果园生草的生态效应及在太行山区应用的建议

刘 雅，张晓英，蒋淑磊，张丽玲，徐秋良

（河北省石家庄市农林科学研究院，石家庄 050000）

果园生草是指采用人工种草或自然生草的方式在果树行间或全园生草的一种土壤管理模式。19世纪末，果园生草栽培技术开始于美国纽约州，后来，随着机械割草机的问世及现代农业灌溉系统的发展而得以普及应用。目前，一些发达国家57%以上的果园采用生草管理，有的国家甚至达到95%左右，均取得良好的经济、社会及生态效益。

果园生草能够调节土壤特性、培肥地力、改变小气候、抑制杂草生长、减少病虫害发生、增加园区生物多样性、提高果树产量和果品品质，是我国绿色果品生产技术体系的重要组成部分。我国的果园生草模式研究开始于20世纪80年代，到目前为止，生草覆盖的果园面积还不足10%，仍处在试验和小范围推行阶段。只有山东省苹果果园的生草面积占到苹果园总面积的60%。本文将结合太行山区果园生产现状，阐述果园生草的生态效应及应用建议，旨在为太行山区果业的长期、稳定、健康发展提供技术支撑。

1 太行山区果园生产现状

太行山区位于华北平原与黄土高原之间，是河北省的主要山区，纵贯石家庄、保定、邢台、邯郸4 个地区西部，面积达312.4 万hm。太行山区属于暖温带大陆性季风气候，四季分明，全年平均气温7.4～13.9 ℃，年太阳辐射0.050～0.057 kJ/m，年降雨量不足300 mm（有些地方甚至只有17 mm），年均蒸发量却大于1 600 mm。

太行山区光热、土壤、生物等资源比较丰富，为果树生长创造有利条件，是河北省重要的果业带，各类干鲜果树15.87 万hm，年产果品3.2 亿kg，主要有梨、苹果、大枣、柿子、核桃等，种植面积分别为114.47 万、114.47 万、114.91 万、112.11 万、78.17 万hm。目前，太行山区果园生草栽培技术还在小面积尝试阶段，没有大面积推广应用，土壤管理以清耕为主。一些不利于果树生长的因素依旧存在，如土壤结构被破坏、养分含量下降、草荒严重等，果实品质难以保证，多数果品在国内外市场缺乏竞争力。

因此，研究并示范推广果园生草技术，将有利于解决太行山区果园生产中面临的问题，对于实现绿色果品生产、促进乡村振兴战略意义重大。

2 果园生草的生态效应

2.1 培肥土壤

2.1.1 改善土壤物理性状

适宜的土壤孔隙度和良好的土壤结构是生态系统稳定、果树高产、品质优良的重要基础。李会科等研究显示，渭北旱地苹果园生草，土壤容重平均降低6.51%，其中禾本科草、豆科草平均降低土壤容重4.87%、8.15%，且不同土层深度效果不同。张兴兴等对长期种植菊苣、紫花苜蓿、白三叶的桃园和清耕制桃园进行对比发现，覆草后的土壤容重依次降低6.95%、9.76%和8.87%。另有研究表明，以清耕梨园为对照，冀中平原生草4年和生草8年，土壤孔隙度分别增加11.54%、44.77%，土壤容重分别降低4.26%、7.18%。郝淑英等在山西省3 个苹果园的研究发现，果园生草的土壤容重比清耕区降低4.2%～10.0%，土壤孔隙度增加4.6%～10.9%，直径1 mm 以上的团粒增加10.2%～12.2%。王英俊等在渭北黄土高原苹果园间作白三叶，0～20 cm 土层>0.25 mm 水稳性团聚体含量及其稳定性明显高于清耕。总之，果园生草栽培降低了土壤容重，提高了土壤孔隙度和团聚体含量。

2.1.2 增加土壤含水量

生草具有防旱保墒的效果，能够有效缓解春夏两季的干旱问题。夏季梨园需水旺盛，研究表明，果园间作牧草，0～30 cm土壤平均含水量有所增加。山地果园水分渗入量小。董水丽在多雨季节生草后，0～40 cm土壤含水量比清耕园提高2.02%～3.76%，40～80 cm土壤含水量提高0.75%～1.65%，促进了果树生长。但果园生草在少雨季节存在争水效应。Oliveira 等研究显示，每两周刈割1 次紫羊茅可以防止其对土壤水分的消耗。适宜草种配合的生草管理，能够增强保水效应，削弱争水效应。

2.1.3 调节土壤温度

果园生草后，可以减少阳光对地面的直接照射，降低土壤水分蒸发；同时也能减少地热散失，达到保温效果，减小温差，增强果树抗性。报道显示，在香梨园种植1年黑麦草和草木樨，5 cm 和15 cm 土壤温度分别降低6.4 和5.8 ℃、4.0 和3.7 ℃。李登绚等测定果园生草与覆草的地温发现，在炎热季节，生草区、树盘覆草区与清耕区相比，分别降低l.7～2.6 ℃、2.1～2.9 ℃。程炯等研究显示，福建漳州山地果园间种牧草与清耕相比，土壤温度降低5.5～7.0 ℃，果园温度状况得到改善，抗高温能力增强。

2.1.4 提高土壤有机质含量

果园长期清耕会大大加速土壤有机质的分解，而生草后，草的根、茎、叶等腐烂降解会提高其含量，同时还能够减少土壤的翻耕次数，防止水土流失。生草苹果园的土壤有机质含量与清耕园相比，增加0.41%～0.47%。齐鑫山等根据自然地理特点和土壤类型差异选择了5个果园进行种草，发现种植白三叶3年，5 个种草样地0～30 cm 土壤的有机质含量平均达1.35%，比清耕样地高0.33%。渭北旱塬苹果园行间种植小冠花3年，与清耕相比，土壤有机质含量增加0.038%，种植6年增加0.27%。程炯等发现，山地果园生草1年，0～20 cm土壤有机质含量比清耕果园增加0.55%和0.42%，20～40 cm 土壤增加0.38%和0.07%。

2.1.5 提高土壤矿质养分含量

虽然果园生草初期会争夺土壤中的矿质养分，但长期生草可显著提高其含量。程炯等在山地果园实行全园生草，与清耕果园相比，0～20、20～40 cm 土壤全氮含量分别增加0.035%、0.007%，水解氮含量分别增加26、32 mg/kg，速效磷分别增加3.4、6.5 mg/kg，速效钾分别增加21.3、20.3 mg/kg。刘蝴蝶等研究表明，与清耕苹果园相比，生草的土壤中全氮含量增加0.005～0.008%，有效磷含量增加3.5～6.2 mg/kg，速效钾含量增加27～75 mg/kg。齐鑫山等在果园种植白三叶3年发现，0～30 cm 土壤速效氮、 速效磷和速效钾含量分别比清耕提高20.8、4.2 和9.6 mg/kg。孟平等研究表明，在太行山低山丘陵区采用苹果—沙打旺复合经营模式，0～50 cm 土壤速效氮增加15.21 mg/kg。另有报道显示，人工种植豆科植物可使土壤氮含量明显提高，而种植禾本科植物可有效提高土壤中的钾、铁、镁、铜、锌等含量。

2.2 小气候效应

生草果园与传统清耕果园相比，对水热交换模式产生重要影响，地表光、热、水、气等生态因子也发生改变，促进果树生长发育。

果园生草，在温度较低时提高温度，在温度较高时降低温度。通过柑橘园间作不同草种发现，黑麦草在春季可升温0.9～3.6 ℃，菊苣在夏季可降温0.3～3.0 ℃，香矢车菊在秋季可降温1.4～2.6 ℃，黑麦草在冬季可升温0.7～3.1 ℃。高方胜等得出，果园生草后，高温季节（8月10日）降低了‘红富士’的冠层温度，白三叶区、黑麦草区分别比清耕果园降低3.1、2.3 ℃。另有研究表明，苹果园生草，5月平均湿度增幅达到6.9%，防止落花落果效果明显。侯启昌在梨园种植紫花苜蓿、白三叶，环境湿度提高10%～15%，增湿效果明显。

2.3 生物学效应

2.3.1 抑制杂草滋生

张永朝等研究结果显示，白三叶的根系主要分布于0～20 cm 土层内，而苹果树根系在20～60 cm 土层内，二者分层错开，避免了争夺水肥的矛盾。另外，白三叶的茎纵横交错，根系密布于地表，抑制了杂草生长，不需要人工铲草。Thomas 等研究显示，在有机桃园种植黑麦草、高羊茅、紫羊茅和邱氏羊茅抑制杂草效果显著。钱振官等发现，种植白三叶、紫云英、大巢菜的桃园，春季对禾本科和阔叶杂草的抑制率均达80%以上。

2.3.2 减少病虫害发生

桃园生草改善了桃树的生长环境，对流胶病和日灼病的预防效果明显。由于生草还提高了土壤养分含量，降低了因缺素而导致的小叶病、缩果病等病害的发生几率。冯存良等对苹果园生草栽培研究发现，生草对果树早期落叶病有较强的抗性。

苹果园生草使树上天敌昆虫种群密度比清耕园增加60.93%～73.47%，地面上比清耕园增加17 倍，因而减轻了一些病虫害，如康氏粉蚧、苹果黄蚜、果锈病、苦痘病等。董民等研究结果表明，桃园全园种植紫花苜蓿，或紫花苜蓿与夏至草7∶3 种植，可以有效降低桃蚜、桃瘤蚜、桃粉蚜的种群数量。吴全聪等调查发现，相比清耕，浙西南山地实施生草栽培的桃园天敌昆虫种类多，且天敌昆虫总群落的相对丰盛度均大于0.005。

3 果园生草在太行山区应用的建议

3.1 加强适宜草种的评价筛选

适宜草种的选择是果园生草的前提和基础，不同环境、不同果园适宜的草种不同，因此，在太行山区大面积推行生草栽培前，需要对草种进行细致的分类和研究。根据果园不同种植年限、 不同目的选择相应草种，如鸭茅、白三叶等适合成龄果园种植，而幼龄果园适合种植紫花苜蓿、菊苣等草种；为了培肥地力、刈割覆盖的可选红三叶、紫花苜蓿等生物量大的草种；以生草覆盖、刈割次数少为目的的可选黑麦草、白三叶、高羊茅等品种。

3.2 完善果园高效生草栽培与管理技术

配套的栽培与管理技术是果园生草的关键，应加大投入力度，细化果园生草栽培方案和苗期管理、水肥管理、科学刈割、病虫害防治等相关配套技术，通过控制草的长势，既形成良好的生态效益，又促进果树生长。按果树类型、长势情况、土壤状况、地理环境、气候特点、生草模式等，为太行山区果农提供简单易学的果园生草技术规程，为果园更好生草提供理论支持。还要通过各种形式的培训，使技术推广下去，提高果园的科学管理水平和果实品质，增加农民收入。

3.3 对比果园生草与否的成本和效益

一些果农认为，生草虽然一定程度上减少了人工除草成本，但草种的购买，以及生草前期的人工辅助除草工作，都增加了果园的管理成本。但事实上，果园生草一定程度地提高了果树产量和果实品质，从而提高售价，获得更高的经济效益。因此，需要有关部门做好数据调查，将果园生草栽培带来的经济效益和成本消耗情况准确地提供给农户参考，让果农能够自觉认可和接受这一土壤管理模式。

3.4 建议农业主管部门切实重视

农业主管部门应该抓好果园生草栽培模式的工作部署，将其纳入财政资金补贴项目，给予一定的经费支持。现阶段，国内大部分研究集中在果园生草后对园区环境和果品品质的影响，而其中的生理机制和调控措施有待深入研究。这就需要我们进一步探讨果草的相互作用机理，以便更好地指导生产实践，为改善果园环境，生产绿色、优质果品提供理论支撑。

3.5 落实示范基地的推广工作

可以把果园生草栽培与绿色、 有机果园建设紧密结合起来，作为一个公益性农业技术推广服务重点项目、因地制宜地进行推动。农民自愿、条件成熟的可进行大面积示范；条件不成熟的可先开展小面积种植。政府及相关部门要认真搞好样板，积极发展扶植示范户，总结经验教训，全面示范带动，让果农切实感受到生草的好处，促进广大种植户对果园生草栽培有一个全面、正确的认识，主动接受这项果园管理方式。