渭北旱塬果园生草效应与技术研究

摘 要：以自然生草——破碗花、多花黑麦草、三叶草三种野生草本植物材料为试材，开展渭北旱塬果园生草效应与技术研究，为今后渭北旱塬果园生草技术的开发和应用提供理论依据。三种试验草种做3个处理，随机区组设计，80株树，每隔4行树做1个处理，2行树品种为隔离树，行间种草，其宽度为2.5米，行内清耕覆盖，宽度为1米，定期开展刈割，在这三年期间，要将草的高度人工控制于40厘米以下，每年的10月下旬，在树干一米处深翻一次，行间均属于多年生草，不深翻、不重新播种，对照处理及时中耕除草，每一处要做到施肥管理水平一致，无灌水条件。通过测定发现果园三叶草模式经过验证对旱塬地区来说，属于最优生草首选，这种模式不但可以提升渭北旱塬的有机质含量，降低土壤pH值，而且可以显著提升土壤肥力，维持土壤水分，从而使得旱塬果园实现良性循环。果园种植三叶草模式具备较为良好的生草效应，具有显著开发前景，可以在渭北旱塬地区大规模推广。

关键词：果园；自然生草；多花黑麦草；三叶草；生草效应

黄土高原是中国苹果两大优产区之一，以渭北地区为代表的黄土高原苹果产业已成为促进区域经济发展、改善生态环境的支柱产业［1］。截止到2020年，渭北地区旱塬苹果种植面积为30万公顷，产量为300万吨。尤其是随着现阶段国内苹果市场竞争不断加剧，渭北旱塬苹果生产已经从传统的注重产量规模而进一步转型发展为注重质量品质，从而导致传统果园土壤耕作模式对现阶段旱塬地区苹果产业形成一定制约。现阶段我国大部分果园土壤管理制度仍为清耕制（图1），而美国、意大利等世界苹果生产先进国家则基本上都采用果园生草技术，虽然我国通过研究也对果园生草效果进行相应报道，但是旱地苹果多年生草效果及适宜草品种筛选的相关研究还尚少，近几年，由于果园生草具有蓄水保墒、培肥地力、调节果园小气候等作用［2-4］，因此经常被试验推广。作者在本文中以自然生草——破碗花（图2）、多花黑麦草（图3）、三叶草（图4）三种野生草本植物为例，展开渭北旱塬果园生草效应与技术的相关研究，以期为渭北旱塬果园推行生草提供一定的理论参考价值。

1 材料与方法

1.1 试验用地

试验地位于淳化县苹果实验基地示范园，海拔1000米左右，年均降雨600毫升左右，年均温度9 ℃，试验园为2010年栽植的富士果园，品种为长富２号，基砧为新疆野苹果，株行距为2米×3.5米，每隔４行设２行授粉树，授粉果树品种主要为皇家嘎拉。每年每公顷施肥：过磷酸钙600千克，硫酸钾300千克，尿素600千克，未施加有机肥，管理水平相对一般。

1.2 试验设计

试验于2018—2021年进行，2018年春季种草，设计为A.自然生草、B.多花黑麦草、C.三叶草共3个处理，随机区组设计，80株树，每隔4行树做1个处理，2行树品种为隔离树，行间种草，其宽度为2.5米，行内清耕覆盖，宽度为1米，定期展开刈割，在这3年期间，要将草的高度人工控制于40厘米以下，每年的10月下旬，在树干一米处深翻一次，行间均属于多年生草，不深翻、不重新播种，对照处理及时中耕除草，每一处要做到施肥管理水平一致，无灌水条件。

1.3 测定统计项目

分别于2018年7月12日、2021年7月12日，测定土壤pH值及有机磷、有机质、水解氮、速效钾含量，土壤水分含量和果实品质。

2 结果与分析

2.1 对土壤pH值的影响

土壤化学成分对果树植株的营养意义极为重要，2018年，试验地pH值为9.00，具备相对较高的碱性，生草后刈割覆盖，pH值都存在一定程度的下降，其大小顺序为多花黑麦草＞自然生草＞三叶草，其中三叶草变化幅度最为明显，研究表明，以三叶草为主的果园生草可以明显降低果园土壤pH值，而多花黑麦草对土壤pH值的影响相对较小（表1）。

2.2 对土壤有机质含量的影响

试验表明，果园生草及生草后刈割覆盖果园地，由生草所形成的枯叶、枯根等一些残体会在土壤中不断转化降解，从而形成腐殖质，使得土壤有機质不断提升，其从高到低顺序为三叶草＞自然生草＞多花黑麦草，提升土壤有机质积累最为显著的为三叶草，其为初期测量的1.63倍，而且根据研究可以得知，土壤层中有机碳增量会随着土壤深度加大而降低。

2.3 对土壤P、N、K及速效养分的影响

试验表明，果园生草通常选择禾本科植物或者豆科植物，豆科植物固氮效果好，可以显著提高土壤中的氮含量，而禾本科植物可以大幅度提升土壤中的K含量。果园生草后进行刈割覆盖，当这些残草腐解后，草体养分便会释放到土壤中，从而使土壤养分含量不断提升。根据此次试验可以得知，三年生草之后，土壤中有机磷含量从高到低分别为三叶草＞多花黑麦草＞自然生草，其中三叶草对土壤磷含量影响最大，为初期测量的2.14倍。三年生草之后，土壤中水解氮含量从高到低分别为三叶草＞自然生草＞多花黑麦草，其中三叶草对土壤氮含量影响最大，为初期测量的1.37倍。三年生草之后，土壤中速效钾含量从高到低分别为三叶草＞多花黑麦草＞自然生草，其中三叶草对土壤速效钾含量影响最大，为初期测量的3.05倍。综上所述，生草覆盖下的果园土壤生态环境，在针对0～40厘米土层中，有机质、全P、全N，以及速效N、P、K含量都显著增加，其中三叶草对土壤肥力的影响最为显著。

2.4 对土壤水分影响

果园生草以及生草后刈割覆盖园地，可以有效缓和降雨对旱塬地土壤的直接侵蚀，从而减少水土流失，并减少地表径流；除此之外，在生草效应下，还能够有效提升旱塬地水分渗透速率，由于生草覆盖，使得土壤水分蒸发速度下降，并同时提高了土壤中的水分含量及水分利用率。试验可知，旱塬果园生草栽培研究结果表明，无灌溉条件的，7月份后夏秋高温连旱季节，生草栽培可提高土壤含水量；7—11月份种植自然生草、多花黑麦草、三叶草，平均土壤含水量为18.7%、19.8%、22.4%，分别较对照提高1.5%、2.6%、5.2%，其中尤以种植三叶草防旱效果明显。不过随着生草年限延长，果树与草之间存在一定的争水矛盾，当土壤含水量趋向于饱和时，这种矛盾会有所缓和，然而在干旱年份，矛盾仍然较为突出。

2.5 对果实品质的影响

试验可以得知，果园-自然生草、果园-多花黑麦草、果园-三叶草结合模式，这三种模式都可以有效提高果树的平均单果质量、果实产量、维生素C含量、总糖含量、硬度及可溶性固形物含量。其中果园-三叶草模式的实效性最高，其可以使果实产量最高提升19.5%，而总糖提升1.32个百分点，比2018年裸土初期测量的数值都相对较高。

3 结论与讨论

3.1 果园生草效应研究

渭北旱塬土壤有机质含量低，借助果园生草技术，可以有效提升旱塬土壤的有机质含量，而且有效降低旱塬土壤的pH值，在促进果树生殖生长的同时，还显著抑制了果树的营养生长，有利于果实开花结果。此次试验，以果园-自然生草、果园-多花黑麦草、果园-三叶草三种生草模式，其中果园-三叶草模式经过验证对于旱塬地区来说，属于最优生草栽培制首选，这种模式不但可以提升渭北旱塬的土壤pH值与有机质含量，而且可以显著提升土壤肥力，保持土壤水分，从而使旱塬果园实现良性循环。对此，果园-三叶草生草模式可选择白三叶，行间生草，株间清耕覆盖，定期刈割覆盖，这样就能够在提高土壤肥力的同时，有效避免水土流失。除此之外，每年10月果实成熟收获之后要进行一次翻压，这样就可以有效培肥土壤，不断提升土壤品质，提高果树产量与品质。

3.2 现阶段渭北旱塬果园生草技术存在问题分析

根据对渭北旱塬果园生草技术调查可以得知，现阶段生草技术在渭北地区果农接受率相对较低，主要原因在于：一方面，果农对于果园生草技术的认知不到位，大部分果农认为杂草会与果树形成争水争肥的现象，从而影响果樹生长。其实生草最主要影响的是植物体内的碳水化合物以及相关氮素在果树体内展开运输，生草初期，由于营养竞争，或许会对果树生长造成影响，不过到了后期影响就会逐渐减小，而果实品质逐年上升，从长远看，是有利于提升综合经济效益的，只是现阶段渭北旱塬果园生草实效性还没有显现，导致大部分果农并不认可。另一方面，生草技术还并不成熟，还处于试验阶段，不能根据气候或土壤条件选择合适的草种，很多地方都引种三叶草，然而三叶草耐旱性差，在苹果科学实验基地示范园是由于水源跟得上，一旦推广到一些偏干旱地区，就会导致引种失败；而且没有严格按照生草要求去播种，很多果农都会全园种草，而不是行间种草，这势必会与果树树根争肥、争水、争氧，从而影响果树正常生长，当生草长高时，也没有按照规定去刈割，影响了田间作务。

3.3 果园生草技术管理分析

果园生草技术属于我国现阶段果园土壤管理中的新兴制度，一定程度上果园生草属于当前土壤管理实现的一种变革与创新，借助生草能够促使土壤有机质短缺的状况得以有效缓解，也可以借助生草调控土壤水分，从而实现节水农业的发展目标。不过，在果园生草管理过程中，除了加强对于生草技术的学习及实践之外，还要加强生产技术的管理，对此要做到：

第一，加强管理，去除恶性杂草。在草生长初期，就一定要剔除生草过程中自然生长的恶性杂草，尤其是要注意及时去除高秆、深根性、阔叶、有攀援习性的杂草，除去这些杂草，就可以有效避免杂草影响果树生长；要保留矮秆、须根、不易木质化、好管理、易腐烂的一年生草。

第二，加强水肥管理。对于生草果园，在春季苗期要与果树一直提倡施提苗肥，可以每亩施尿素4～5千克，并且要定期施肥，全年每亩施用15～20千克尿素，一方面是为了有效解决生草与果树争肥的问题，另一方面可以借助施肥有效增加产草量，从而达到无机换有机的效果。除此之外，干旱时节要结合果园灌溉定期对生草浇水。

第三，及时刈割。当果园内草生长高于35厘米时，就要及时刈割。刈割过程中一定要注意生草的留草高度，除了不能影响果树生长，也要借助刈割进一步促使草再生，而且留草操作要留5～10厘米的间隔，并将刈割之后剩下的草于树盘周围进行覆盖。借助刈割，不但可以有效控制草的高度，而且可以促进草的分生，并借助多次刈割，有效调节生草草种的演替，促使果园内生草种植可以逐渐形成一种以禾本科草为主的果园草被。通过2～3年的选留之后，所种植生草种类和比例就会在人们意愿的基础上进行生长，并使果园土壤管理变得更为容易。一般情况下，刈割时间要尽可能选在抽生花序之前，对于一些需要剔除的草种，诸如苘麻、苋菜等，要选在产生种子之前刈割，而每一次刈割时间也要根据果园生草的实际生长量及高度确定。秋季长起来之后的草，不再刈割，冬季要留茬覆盖。

参考文献

［1］刘富庭，张林森，李雪薇，等.生草对渭北旱地苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2014，20（2）：355-363.

［2］李会科，李金玲，王雷存，等.种间互作对苹果/白三叶复合系统根系生长及分布的影响［J］.草地学报，2011，19   （6）：960-968.

［3］寇建村，杨文权，韩明玉，等．我国果园生草研究进展［J］.草业科学，2010，27（7）：154-158.

［4］梅立新，李会科．渭北旱地苹果园生草小气候效应研究［J］.干旱区农业研究，2010，28（1）：187-192.

基金项目：咸阳市2020年科学技术研究发展课题—几种野生草本植物在渭北旱塬果园生草中的应用研究与示范（课题编号：2020k02-71）

作者简介：韩春妮，女，汉族，陕西西安人，硕士，副教授，从事果园生草、苹果树栽培与管理、园林植物种植设计等研究。E-mail：934385251@qq.com