蘋果園樹下覆草研究初報(bào)

梁 芊，孫慧英，李一路

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，山西 太原 030031）

山西省地處黃土高原東部，70%是丘陵和山地，有“十年九旱”之說(shuō)[1-3]，全省至少80%的果園不具備灌溉條件[4]。干旱缺水使得蘋果樹得不到及時(shí)有效的灌溉，對(duì)蘋果花芽后期分化產(chǎn)生不利影響，降低坐果率，極大地影響果品的產(chǎn)量和質(zhì)量[5-7]。山西呂梁西山旱塬地帶虧缺水分達(dá)3300～4275m3/hm2，為省內(nèi)重旱區(qū)，水資源不足且水土流失嚴(yán)重，土壤瘠薄，有機(jī)質(zhì)少，嚴(yán)重影響了蘋果樹的正常生長(zhǎng)發(fā)育[8]。

國(guó)內(nèi)90%的蘋果園實(shí)行樹下清耕。近年來(lái)，興起果園覆蓋集雨保墑，但果園覆蓋在國(guó)內(nèi)僅處于試驗(yàn)和小面積應(yīng)用階段[9-10]。起壟覆膜小溝灌溉就是起壟覆黑膜，樹行中間形成集雨溝，但是覆膜時(shí)人工費(fèi)昂貴，膜易破損不便于人工作業(yè)，山地果園風(fēng)大，不到1 a地膜就遭到嚴(yán)重破損，來(lái)年不能連續(xù)使用[11]。而果園生草是指在果樹行間或全園種植草本植物，目前，歐美和日本的果園，土壤管理主要以樹下生草為主，歐美生草果園面積占果園總面積的70%，但在國(guó)內(nèi)干旱的山地果園，草和果樹爭(zhēng)搶有限的雨水，反而不利于果樹的生長(zhǎng)[12-17]。在旱作果園，地面生草可能與蘋果根系水分供應(yīng)產(chǎn)生矛盾，因此，北方無(wú)灌溉條件的旱作果園應(yīng)慎重推廣樹下生草[18]。

為此，筆者結(jié)合臨汾西山地區(qū)旱地果園實(shí)際情況，借鑒當(dāng)前果園覆蓋的技術(shù)，進(jìn)行了山區(qū)旱地蘋果園覆草比較試驗(yàn)，通過(guò)覆草和清耕對(duì)果園土壤溫度、含水量及養(yǎng)分、根系垂直分布特點(diǎn)、單果質(zhì)量、樹體產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比分析，歸納、總結(jié)出一套適合山西省呂梁山區(qū)旱地蘋果園集雨保墑模式，以期為山區(qū)旱地蘋果園樹下覆草大面積應(yīng)用提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2011—2014年在山西省臨汾市大寧縣太德鄉(xiāng)扶義村進(jìn)行。試驗(yàn)地位于東經(jīng)110°27′55″、北緯36°16′40″，海拔為1 050 m。近4 a最低溫度-15.52℃，年平均溫度10.7℃，有效積溫3851℃·d，年平均降水量450 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

選定3個(gè)試驗(yàn)果園：（1）賀文平果園（果園1），面積1.33 hm2，主栽品種紅富士，授粉品種嘎拉，1991年栽植，株行距3 m×4 m，果園土壤為黃綿土。（2）馮三緒果園（果園 2），面積 1.73 hm2，主栽品種長(zhǎng)富2號(hào)，授粉品種新紅星，2000年栽植，株行距3 m×5 m，果園處于2塊梯田地帶，土壤為沙壤土。（3）馮建軍果園（果園 3），面積 0.87 hm2，主栽品種長(zhǎng)富2號(hào)，授粉品種新紅星，2001年栽植，株行距3 m×5 m，果園處于垣面較平整，土壤為黃綿土。3個(gè)果園均為雨養(yǎng)無(wú)灌溉設(shè)施果園，自由紡錘形樹形，樹體長(zhǎng)勢(shì)一般，管理一致。每個(gè)測(cè)試園內(nèi)隨機(jī)抽取10株干徑、冠徑相近的樹體，5株樹下覆草，另外5株清耕（對(duì)照），定株觀測(cè)。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，分別為：（1）處理1-1，果園1覆草。將深翻土壤的果園，樹冠下均勻覆蓋10cm左右長(zhǎng)的雜草、秸稈等有機(jī)物，厚度20 cm左右，在草上壓些小土塊，樹干周圍20 cm內(nèi)不覆草，以免樹干被田鼠啃傷[19-20]。（2）處理1-2，果園1對(duì)照（樹下清耕）。及時(shí)去除樹下雜草，保持土壤疏松狀態(tài)。（3）處理2-1，果園2覆草。參見果園1的覆草處理方式。（4）處理2-2，果園2對(duì)照（樹下清耕）。參見果園1的清耕處理方式。（5）處理3-1，果園3覆草。參見果園1的覆草處理方式。（6）處理3-2，果園3對(duì)照（樹下清耕）。參見果園1的清耕處理方式。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 果園土壤含水量測(cè)定 2011—2014年，每年3月中旬開始，每間隔10 d，對(duì)3個(gè)果園定株的樹體樹冠投影處外緣2/3處，距地面20 cm處取土樣，采用烘干法測(cè)定土壤含水量，3次重復(fù)，取平均值。

1.4.2 果園土壤地表溫度調(diào)查 2011—2014年，每年3月中旬開始，對(duì)3個(gè)果園定株的果樹每隔10 d用地溫表測(cè)量距15 cm處的土壤溫度，測(cè)定點(diǎn)固定，要避開樹冠投影，3次重復(fù)，取平均值。

1.4.3 樹體根系情況調(diào)查 2011—2014年，每年3月中旬樹體萌動(dòng)前或11月中旬樹下土壤封凍前，在3個(gè)果園中隨機(jī)各選出1株覆草的果樹和清耕的果樹，在樹冠下距離主干2/3處根系分布最多的環(huán)圓地帶，從正東方向開始順時(shí)針取土，每次間隔30 cm，調(diào)查根系垂直分布數(shù)值，每7 d調(diào)查1次根系垂直分布數(shù)值，取平均值。

1.4.4 樹體產(chǎn)量測(cè)定 2011—2014年每年10月中旬，長(zhǎng)富2號(hào)果實(shí)成熟時(shí)，在3個(gè)果園，分別采摘覆草與清耕的定株果樹，電子臺(tái)秤測(cè)定產(chǎn)量，并取平均值。

1.4.5 土壤肥力的測(cè)定 2011—2014年，每年11月中旬，樹下土壤封凍前，隨機(jī)選定樣株為中點(diǎn)，樹冠下按對(duì)角線布4點(diǎn)，用土鉆從0～60 cm土層采集土樣1 kg左右，各點(diǎn)采集土樣混合，取1 kg混合土樣，測(cè)定土壤養(yǎng)分。

1.4.6 樹體枝量生長(zhǎng)及葉片生長(zhǎng)情況調(diào)查 2011—2014年每年4—10月，調(diào)查定株果樹新梢生長(zhǎng)量。在每株樹體上選擇10個(gè)新梢，每20 d左右用卷尺測(cè)量新梢長(zhǎng)度；在每株樹體上隨機(jī)采摘100片鮮葉，用烘干法測(cè)定百葉質(zhì)量；每年10月底樹體停止生長(zhǎng)落葉前，用游標(biāo)卡尺調(diào)查定株果樹樹體干徑，3次重復(fù)，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹下覆草與清耕的土壤含水量比較

從圖 1，2，3 可以看出，4 a間，3 個(gè)果園，樹下覆草與對(duì)照清耕相比，土壤含水量隨時(shí)間的變化均逐漸升高，同期覆草比對(duì)照清耕土壤含水量始終高。2011年6月25日，果園1、果園2、果園3覆草處理比對(duì)照清耕土壤含水量分別提高了6.2%，8.0%，5.8%；2012年6月25日，果園1、果園2、果園3覆草處理比對(duì)照清耕土壤含水量分別提高了5.2%，5.0%，5.6%；2013年 6月 25日，果園 1、果園 2、果園3覆草處理比對(duì)照清耕土壤含水量分別提高了6.1%，6.5%，3.5%；2014年 6月 25日，果園 1、果園2、果園3覆草處理比對(duì)照清耕土壤含水量分別提高了6.1%，4.5%，4.9%。說(shuō)明樹下覆草能夠減少土壤水分蒸發(fā)，使土壤含水量顯著提高。5—6月正值果樹花期和幼果膨大期，大寧山區(qū)干旱、少雨，樹下覆蓋雜草、秸稈后，降水大部分滲入土壤，加之土壤不與大氣直接接觸，減少了土壤水分的蒸發(fā)，因此，提高了土壤含水量。由于2012年6月15日全天下雨，故沒有測(cè)定土壤含水量。

2.2 樹下覆草與清耕的土壤溫度比較

從圖4，5，6可以看出，4 a間，在3個(gè)果園，冬季樹下覆草，在氣溫最低的1月份，距地面15 cm處土壤始終不結(jié)凍，地溫為0.7～1.9℃；樹下清耕距地面15 cm處結(jié)凍，溫度為-2.4～-1.7℃。2月底地溫開始回升，樹下清耕果園地溫回升快，3月中旬清耕果園比覆草園地溫提高0.6～2.3℃，8月中旬清耕果園比覆草果園地溫高4.9～9.0℃。從8月下旬開始隨氣溫的逐步下降，覆草果園地溫下降較清耕果園緩慢，9月中旬溫差逐步縮小為1.8～4.5℃。10月中旬覆草園比對(duì)照清耕園地溫降幅小，反較清耕園地溫升高1.3～3.6℃。

2.3 樹下覆草與清耕土壤養(yǎng)分比較

從圖 7，8，9，10 可以看出，3 個(gè)果園，樹下覆草與對(duì)照清耕相比，樹下覆草有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀含量均高于樹下清耕。連續(xù)覆草4a后較樹下清耕，3個(gè)果園有機(jī)質(zhì)含量分別提高了0.36，0.33，0.42百分點(diǎn)，全氮含量分別提高0.36，0.33，0.42mg/L，速效磷含量分別提高37.17，36.57，37.70 mg/L，速效鉀含量分別提高98.90，103.02，104.52 mg/L，通過(guò)連續(xù)多年的覆草，覆蓋材料腐爛，使土壤內(nèi)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素增加，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)提高，有機(jī)質(zhì)增加，土壤通透性增強(qiáng)，有利于土壤養(yǎng)分被果樹吸收利用。

2.4 樹下覆草與清耕不同處理方式對(duì)樹體生長(zhǎng)狀況的影響

由圖11，12，13可知，3個(gè)果園，樹下覆草與對(duì)照清耕相比，樹下覆草促進(jìn)果樹生長(zhǎng)效果較明顯。連續(xù)覆草4 a后，3個(gè)果園樹下覆草較清耕新梢生長(zhǎng)量分別提高了1.7，2.8，3.4 cm，百葉質(zhì)量提高了3.1，0.7，2.8 g，主干直徑提高了 2.3，3.0，3.3 cm，覆草措施提高了果園土壤及樹體的養(yǎng)分，明顯促進(jìn)了樹體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。

2.5 樹下覆草與清耕不同處理方式對(duì)樹體根系生長(zhǎng)狀況的影響

由表1，2，3可知，3個(gè)果園，樹下覆草與對(duì)照清耕相比，樹下覆草促進(jìn)果樹根系生長(zhǎng)效果較明顯。連續(xù)覆草4 a后較樹下清耕，3個(gè)果園樹下覆草較清耕根系總數(shù)分別提高了390，365，401條。而3個(gè)果園樹下覆草的根系總數(shù)逐年提高幅度大，覆草4 a后分別提高271，298，303條；樹下清耕根系總數(shù)提高幅度小，分別提高了38，28，52條。說(shuō)明覆草促進(jìn)了果樹根系的生長(zhǎng)發(fā)育。

表1 蘋果園1覆草、清耕不同處理對(duì)樹體根系土層分布的影響（2011—2014年）

表2 蘋果園2覆草、清耕不同處理對(duì)樹體根系土層分布的影響（2011—2014年）

表3 蘋果園3覆草、清耕不同處理對(duì)樹體根系土層分布的影響（2011—2014年）

2.6 樹下覆草與清耕不同處理對(duì)樹體產(chǎn)量的影響

從表4，5，6可以看出，樹下覆草與對(duì)照清耕相比，樹下覆草促進(jìn)樹體增產(chǎn)效果較明顯。2011年3個(gè)覆草果園比對(duì)照清耕單株產(chǎn)量分別提高18.7，7.9，11.6kg；2012 年分別提高了 15.6，5.8，10.8kg；2013 年分別提高了 10.7，6.0，11.0 kg；2014 年分別提高了12.0，6.1，11.4 kg。說(shuō)明蘋果園覆草能有效提高果實(shí)質(zhì)量和產(chǎn)量。

表4 蘋果園1覆草、清耕處理對(duì)果樹單株產(chǎn)量的影響（2011—2014年） kg

表5 蘋果園2覆草、清耕處理對(duì)果樹單株產(chǎn)量的影響（2011—2014年） kg

表6 蘋果園3覆草、清耕處理對(duì)果樹單株產(chǎn)量的影響（2011—2014年） kg

3 結(jié)論

本研究在臨汾市大寧縣太德鄉(xiāng)扶義村的3個(gè)地勢(shì)不同、土質(zhì)不同的山區(qū)旱地果園進(jìn)行了覆草和對(duì)照清耕的比較試驗(yàn)，連續(xù)4 a，對(duì)3個(gè)果園的樹下覆草和清耕的土壤含水量、土壤溫度、土壤養(yǎng)分、樹體生長(zhǎng)狀況、根系生長(zhǎng)及單株產(chǎn)量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，覆草果園在土壤濕度、溫度，樹體、根系生長(zhǎng)及分布和產(chǎn)量方面明顯優(yōu)于樹下清耕。

4 討論

本試驗(yàn)中，在3個(gè)不同的果園中，樹下連續(xù)覆草4 a與對(duì)照清耕相比，土壤含水量、養(yǎng)分明顯增加，樹體生長(zhǎng)量明顯增大，果實(shí)產(chǎn)量明顯提高。與高登濤等[21]3—6月不同覆草園與清耕園相比，平均土壤含水量高1.5%～7.1%的研究結(jié)果一致。

本研究顯示，3個(gè)果園覆草有機(jī)質(zhì)含量分別提高了0.36，0.33，0.42百分點(diǎn)，全氮含量分別提高0.36，0.33，0.42 mg/L， 速 效 磷 含 量 分 別 提 高37.17，36.57，37.70 mg/L，速效鉀含量分別 提高98.90，103.02，104.52 mg/L。而高登濤等[21]研究發(fā)現(xiàn)，樹下覆蓋干草、松針、干樹葉、糞肥等多種有機(jī)物能提高土壤營(yíng)養(yǎng)，可利用氮、磷、鉀含量分別增加了23.3%，15.3%，10.7%；馬彥等[22]研究發(fā)現(xiàn)，覆草后土壤有機(jī)質(zhì)比清耕提高8.7%，覆草后果園有機(jī)質(zhì)含量提高與本試驗(yàn)結(jié)論基本一致。

在本試驗(yàn)中，連續(xù)覆草4 a的3個(gè)果園樹下覆草較清耕新梢生長(zhǎng)量分別提高了1.7，2.8，3.4 cm，百葉質(zhì)量分別提高了3.1，0.7，2.8 g，主干直徑分別提高了 2.3，3.0，3.3 cm，董鐵等[23]研究發(fā)現(xiàn)，蘋果園覆草的百葉干質(zhì)量、新梢長(zhǎng)度顯著高于清耕；而宋寶云等[24]進(jìn)行了清耕、覆膜、覆草對(duì)果園土壤水分、溫度及樹體發(fā)育影響的比較試驗(yàn)，結(jié)果表明，果園土壤管理的順序應(yīng)以覆草最佳，其次為覆膜，最差為清耕；PANDE等[25]也研究發(fā)現(xiàn)，干草覆蓋的10年生蘋果樹樹體生長(zhǎng)量最大。以上結(jié)論與本研究結(jié)果基本一致。

因能力有限、條件有限，筆者沒有結(jié)合不同的地勢(shì)、土質(zhì)對(duì)土壤溫度、含水量的影響進(jìn)行深入研究。例如，位于2塊梯田結(jié)合部的果園，處于低洼處，冬天易保溫，而春季提溫幅度緩慢；而位于垣面較平整處的果園，冬天低溫相對(duì)較低，而春季提溫幅度較快。對(duì)于果實(shí)僅僅測(cè)定了樹體的單株產(chǎn)量，沒有進(jìn)行果實(shí)含糖量、糖酸比的深入測(cè)定。

本試驗(yàn)在干旱少雨的山地果園進(jìn)行，如果在雨量充沛的年份，果園覆草對(duì)果樹生產(chǎn)的影響如何還有待進(jìn)一步研究。而王榮莉等[26]進(jìn)行了同一個(gè)果園地布覆蓋、地膜覆蓋、秸稈覆蓋的比較，研究表明，3種覆蓋均可以改善土壤和樹體狀況，其中，園藝地布覆蓋的效果最好。李紅波等[27]對(duì)果園覆蓋材料普通塑料地膜、無(wú)紡地布、園藝地布的應(yīng)用效果、成本核算進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，在生產(chǎn)上建議使用園藝地布作為果園覆蓋材料。今后應(yīng)進(jìn)行新型園藝地布覆蓋的比較試驗(yàn)。

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