对山西省发展果园绿肥的思考与建议

郝保平，张鑫，张延芳，冯悦晨，赵瑞芬，滑小赞，曹卫东，郑普山

（1.山西省农业科学院农业环境与资源研究所，山西太原030031；2.万荣县果业发展中心，山西万荣044200；3.山西省农业科学院，山西太原030031；4.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081）

对山西省发展果园绿肥的思考与建议

郝保平1，张鑫2，张延芳3，冯悦晨1，赵瑞芬1，滑小赞1，曹卫东4，郑普山1

（1.山西省农业科学院农业环境与资源研究所，山西太原030031；2.万荣县果业发展中心，山西万荣044200；3.山西省农业科学院，山西太原030031；4.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081）

阐述了果园绿肥在减少水土流失、改善土壤理化性状、平衡土壤温度、提高微生物种群数量和土壤酶活性、抑制杂草生长、增加害虫天敌数量等改善果园生态环境、促进果树生长、提高果品产量和品质、增加果农收入、保持山西果业可持续发展等方面的重要作用，针对山西省果园土壤管理中长期清耕造成水土流失严重、土壤肥力下降、果园生态环境恶化、影响果品质量等问题，提出了在果园土壤管理上大力发展果园绿肥的倡议及选择果园绿肥的原则。

果园绿肥；土壤理化性状；果园生态环境；可持续发展；山西省

果园绿肥种植又叫果园生草，是20世纪中期以来在美国、日本、意大利、法国等发达国家普遍采用的先进的果园土壤管理方法。果园绿肥种植，就是在果园果树行间种植对果树生产有益的草种，通过草种的生长及刈割后覆盖树盘，减少水土流失，改善土壤理化性状和果园小生态，促进果树生长，提高果品产量和品质，是现代果业生产提质增效的有效途径。我国对果园生草栽培的研究和应用起步于20世纪80年代，30多年来由于各地政府和果农重果园规模、果品产量、而轻果品品质，致使当前的果园土壤耕作管理措施仍然以清耕为主。山西省是我国最佳的落叶果树适栽优生区和重要的优质果品生产基地，部分优质苹果已走向国际市场。为进一步改善全省的果园生产环境、全面提升果品品质、提高果园经济效益，发展果园绿肥势在必行。

1 种植绿肥对果园生态环境的影响

1.1 减少果园水土流失

我国大部分果树分布在丘陵山地，地表呈裸露状态，水土流失严重。种植果园绿肥后能有效接纳和拦截雨水，减少地表径流。北方果园种植绿肥后比裸露果园地表径流及土壤冲刷量均大幅减少[1-2]，在南方果园种植绿肥后雨水渗透深度增大，地表径流和土壤冲刷量减少[3]。充分说明种植果园绿肥可减少水、土、肥的流失，改善果园生态环境。

1.2 改善果园土壤的理化性状

良好的土壤结构与适宜的土壤孔性对保持果园良好生态系统，提高果品产量和保证果品质量具有重要作用[4]。种植绿肥后，果园表层土壤中直径≥1.00 mm的土壤团粒数量和土壤孔隙度较清耕区有所增加，而土壤容重较清耕区有所下降[5-6]。果园长期种植绿肥可降低土壤容重，提高土壤孔隙度和土壤团聚体含量，改善果园土壤的物理性状[7]。

土壤有机质是土壤肥力的重要属性，对提高农产品产量、保护生态环境及保障农业的可持续发展具有重要作用[8]。在果园土壤管理中，一方面，果农普遍重视施用化肥而轻视有机肥，造成果园表层土壤的有机质和速效养分含量降低[9]；另一方面，清耕可增加土壤通气性，但由于扰动土壤造成土壤中部分有机质的暴露和分解，导致表层土壤有机质含量逐年降低。种植果园绿肥后，土壤翻耕次数减少，绿肥植物体归还土壤、腐解后增加了土壤中有机质的含量[6，10-12]，同时减少了农业温室气体的排放，对节能减排、缓解气候变化意义重大。

果园绿肥生长要消耗大量的营养元素，绿肥刈割、翻压后植物体回归土壤，可返还土壤大量的N，P，K养分和Ca，Mg，Fe，Zn，Mn等中微量营养元素。国外学者研究发现，种植果园绿肥可显著增加土壤有机质、全N、交换性钾及有效磷的含量[13]。国内学者也有相似的研究结果[11，14-18]，在石灰性土壤种植果园绿肥后，土壤中常常缺乏的Ca，Fe，Zn等中、微量元素含量明显高于清耕果园[16]。说明长期种植绿肥可增加土壤速效养分含量，可适当减少化肥的用量。

果园绿肥由于遮蔽或刈割后覆盖地表，可抑制和减少地表土壤水分的蒸发，增加土壤含水量。种植三叶草后，果园土体含水量较清耕区有所提高，但以土壤表土增加更为明显[19-21]。由于绿肥生长需要消耗水分，干旱年份旱地果园浅层土壤水分含量下降，但种植绿肥对深层土壤水分具有调蓄作用。不同绿肥种类对土壤贮水增减量的影响存在差异，具体表现为在降水丰水年份影响较小，而在降水欠水年份影响较大[4，22]。总的来说，果园绿肥覆盖地表后，可保蓄土壤水分，提高土壤储水量，可为果树生长创造有利条件。

1.3 平衡果园土壤温度

果园种植绿肥及绿肥刈割后覆盖地表，冬季可提高土温，减缓果树因低温造成的冻害；夏季可降低地表温度和根际土温，有利于果树根系的生长[23-27]。

1.4 增加果园土壤的微生物数量及酶活性

果园绿肥凋落物及其根系分泌物为果园土壤微生物提供了充足的营养物质，绿肥刈割后覆盖地表也为土壤微生物提供了生存空间，引起土壤微生物优势种群和数量发生巨大变化。一般情况下，果园土壤中细菌的数量最多，其次为放线菌,真菌的数量最少[28]，而且各类微生物种群和数量受施肥水平和根系分泌物影响很大[29-33]，而种植绿肥后果树行与套种行的土壤微生物会产生新的分布不均[34]。绿肥刈割覆盖后，土壤中固氮菌的数量比清耕果园明显增加，有利于果园土壤中的物质循环和提高土壤肥力[28，35]。

果园套种绿肥及绿肥覆盖土壤后对土壤有机质和土壤酶活性同样产生影响，具体表现为：在垂直方向上土壤有机质含量、土壤脲酶活性和转化酶活性均以表层土壤最高，随土层深度的增加，土壤有机质含量、土壤转化酶和脲酶活性显著降低；在水平方向上树冠覆盖区内的土壤有机质含量、土壤脲酶活性和转化酶活性大于树冠覆盖区以外[36-37]。

1.5 抑制果园杂草生长，减少人工除草投入

在绿肥栽培初期常发生杂草，但随着绿肥群体的扩大和生物量的增加，绿肥抑制杂草的效果日益明显。南方果园种植白三叶后，抑制了马唐、苋菜、飞蓬、马齿苋、狗尾草、鸭跖草等主要杂草的生长，基本免去了果园除草[38]；豆科植物百脉根、柱花草和禾本科绿肥百喜草、雀稗、黑麦草等也能有效抑制果园杂草的生长[39]。北方灌溉果园种植的毛叶苕子、白三叶和二月兰等绿肥春季早发、生物量快速增大并覆盖地表，抑制了蒲公英、藜、飞蓬、马齿苋和狗尾草等杂草的生长[21]，减少了果园除草的劳力投入和除草剂的使用。

1.6 增加害虫天敌数量，减轻病虫为害

很多果农认为，种植绿肥为害虫提供食料和掩护场所，这样会加重病虫害发生的概率，但是大量研究结果表明，种植绿肥有利于保护害虫天敌，可减轻果园的病虫为害。果园绿肥在改善果园生态环境的同时，也使果园生物种群及群落发生变化。果园绿肥为中华草蛉、拟长毛钝绥螨等捕食性天敌提供了适宜的生存环境和猎物的补充，使其种群有所增加，而小花蝽、塔六点蓟马和瓢虫等天敌有所减少[40-42]；果园混合种植绿肥后，多样化的植被对东亚小花蝽的发生与增殖非常有利，从而能够更好地发挥天敌控制害虫的作用[43]。有研究表明，适时收割苹果园中的紫花苜蓿对控制螨害有明显的作用[44]。

1.7 减少化学农药用量

果园绿肥为果园害虫天敌（如中华草蛉、丽小花蝽、微小花蝽、食蚜蝇等）的种群繁衍创造了适宜的生活环境，果园土壤及果园空间的寄生菌制约了害虫的蔓延，在果园内形成相对较为持久的生态系统[45]。此外，果园绿肥也为棉铃虫、银纹细蛾、红白蜘蛛等害虫提供了适宜的生活环境，害虫上树的几率减少，相应地减轻了害虫危害果树和果品。综合来说，种植绿肥有利于实现果园综合防治，减少了用药次数，节省了农药费用，降低了果园生产成本。

2 种植绿肥对果树生长、果品产量和品质的影响

种植绿肥后，果园生态环境得到改善，果树叶片增大变厚，叶绿素含量增加，提高了苹果叶片对CO2的日同化量、年同化量[46]和果树叶片的光合速率[47]；果树的分枝和枝条长度均明显增加，春梢数量和根量增加，根系生长期延长[48]，叶片中N，P，K，Ca，Mg的含量提高[49]，冠幅增大，坐果率提高[50]；产量增加，一级果率大幅提高[5，51-52]，果皮变薄，可食率和Vc含量提高，可滴定酸含量下降[53]，果品品质提高，减少了生产成本[48]，增加了果园收入。

3 山西省果园发展现状及发展趋势

山西省特殊的地理位置、丰富多样的地形、地貌和生态环境以及适宜的暖温带和温带大陆性季风气候等特点，为果树的生长发育和优良品质的形成提供了得天独厚的环境条件，是我国最佳的落叶果树适栽优生区之一和重要的优质果品生产基地之一。截至2014年底，山西省果园总面积36.03万hm2，总产量为682.52万t，面积和年产量分别居全国第16位和第15位，其中，苹果产量417.3万t，位居全国第4位。目前，苹果鲜果及加工产品均为山西省农产品出口第一大品种，果品收入是山西省果农的重要经济收入来源。

2011年以来，山西省逐步形成了苹果、梨、葡萄、杏和地方特色小水果5大水果优势栽培区，优质区域内优良品种和新技术覆盖率达90%以上，优质果品生产率达70%以上。通过品种改良和新品种引进，在满足不同季节、不同成熟期、不同消费者需求的同时，随着国际贸易的不断扩展，部分区域的优质果品已出口到美国、澳大利亚、俄罗斯、东南亚、新西兰、南非等20多个国家和地区，为果农增加了经济收入。

随着社会的进步和经济的发展，各地政府和广大果农已经认识到发展优质果品的重要性，但在果园土壤管理上，一直沿袭果园清耕管理模式，既造成资源的浪费和生态环境的破坏，也难以提高果品质量[54-55]。面对国内外市场的激烈竞争，稳定和增强山西优质果品的优势生产地位以及保持山西省果业持续、健康和快速发展的重要举措就是在加快优良品种的更新换代、加强果树综合管理的同时，大力发展果园绿肥，推广绿色果园地面管理技术[56-57]。

4 山西省选择果园绿肥品种的原则

在能够保护果园表土、避免被风蚀和暴雨冲刷流失的前提下，选择果园绿肥品种应该遵循以下7个原则：（1）适应性强，如在旱地果园种植的绿肥品种要具备抗旱性；在灌溉果园种植的绿肥品种要耐旱、耐阴，以适应灌溉果园果树密植导致林下光照较少的环境；（2）覆盖地表效果好，能有效抑制果园杂草的生长；（3）选择根系入土浅，与果树生长争水争肥较少的矮生或匍匐状的豆科植物，不影响或少影响果园人工作业；（4）干旱时能缓解日光照射，降低果园地表水分蒸散速率，平衡和维持土壤温度，促进果树根系吸收土壤水分，维持果树生长所必需的最低需水量；（5）应筛选抗、耐病虫害及病虫害少的优良品种，并且与果树无共同的病虫害或寄主关系，能引诱天敌；（6）管理简便，可选择适合的一年生、越年生、多年生或具有自然落籽再生特性的品种；（7）具有经济效益，可收获具有种植效益的籽粒或秸秆，或秸秆、枝叶可用作家畜饲料。根据以上原则，旱坡及丘陵区果园宜选用百脉根[49]、小冠花、扁茎黄芪[58]或生育期适当的小黑豆，灌溉果园宜选用二月兰、白三叶[20]或白三叶与黑麦草混播。

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Thoughts and Suggestions on Developing Orchard Green Manure

HAOBaoping1，ZHANGXin2，ZHANGYanfang3，FENGYuechen1，ZHAORuifen1，HUAXiaozan1，CAOWeidong4，ZHENGPushan1
（1.Institute ofAgricultural Resources and Environment，Shanxi Academy ofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；2.The Development Center ofFruit Production，Wanrong County，Wanrong 044200，China；3.Shanxi Academy ofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；4.Institute ofAgricultural Resources and Regional Planning，Chinese Academy ofAgricultural Sciences，Beijing 100081，China）

The paper states the important roles of orchard green manure in preventing soil erosion,improving soil physical properties,organic matter and mineral content,balancing soil moisture and soil temperature,increasing the microbial population number and soil enzyme activity,inhabiting weed growth,promoting the growth oftree,yield and fruit quality and increasing farmers'income,etc. Aiming at the problems of serious soil erosion,soil fertility decline,ecological deterioration,excessive pesticide residues and poor fruit quality in orchard production cultivation management in Shanxi province,the paper puts forward the initiative ofdeveloping orchard green manure in orchard soil management and the principle ofchoosing green manure in orchard.

green manure in orchard;soil physical and chemical properties;orchard ecology;sustainable development;Shanxi province

S142

：A

：1002-2481（2017）07-1193-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.07.38

2016-11-15

国家公益性行业（农业）科研专项（201103005）

郝保平（1966-），男，山西平遥人，副研究员，主要从事农业技术推广工作。郑普山为通信作者。