黃河故道地區梨園生草栽培的生態效應

摘要：為了探討生草對梨園栽培生態效應的影響，在梨園種植了不同的牧草，測定0～100cm不同土層的含水量、有機質質量分數、全N、速效P、速效K質量分數及土壤的pH值，同時，對果園的生物多樣性、環境溫、濕度變化進行觀察。結果表明，生草降低了梨園土壤含水量，果樹與草主要在0～60cm土層存在水分競爭；增加了0～20cm耕作層土壤有機質及N質量分數，種植白三葉可增加土壤K的質量分數，種植紫花苜蓿可增加土壤P的質量分數，pH值總體是降低的；20～80cm土層土壤有機質質量分數等指標均降低。生草可增加龜紋瓢蟲、草蛉等天敵的數量，使環境溫度下降2～3℃，濕度增加10％～15％，減輕了梨樹病蟲害的發生。梨園生草初期，應加強灌溉，并注意合理施肥。不同牧草應混合種植。

關鍵詞：梨園；生草；生態效應

中圖分類號：S661.2

文獻標識碼：A

文章編號：1009—9980(2009)05—739—05

果園生草栽培是在果樹行間或全園種植草本植物的一種土壤管理模式。二次大戰后，果園生草技術在國外得到迅速發展，目前歐美國家及日本，實施生草的果園占果園總面積的55％～70％，我國直到20世紀80年代才真正開始推廣果園生草技術，并于1998年將果園生草制作為綠色果品生產的措施之一，在全國推廣，但在實際生產中，我國果園土壤管理的主要措施仍是清耕法，清耕面積占果園總面積的90％，果園生草尚處于研究、試驗階段。國內學者對黃土高原地區蘋果生草及南方果園生草進行了研究，由于研究的生態條件、樹種、草的種類、生草年限等不同，研究結果并不一致，有的甚至得出相反的結論。但對于河南黃河故道地區，梨園的生草研究尚未見報道。調查發現，河南部分果農，在果園生草后，因出現草與果爭水爭肥的現象把草全部拔除，說明廣大果農對生草的規律還不了解，這項技術在黃河故道地區還未得到大面積的推廣應用。作者選擇黃河故道梨產區的“雨養”梨園，通過測定果園生草后不同土層水、土壤有機物質量分數、氮、磷、鉀質量分數及環境情況等，分析果園生草對土壤的水、肥、環境及生物多樣性的影響，為建立科學、完善的梨園生草土壤管理模式，提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地點與材料

地點為河南新鄭市梨園，品種為韓國黃金梨，6a生，株行距為2m×4m，樹冠中等，樹冠直徑與冠高為2m×3m，為結果初盛期。白三葉種子來自河南省農業科學院(法國進口)，紫花苜蓿種子來自河南省畜牧局(美國進口)。土壤為褐壤土。

試驗設置三塊樣地，A樣地：全園種置白三葉(1a生，行間及樹下留有空地，供覆草及便于管理，下同)；B樣地：全園種植紫花苜蓿(1a生)；C樣地：清耕對照(CK)，重復3次。各樣地來自同一連片果園。土壤肥力、質地一致。各樣地面積為3600m²。

2007年秋季在梨園行間種植上述不同牧草，樹下覆草，根部裸露。調查果園均為自然降雨果園，不進行人工灌溉和施肥。在8～9月份，對牧草進行刈割。覆蓋于樹盤。

1.2 方法

1.2.1 土壤含水量測定 10月初，果樹成熟期，田間土壤濕潤。降雨2周后采集土樣，采用烘干稱重法，分層(間隔20cm)，分別測定0～100cm各土層含水量，計算土壤水分變化情況。

土壤含水量變化(％)=[(處理組土壤含水量一對照組土壤含水量)／對照組土壤含水量]×100

1.2.2 土壤養分測定在測定土壤含水量的同時，測定各土層有機物、全氮、速效磷、速效鉀的質量分數，并測定各土層土壤pH值，分析土壤肥力的變化情況。全N的測定用凱氏定氮法；土壤速效磷的測定用0.5mol·L^-1NaHCO₃法；土壤速效鉀的測定用NH₄OAC浸提，火焰光度法；有機質的測定用重鉻酸鉀容量法一外加熱法；pH值的測定用pH計直接測定法。

1.2.3 生物多樣性調查及梨樹病蟲害發生情況調查

天敵調查：在2008年5月梨樹生長季節，分草叢間調查和樹上調查同時進行，草叢間調查采用5點取樣調查及采用捕網在草叢間捕獲；樹上調查，按5點取樣法，分不同方向，定樹、定枝、定葉調查，共選取50株樹。記載害蟲及天敵的種類、數量、發生情況等。調查、計算病蟲害的發生為害情況。

2 結果與分析

2.1 生草對土壤水分的垂直影響

從表1可以看出。在白三葉、紫花苜蓿生草區，在各土層均表現為生草降低了土壤含水量，而且0～60cm更為突出。紫花苜蓿生草區比白三葉生草區失水略多，紫花苜蓿生草區失水最高為14.10％，生草對60～100cm的深層土壤影響較小。經方差分析和多重比較，種植不同牧草，各樣點間含水量差異達到極顯著水平，在垂直方向，白三葉生草區，0～40cm土壤含水量與40～80cm土壤含水量差異達到極顯著水平。

果園生草，最突出的矛盾，是草與果樹爭水，主要在0～60cm土層存在水分競爭，60cm以后，隨土層加深，草與果樹爭水矛盾趨于緩和。果園生草后，應注意加強灌溉。

2.2 生草對土壤養分的垂直影響

從表2可以看出，種植白三葉和紫花苜蓿均可增加0～20cm耕作層有機質及全氮的質量分數，其中白三葉比紫花苜蓿增加略高，白三葉生草區土壤有機質質量分數和全氮質量分數分別比對照區增加18.97％和5.98％。對速效鉀質量分數，白三葉生草區比對照區高0.12％，紫花苜蓿生草區比對照區低5.40％，對速效磷的質量分數，白三葉生草區比對照低23.84％，紫花苜蓿生草區比對照高16.05％。對pH值的影響，生草區比對照區略有降低。

對20～80cm土層，生草區土壤有機質質量分數、全氮質量分數、速效磷質量分數、速效鉀質量分數均比對照區低，說明果園生草對20～80cm土層要消耗土壤有機質及氮磷鉀肥料。對pH值的影響不大。

對80～100cm深層土壤，生草區土壤有機質質量分數、全氮質量分數比對照區高，對速效磷質量分數比對照區低，對速效鉀質量分數，不同牧草影響不同，白三葉生草區土壤速效鉀質量分數比對照區高0.25％，紫花苜蓿生草區土壤速效鉀質量分數比對照區低3.25％。

經方差分析和多重比較。紫花苜蓿生草區全氮質量分數與對照差異極顯著，速效磷、速效鉀質量分數和pH值各樣點間差異極顯著，白三葉生草區有機質質量分數和對照差異極顯著，說明白三葉合成有機質的能力更強一些。從不同土層來看，總體表現為0～40cm土壤有機質、全氮等質量分數與40～803m質量分數存在極顯著差異，但不同植物及不同分析成分，因牧草根的深淺不同等略有差異。

總之，果園生草后，在0～20cm，耕作層，2種牧草均可增加有機質質量分數和全氮質量分數，紫花苜蓿可以增加速效磷質量分數，白三葉可以增加速效鉀的質量分數。對40～80cm深層土壤，生草降低了深層土壤有機物及全氮、速效磷、速效鉀的質量分數。對pH值的影響，在耕作層略有降低，其他層影響不大。

2.3 梨園生草栽培生物多樣性分析

2.3.1 生物多樣性分析 梨園生草后大大豐富了天敵種類，主要天敵有草蛉、龜紋瓢蟲、七星瓢蟲、異色瓢蟲、小花蝽、獵蝽、食蚜蠅等，其中天敵數量較多的為草蛉、龜紋瓢蟲、小花蝽等。

害蟲主要有梨癭蚊、梨二叉蚜、梨木虱、紅蜘蛛、梨網蝽、桃蛀螟等，發生較重的僅梨癭蚊1種。病害主要有梨黑斑病、銹病等，均較輕。

其他生物種類包括：溫室白粉虱、茶翅蝽、斑須蝽、金紋細蛾、菜粉蝶、螟蛾、小綠盲蝽等，其中茶翅蝽發生較普遍，輕度危害。菜粉蝶(主要是成蟲，與采集生草上的花蜜有關)、小綠盲蝽也有發生，但未造成危害。

2.3.2 梨樹病蟲害發生情況分析 梨園生草后，全年對梨樹病蟲害及天敵的發生情況進行了觀察和統計，從表3可以看出，5月初梨癭蚊在生草區幾乎沒有發生，對照區嚴重發生，5月中下旬生草區有輕微發生，對照區發生較重。梨木虱在對照區中度發生，生草區輕度發生，沒有造成危害。

另外，5月上旬還統計了梨二叉蚜的發生情況，生草區為0.04頭／枝，對照區12頭／枝；紅蜘蛛為0.01頭／枝，對照區為15頭／枝；5月下旬統計了桃蛀螟的發生情況，生草區桃蛀螟的蟲果率為3％，對照區10％，生草可有效地防治病蟲害的發生。

從表3可以看出，生草區與對照區的天敵之比為2:1～9:1。草嶺最大為4:1，龜紋瓢蟲最大為9.09:1，龜紋瓢蟲在生草區數量更多，生草極利于天敵的招引和繁殖，效果良好。另外，5月下旬還統計了小花蝽的發生情況，生草區為2.8頭／梢，對照區0.4頭／梢，生草區與對照區天敵之比為7:1。

龜紋瓢蟲和小花蝽主要是與梨癭蚊發生有關，主要在梨癭蚊造成的卷葉內發生，梨癭蚊發生多的，龜紋瓢蟲、小花蝽也較多，同時，也與紫花苜蓿上早春有蚜蟲、白粉虱等害蟲(食料)有關。據5月下旬統計，龜紋瓢蟲最多達2.8頭／梢，草蛉最多達8頭／枝。

生草以后，3月份溫室白粉虱等最先在紫花苜蓿、白三葉上危害，作為食料，瓢蟲等天敵在春季最先得到繁殖，數量較多，因此對4—5月份梨樹上的害蟲有較好的控制作用。5月中下旬調查，發現生草區梨樹卷葉內的梨癭蚊幼蟲多為死蟲，可能與小花蝽等天敵的刺吸有關。

生草區不足之處，茶翅蝽，斑須蝽輕度發生，刺吸梨果，易造成梨果畸形。菜粉蝶、小綠盲蝽等也有發生，但未造成危害。

2.4 梨園生草栽培環境效應分析

從表4可以看出，一般生草可使環境溫度降低2～3℃，環境濕度提高10％～15％，但在陰天及陰雨天，生草區與對照區溫濕度差別不大。

梨園生草后，對環境的影響，主要是降低環境溫度，提高環境濕度，降低太陽光對梨果的照射作用，對于套袋果，具有降低袋內溫度，減輕病害的發生等作用。

3 討論

3.1 生草果園土壤含水量的影響及與土層的關系

生草對果園土壤的影響，以往報道有2種觀點，一種認為，生草提高了土壤的含水量，如李振吾等，連續4a生草，提高了0～60cm土壤含水量。另一種觀點認為，生草降低了土壤含水量，趙政陽等，認為在0～40cm土層。牧草與果樹存在水分競爭。李會科等，認為生草可以提高0～40cm土層土壤孔隙度，降低土壤容重，從而提高生草果園土壤的持水能力。本文通過試驗，認為在生草初期，生草主要影響0～40cm土層(白三葉)，表現為草與水存在水分競爭門，也具有增加有機質質量分數、全氮質量分數等作用。從其他文獻報道來看。生草可以提高土壤的持水能力，但土壤含水量的高低，與降雨量關系密切，降雨多的年份，生草有保水作用，降雨少的年份。生草存在與果樹爭水的矛盾。

本試驗在春、秋兩季進行了2次測定(春季數據另文報道)，試驗結果基本一致，都表現為草與果樹存在水分競爭。春季干旱。生草后，土壤失水更為嚴重(另文報道)，因此，生草適合降雨量多的地區，對于降雨量少的地區(年降雨量小于650mm)，生草必須加強灌溉。本試驗表明，生草初期(1a生)，草與果樹存在水分競爭，主要影響0～40cm土層(白三葉)在“雨養”條件下，果樹與草主要在0～60cm均存在水分競爭，這點與以往文獻報道相近，但與深層(40cm以下)生草有調蓄作用不同，也與生草有保水作用不同。

3.2 生草與土壤肥力的變化

果園生草。可以增加0～20cm耕作層有機質質量分數，增加土壤全氮質量分數，與已有報道生草(3a生)可以增加0～60cm有機質、水解氮的質量分數相近，且生草年限越長，有機質及氮質量分數有向深層擴展的趨勢。但生草卻降低了20～80cm土壤氮、磷、鉀的質量分數，和其他文獻報道全氮等增加相比，可能與生草年限有關，因此生草初期，應根據情況，補充氮、磷、鉀等肥料。保證土壤肥力。從本試驗來看，在0～20cm耕作層，種植白三葉后，土壤速效鉀的質量分數是增加的，種植紫花苜蓿后，土壤速效磷的質量分數是增加的，從方差分析來看，2種牧草對土壤有機質質量分數、全氮質量分數等的影響，主要表現在0～40cm土層，而且作用不同，這點以往文獻沒有報道，說明果園生草不能種植單一牧草，不同牧草應混合種植。

3.3 生草對生物多樣性及環境條件的影響

生草可以降低環境溫度，增加環境濕度，增加龜紋瓢蟲等天敵數量，減輕病蟲害發生等作用，但生草后，茶翅蝽等半翅目害蟲易發生危害，應注意防治，這與馮存良等舊報道相一致。