè)的發(fā)展。但由于果園土壤清耕傳統(tǒng)在我國果園發(fā)展歷史的長河中留下了根深蒂固的影響，以及果農(nóng)為了達到高產(chǎn)和短期經(jīng)濟效益，過度使用化肥，致使大量土地出現(xiàn)了土壤肥力水平急速下落、土壤鹽堿化和嚴重板結(jié)等問題，影響到了果樹生長和生態(tài)平衡，造成了一系列環(huán)境問題。隨著人們漸漸意識到這一問題，近幾年我國開始廣泛開展了果園生草的試驗研究和實踐。大量研究表明，果樹行間生草可以大幅度涵養(yǎng)土壤，有效改善果園土壤理化性質(zhì)，增加有機質(zhì)含量，保持土壤水分，增強土壤團聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。為此，該文綜述了果園生草的研究進展及其對果園土壤可持續(xù)利用的意義。

關鍵詞：生草;土壤理化性質(zhì);涵養(yǎng)土壤;生態(tài)平衡

中圖分類號 S667.6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）06-0116-05

Research Progress on Grass-growing Technology in Improving Soil Characteristics

FAN WenXia? ?MENG Yanqi? ?CHEN Guodong? ?GUO Zixuan? ?WANG PeiJuan? ?LI TianTian? ?LI YanFang

（College of Agronomy， Tarim University， Alar 843300）

Abstract： Xinjiang is an important forest and fruit tree economic region in China， which meets the demand of melon goods to consumers at home and abroad. In particular， as one of the characteristic fruits of xinjiang，red dates also represent and witness the development of the forestry and fruit industry in xinjiang and improve the economic level of xinjiang. Because the clear tillage method in orchard development in our country tradition history left a deep influence， as well as the people in order to achieve high yield unilaterally and short-term economic benefits， excessive use of fertilizers， causing a lot of land to a sharp decline of soil fertility in our country， soil salinization，harden is serious， threat to crop growth and ecological balance， and a series of environmental problems. And as people gradually realize this problem， in recent years，our country also began to carry out extensive experimental research and implementation of orchard grass. A large number of studies have shown that the interrow grass of pear tree can effectively improve the physical and chemical properties of pear garden soil， increase the organic matter content of nitrogen，phosphorus and potassium， preserve soil moisture，and enhance the structural stability of soil aggregates. Therefore， this paper aims to explore the research progress of orchard grass and its significance to the sustainable development of orchard soil in China.

Key words： Grass-growing; Soil characteristics; Soil improving; The ecological balance

果園生草覆蓋栽培是指將一種或多種草本植物在果園內(nèi)進行栽培，按一定間距種植于果樹行間或全園以覆蓋土壤，常年不刈割或每年定期刈割幾次，以保證土壤長期處于被覆蓋狀態(tài)的土壤管理模式[1]。

清耕是我國自古以來果園應用最廣泛的土壤管理方式，也是新疆地區(qū)棗園普遍使用的一種土壤管理方式。但隨著時代的變遷和棗園土壤日積月累的改變，清耕的弊端逐漸顯露，造成了土壤肥力嚴重下降、土壤團聚體結(jié)構(gòu)脆弱、板結(jié)以及棗園微環(huán)境內(nèi)的生物多樣性下降等一系列問題。土壤是果樹生長的基礎，土壤物理性質(zhì)影響著土壤固肥能力和樹體對養(yǎng)分的吸收能力[2]，從而對果樹產(chǎn)量和果實品質(zhì)起著至關重要的作用。果園生草栽培是歐美等果樹生產(chǎn)發(fā)達國家普遍采用的果園可持續(xù)發(fā)展的土壤管理模式[3]。我國于1998年將果園生草栽培作為綠色果品生產(chǎn)主要技術(shù)措施在全國進行推廣[4]，在棗園土壤管理上也多有應用。大量研究表明，棗園栽培牧草可以有效改善土壤整體肥力，相應地也促進了棗樹的生長發(fā)育。與傳統(tǒng)的棗園清耕相比，棗樹行間生草可以改善土壤小氣候環(huán)境，降低晝夜溫差，穩(wěn)定土壤溫濕度，并且增加和維持土壤中水分、微生物、有機質(zhì)等含量，以改善土壤質(zhì)地和肥力，提高棗樹初期生產(chǎn)效率，維護生態(tài)平衡，是一項較為科學的果園土壤管理制度[5]。

紅棗在我國新疆果品生產(chǎn)和貿(mào)易中的地位舉足輕重，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，在出口創(chuàng)匯、農(nóng)業(yè)增效、果農(nóng)增收等方面發(fā)揮著重要作用[6]。但當前大多數(shù)果農(nóng)對棗園的土壤管理辦法依舊為清耕，產(chǎn)生了土壤肥力下降、水土流失、果園微環(huán)境條件變差等問題，導致棗樹產(chǎn)量和果實品質(zhì)的降低，在一定程度上制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和局部生態(tài)環(huán)境的改善。同時，我國棗園普遍存在土壤條件差、有機質(zhì)含量低、對有機肥使用的認識不到位等問題，而生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品、減少勞動力成本和維護生態(tài)和諧是當下乃至未來我國棗產(chǎn)業(yè)的必然發(fā)展趨勢。棗樹間作牧草可以改善土壤肥力、減少人工工作量、充分利用果園內(nèi)空余土地以及調(diào)節(jié)當?shù)匦夂颦h(huán)境等。因此，從當?shù)貧夂颉⑼临|(zhì)、水分和果樹樹種特性等出發(fā)，重視相關研究試驗和推廣棗園生草具有重要意義[7]。要重視涵養(yǎng)土壤，將土壤質(zhì)量提高，才可使棗園達到高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)，并且保持生態(tài)環(huán)境的健康平衡。

1 國內(nèi)外果園生草研究現(xiàn)狀

中國是農(nóng)業(yè)大國，作為我國農(nóng)業(yè)支柱力量之一的果品生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展是不容忽視的。土壤是樹體生長的根本，果樹的產(chǎn)量和果實的品質(zhì)在前期主要取決于土壤的質(zhì)量和肥力水平，因而土壤質(zhì)量的好壞直接影響林果業(yè)乃至農(nóng)業(yè)的綠色、良性、可持續(xù)發(fā)展。果園生草這一土壤管理模式于19世紀末期在美國出現(xiàn)，并且在相關機械和技術(shù)發(fā)展的輔助下，得到了一定程度的推廣。隨后被法國、意大利和日本等林果業(yè)相對先進的國家所廣泛應用。相關研究表明，果園在連年長期生草后，多數(shù)果園土壤質(zhì)地變得松軟，土壤肥力與生草之前相比有了大幅提升，果樹產(chǎn)量和果實品質(zhì)也得到一定的提高。以日本為例，生草與果樹間作，每年按照指定的時期，分別刈割2～4次，再將割下的碎草覆蓋土壤，基本免耕，除非在樹體比較脆弱時，才在行間于春季翻耕1次。連年生草之后，土壤含水量增加，機械性團聚體和水穩(wěn)性團聚體的含量分別都有不同幅度的增加，且團聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強，0～20cm土層內(nèi)的土壤有機質(zhì)大約在3%～2%，果園土壤綜合肥力顯著改善[8]。目前，美國、法國、日本和意大利等林果業(yè)比較發(fā)達的國家，果園總面積的55%～70%都以果樹間作生草為主，一些國家甚至達到了95%左右[9]。

我國于20世紀80年代開始小規(guī)模地在一些地區(qū)應用果園生草措施，如陜西、河南、山東、山西等，以及一些土質(zhì)普遍較差、水土流失嚴重的南方地區(qū)[10]。近幾年，果園生草土壤管理技術(shù)在我國雖然得到了一定程度的發(fā)展，但推廣依舊存在瓶頸。由于果樹間作生草發(fā)揮出的效果并不穩(wěn)定，其取決于選用的草種、土壤特點、當?shù)貧夂?、果樹樹種以及樹種與相應的草種共生適宜程度等多種因素。例如，有的草種在雨水豐沛的地區(qū)可為土壤儲水，顯著增加土壤含水量，但在干旱地區(qū)則會與樹體爭水;同一地區(qū)的土壤栽培同種草時，由于此前土壤可能分別進行過不同的處理，在生草之后也會表現(xiàn)出一定的差異，因此前人的眾多研究結(jié)果也并不一致。并且同一草種在不同栽培年限對土壤的涵養(yǎng)效果也不盡相同，需要多年的觀察。因此，果園生草在我國大范圍推廣存在一定的復雜性。我國對生草栽培的應用尚未形成科學完整的果園土壤管理系統(tǒng)[11]，但由于生草栽培技術(shù)不斷地趨于前進和成熟，目前一些地區(qū)果園的土壤和果園微環(huán)境已經(jīng)得到了顯著改善。

2 研究進展

2.1 果園生草對土壤含水量、容重和孔隙度的影響 范光南等[12]對桂圓園栽培生草的研究表明：生草之后，土壤容重下降，含水量提高，總孔隙度和毛管孔隙度均有不同程度的增加，土壤理化性質(zhì)得到有效改善。土壤是水分、微生物、有機質(zhì)和其他養(yǎng)分等物質(zhì)的基礎和載體，土壤物理性質(zhì)的重要性與化學性質(zhì)作用的發(fā)揮相輔相成，對樹體的生長和果實產(chǎn)量品質(zhì)起著決定作用。生草可以減少水分蒸發(fā)，增加土壤孔隙度和孔隙數(shù)量，降低土壤容重，提高土壤的通透性和含水量，有效緩解板結(jié)現(xiàn)象和水土流失的問題，同時有效儲水以供果樹生長所需。

李會科等[13]研究表明，果樹與草間作可以增加土壤孔隙度，有效降低容重，水穩(wěn)性和機械性團聚體的含量均有升高，這種效果在0～40cm土層比較顯著，之后則隨土層的深入而逐漸遞減?？芙ù宓萚14]在旱地蘋果園中的研究得出：牧草在生長過程中，密集的根系使土壤孔隙度增加。且各草種都能提高土壤含水量，與清耕相比，牧草在0～10cm土層提高4.19%～6.29%，在10～20cm土層提高4%～5.4%。由此可見，牧草的根系穿刺土壤，降低了土壤容重，牧草本身枯死后會在土層中留下縫隙，顯著增加孔隙度和通透性。生草之后淺層土壤的含水量較清耕處理更為充沛。在一些研究結(jié)果中，隨著土層向下，生草處理和清耕處理的土壤之間的差異越來越小，但在連續(xù)多年生草之下的土層無論是淺層或是深層，其理化性質(zhì)都有顯著改善，這可能是由于同一草種在不同栽培年限下的效力不同造成的。但蘭彥平等[15]研究表明，當夏季雨水稀少或在干旱地區(qū)時，牧草會與果樹爭奪水分，降低土壤含水量，這可能是因為草種、土壤特點、當?shù)貧夂蚝凸麡錁浞N的差異造成的[13]，相同的果樹牧草搭配在不同地域條件下產(chǎn)生的結(jié)果也可能會表現(xiàn)出較大的差異。因此，果園生草栽培不可盲目照搬，還需因地制宜，從實際出發(fā)。

2.2 果園生草對土壤團聚體的影響 土壤團聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單位[16]，是通過土壤微生物、有機質(zhì)、牧草或其他植物的根系纏繞、擠壓以及團聚體本身內(nèi)部的膠結(jié)物質(zhì)作用而形成的。它不僅決定了土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度，也是承載儲存土壤中各種養(yǎng)分的物質(zhì)基礎。土壤中較大比例的團聚體和適當?shù)牧椒植伎梢栽鰪娡寥澜Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使土壤整體結(jié)構(gòu)不易被破壞，其中機械性團聚體可以降低耕作行為對土壤結(jié)構(gòu)的消極影響，水穩(wěn)性團聚體可以減少灌溉和降雨等對土壤結(jié)構(gòu)的破壞。土壤團聚體和土壤中有機碳（soil organic carbon，SOC）是互相依存的，土壤的團聚作用可對SOC起物理保護的作用[17，18]，并且SOC又反過來增強優(yōu)化了土壤團聚體的穩(wěn)定性和粒徑分布。

大量研究表明，土壤團聚體的形成過程和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受土壤有機質(zhì)含量、土壤耕作方式和土壤微生物等多方面因素的影響。土壤中有機質(zhì)的膠結(jié)作用可以粘結(jié)土壤，顯著促進機械性和水穩(wěn)性團聚體的形成;土壤中微生物是使團聚體形成的最典型的生物因素，細菌、真菌和放線菌等的菌絲和植被根系共同將土壤纏拌成為團聚體，一些菌絲體也可分泌膠結(jié)物質(zhì)，將土壤粘結(jié)為團聚體;土壤耕作的強度則和有機質(zhì)的周轉(zhuǎn)速度成正比，耕作對土壤的沖擊力越大，有機質(zhì)就周轉(zhuǎn)得越快，土壤團聚體的膠結(jié)過程則受到干擾，不利于土壤團聚體的形成，且土壤耕作會破壞表層土壤中一部分微生物的活性，影響微生物纏拌粘結(jié)土壤的能力。因此果園生草應盡量免耕，或選用適當?shù)母鞣绞健Ｍ趿x祥等[19]研究表明，油桃園生草栽培之后，土壤團聚體的平均重量直徑（Mean weight diameter，MWD）和幾何平均直徑（Meometric mean diameter，GMD）均大于清耕處理下的土壤團聚體，這說明較清耕而言生草栽培增強了土壤團聚體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且在該研究中，生草栽培下的土壤團聚體含量也顯著高于清耕，20～40cm土層中，生草處理>2mm團聚體含量高于清耕處理。但在0～20cm土層中，生草處理>2mm的團聚體含量則顯著低于清耕處理，說明生草栽培對土壤團聚體含量的增加效果可能受土層深度以及不同土層中有機質(zhì)含量的影響。

劉曉東等[20]在對青藏高原高寒草甸土壤團聚體的研究中發(fā)現(xiàn)，土壤大團聚體（>0.25mm）中相較于小團聚體（<0.25mm）含有更多的全氮，氮素含量的增加也提高了有效氮含量，從而優(yōu)化了牧草根系的生長和分布，利于土壤結(jié)構(gòu)的形成。劉曉利等[21]對旱地土壤有機碳和全氮的研究表明，較大粒徑的團聚體內(nèi)所含的有機碳和全氮比例是最高的，且有機碳和全氮的含量隨著團聚體粒徑的減小而減小。但土壤團聚體的粒徑大小對鉀、磷含量的分布情況尚沒有過多記錄，需要進一步研究。由此可見，大粒徑團聚體不僅影響土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對土壤中養(yǎng)分分布情況也具有重要意義。

2.3 果園生草對土壤有機質(zhì)的影響 果樹與生草合理間作可以有效涵養(yǎng)土壤，提升土壤肥力并維持生態(tài)平衡[22]，也是我國未來農(nóng)業(yè)林果業(yè)綠色有機化發(fā)展的目標。有機質(zhì)是衡量土壤肥力水平的一個關鍵因素，也是大多數(shù)果農(nóng)非常關注的重要指標之一，氮、磷、鉀以及其他微量元素是樹體生長所需的關鍵養(yǎng)分，直接影響了果樹是否能高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[23]。牧草可以增加果園內(nèi)的昆蟲和微生物數(shù)量，隨著昆蟲或其他動物殘體數(shù)量的增加，更多的有機質(zhì)能得到相應的轉(zhuǎn)化。牧草本身枯死后留下的腐殖質(zhì)也能轉(zhuǎn)化為大量的有機質(zhì)來增加土壤養(yǎng)分。相關研究表明，果樹間作牧草較清耕而言可以大幅度增加土壤內(nèi)全氮、速效鉀、速效磷的含量[24-26]。Neilsen等[27]對于果園間作牧草的研究表明，生草后土壤有機碳的含量提高，這是由于土壤團聚體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和保護機制得到增強，利于有機碳的固定和分解[28]，同時土壤有機碳也會反過來影響團聚體的結(jié)構(gòu)和不同粒徑的分布，兩者相輔相成，進而使得土壤團聚體能夠膠結(jié)保存更多的有機質(zhì)，提高土壤肥力。

陳久紅等[29]在對庫爾勒香梨園進行生草栽培的研究表明，牧草與梨樹間作，各土層均能增加土壤中全氮、有效磷和速效鉀含量，但20～60cm土層堿解氮的含量反而明顯下降。由此可見，該梨樹品種與牧草草種在生態(tài)位上可能有少許相似，且牧草產(chǎn)生的有機質(zhì)會受到不同土層深度的影響，因而在選擇草種時，要盡量選擇與果樹樹種生態(tài)位不相似，并且共生性較好的草種。霍穎等[30]在梨園生草栽培的試驗表明，有機質(zhì)含量隨著土層向下而逐層遞減，但在生草第4年各土層的有機質(zhì)含量都有所增加。王依等[31]在對秦嶺地區(qū)獼猴桃園生草的研究中發(fā)現(xiàn)，生草前2年，隨著土壤深度增加，全氮、速效磷和速效鉀的含量呈階梯式下降，第3年時各個土層的養(yǎng)分含量都有不同程度增加，0～20cm土層的全氮、全磷、速效磷和速效鉀的含量則顯著增加。這說明在不同栽培年限下的生草所表現(xiàn)出的涵養(yǎng)土壤的效果可能存在較大的差異，并且地域環(huán)境條件、土層深度、土壤類型等都是影響因素。所以果園生草不可一蹴而就，需要實地考察和多年的數(shù)據(jù)觀察。這也是果園生草目前在我國推廣較慢的障礙之一。

2.4 果園生草對土壤pH的影響 土壤pH水平不僅影響土壤中各養(yǎng)分的狀態(tài)和狀況[32]，而且決定了土壤適宜果樹生長的程度，因為每種果樹的生長特性不同，其樹體生長所需環(huán)境的酸堿度也不同。王依等[31]研究發(fā)現(xiàn)，在秦嶺北麓的獼猴桃園生草栽培，連續(xù)3年生白三葉草使土壤的pH升高，利于獼猴桃樹生長，因為獼猴桃樹較適宜在pH6.5～7.0的土壤環(huán)境中生長。但在該研究中白三葉草對土壤pH的提高作用并沒有從栽培第1年就開始，而是呈先下降再升高的趨勢。由此可見，生草在不同年限下的作用可能差異較大，某草種對土壤產(chǎn)生的長期效果要經(jīng)過多年的跟蹤觀察。李超等[33]在賀蘭山東麓葡萄園生草栽培的研究中發(fā)現(xiàn)，自然生草pH相比清耕而言有所降低，有利于改良鹽堿地土壤。同一草種在不同果園對土壤pH水平的影響也可能是不同的，其取決于生草所栽培的年限和樹種等因素。

2.5 果園生草對土壤微生物的影響 土壤中有機質(zhì)的形成和分解以及轉(zhuǎn)化養(yǎng)分以利果樹吸收利用，都需依靠微生物這一驅(qū)動力來進行，其對增強土壤肥力，維持果樹樹體的健康生長和改善生態(tài)環(huán)境平衡等都起著至關重要的作用[34]。因此，土壤微生物是關系到土壤肥力和果樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要一環(huán)。相關研究表明，在冀南地區(qū)梨園間作白三葉草，0～40cm土層的細菌和放線菌數(shù)量均有增加，其中0～20cm土層的細菌數(shù)量顯著增加，但真菌數(shù)量較梨園生草之前沒有變化[35]，此原因尚不明確，這可能是由于白三葉草沒有提供土壤中足夠的水解氮，無法為真菌創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境。前人的研究結(jié)果表明，在蘋果園和葡萄園中生草栽培，合適的草種可以顯著增加土壤中細菌、真菌和放線菌數(shù)量[36，37]，但目前尚未發(fā)現(xiàn)可以均促進各個土層細菌、真菌和放線菌數(shù)量增長且在其他方面不會對土壤產(chǎn)生負面影響的草種，不同草種在土壤中促進生長的微生物種類也不同。因此，在實際果園生草中，應因地制宜，選擇合適的草種，盡可能確保土壤中細菌、真菌和放線菌的數(shù)量在可達到的范圍內(nèi)均衡增長[38]。

2.6 果園生草對土壤微環(huán)境的影響 果園土壤的微環(huán)境關系到土壤保水保肥的穩(wěn)定性和果樹生長的規(guī)律周期。土壤微環(huán)境內(nèi)，好的小氣候條件可以增加土壤含水量，有效抑制病蟲害，貼合果樹的生長規(guī)律，以達到果樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目標。陳久紅等[29]研究表明，庫爾勒香梨園行間生草后，在炎熱干旱的夏季，氣溫比清耕降低0.5～3℃，在寒冷的冬季則提高0.5～1℃。說明梨樹間作生草可以在夏季起降溫作用，在冬季起保溫作用，使晝夜的溫度變化更加穩(wěn)定。毛培春等[39]對桃園間作牧草的研究表明，牧草可以保持土壤水分，土壤所積累的水分不易流失，這是由于牧草將土壤覆蓋，減弱了陽光對土壤的照射，且降低了溫度，因而土壤中的水分蒸發(fā)速度減緩。

我國果園的雜草叢生現(xiàn)象屢見不鮮，雜草會與果樹爭奪水肥，并且衍生各種病蟲害的發(fā)生幾率，對果樹生長極為不利。果園生草則能有效抑制雜草生長，降低雜草所帶來的病蟲害。李曉剛等[7]研究表明，在梨園栽培白三葉草可明顯抑制雜草生長，白三葉的根系較長，可延伸至20～30cm土層，并且生長出的匍匐莖可形成較為密集的草層，從而使得其根系周圍的雜草難以生存。但對于干旱地區(qū)或一些非干旱地區(qū)的缺水季節(jié)，白三葉根系可能與果樹之間存在水肥競爭，所以要及時灌溉和追肥。

3 結(jié)語

目前，我國仍處于果園間作生草的摸索階段，相關的技術(shù)尚未成熟。很多果農(nóng)從一開始就選用了與果樹易爭水肥的草種，如紫花苜蓿，與果樹的生態(tài)位較相似，且根系長度達10m以上[40]，和果樹爭奪水分和養(yǎng)分比較強烈。所以嚴格篩選適合與果樹間作的草種顯得尤其重要[41]。在特別缺水或干旱地區(qū)，牧草普遍與果樹爭奪水分，因此在這些地區(qū)果園生草時，就要選擇與果樹爭水肥能力弱，并且生草之后加強灌溉。但果園生草的效果如何，還取決于草種、土壤特點、當?shù)貧夂?、果樹樹種以及樹種與相應的草種生態(tài)位重疊度等多種因素，一種成功的案例不可盲目套用在不同的果園，一定要實地考察，從實際出發(fā)，選擇適合當?shù)赝寥篮凸麡渖L的草種。

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（責編：張宏民）