果園生草覆蓋研究動態及發展方向

方敏彥，梁慧敏，鮑榮靜，章 明

(1.江蘇農林職業技術學院，江蘇 句容 211121;2.句容市園林管理處，江蘇 句容 212400)

覆蓋 (mulching)是指在土壤表面以某種方式使土壤與環境形成一個隔層的地面管理措施。作為土壤管理技術之一的地表覆蓋技術，具有蓄水保墑、培肥地力、減少水土流失、調節微生態系統環境等功能［1-2］，現已成為世界上許多國家和地區廣泛采用的土壤管理調控技術之一。生草等種植活體遮蓋物的土壤管理方法稱為生草覆蓋 (作物覆蓋)，主要用于鹽堿地改良及果園土壤管理方面，可提高土壤養分，增加土壤中有機質含量及微生物的數量與種類，同時可以使果樹害蟲的天敵種群數量增加，減少了農藥的投入及農藥對環境和果實的污染，并能有效防止冬春季風沙揚塵造成的環境污染等問題。隨著近年來生態農業的發展，生草覆蓋研究取得了較多新進展，為此，本文從生草覆蓋的類型及對果園生產環境和果樹的影響等方面對近年來國內外的研究情況進行綜述，以期為生草覆蓋的研究應用提出一些建議。

1 生草覆蓋的類型

1.1 按種植方式劃分

按照草種在果園的種植的方式不同可分為行間和全園生草覆蓋［1］。行間生草覆蓋是指只在果樹行間種草的局部覆蓋方式，適用于幼齡果園;全園生草覆蓋是指在全園所有樹下全部種上草種，以地面全覆蓋的方式進行草種種植，適于已經成熟的果園。

1.2 按植被類型劃分

果園生草從地被角度講，可分為人工種草和自然生草［2］。人工種草是指人工選擇特定的草種，人為地在果園進行種植，以達到生草的目的。自然生草是指果園內自然生長出的草種，經過多年的自然生長，競爭后存活下來適應當地生態環境實現自然生草。

2 生草覆蓋對果園生產環境的影響

2.1 對土壤鹽漬化的治理及水土保持作用

生草覆蓋能有效進行鹽堿地改良，減少農田土壤無效蒸發，調節鹽分在土體中的分布。生草覆蓋后，草坪草根系及植物殘體添加了土壤中腐殖質含量，腐殖質是土壤中進行離子交換的有效介質，腐殖質的增加也促進了土壤中的離子交換，起到調節酸堿度的作用，最終降低土壤中堿離子的含量，降低土壤鹽分。

賈恢先［2］在內陸鹽漬化生物防治研究中指出，全年綠色覆蓋，一方面可防止鹽分的表聚，另一方面可培肥地力，達到可持續發展的目的。李昂［3］研究發現二年生紅豆草、一年生紅豆草等綠色覆蓋模式均使土壤表層鹽分含量比同期裸地的低，說明生草覆蓋具有明顯的抑鹽作用。

果園生草可有效的防止水土流失。遼寧省果樹研究所相關研究表明［4］，較裸露地，生草覆蓋后地表徑流和土壤沖刷量明顯降低，分別降低了40%～60%和30%～90%;內蒙古壩口子試驗站研究發現［5］，與裸露地相比，生草覆蓋后地表徑流量降低了43.8%～61.5%;鄭州果樹研究所對丘陵紅壤果園觀測［6］結果顯示，生草覆蓋后地表徑流和土壤沖刷量都有所降低，分別降低了27.5%和3.68倍。

2.2 對土壤水分的影響

果園實施生草覆蓋后，增加了草被地表覆蓋，減緩了地下水分的蒸發散失，分別提高了0～10，10～30和30～50 cm土層的土壤含水量，起到了良好的土壤保水作用。在提高土壤保水性能方面，果園內人工種植適當草種比自然生草的效果明顯，間種果園草地全年均較自然生草效果好［7］。在豐水季節生草處理后，0～40 cm土層水分含量可提高 2.02% ～3.76%［8］。

2.3 對土壤結構的影響

良好的土壤結構能提供優良的土壤基礎，能為果樹優質高產提供前提條件。果園生草覆蓋后可有效改善土壤的物理性狀，使土壤微生物活動加劇、土壤總孔隙度提高，有效促進根系層土壤團粒結構的形成。果園生草覆蓋能明顯改善0～20 cm表土層的土壤結構，使土壤孔隙度增加、土壤容重降低，但20 cm以下的深層土壤結構變化趨勢不明顯［9-11］。趙更生等［12-13］對生草覆蓋桔園研究結果表明，與清耕園相比，不同草種生草園土壤總孔隙度增加了0.86% ～4.71%。李會科等［13］對渭北蘋果園的相關研究發現，生草覆蓋后在0～40 cm土層土壤容重平均降低6.5%;郝淑英等［9］在黃土高原地區的果園生草試驗結果表明，生草覆蓋區與裸地區相比，土壤結構有較大改善，0～40 cm土層土壤團粒結構增加10.2%～12.2%。

2.4 對土壤有機質的影響

清耕導致土壤有機質含量下降，其中表層下降最為明顯。生草覆蓋后由于草坪草植物殘體在土壤中降解、轉化形成腐殖質，隨著生草的年份增加，土壤有機質含量也不斷提高。這種有機質的增加在表層土壤最為明顯，隨著土壤深度的增加這種變化趨勢逐漸減小。與生草覆蓋法相比，常規的深翻綠肥法并不能明顯的增加土壤腐殖質的含量，主要原因是深翻綠肥后有機質的轉化主要是礦物質化過程而不是腐殖化過程［14］。

鄧豐產等［15］研究發現，生草覆蓋后果園土壤的有機質有所增加，隨著生草年限的延長有機質含量逐年提高;Haynes等［16］報道成齡的金冠蘋果園生草覆蓋3年后較清耕處理表層0～30 cm土壤有機質增加0.2%;黃顯淦等［17］在對生草覆蓋的葡萄園研究中發現，0～20 cm土層中有機質含量比清耕對照提高0.22%;李會科［13］認為生草覆蓋果園中0～20 cm土層有機質含量較清耕土壤有顯著增加，禾本科和豆科牧草分別每年增加0.1%和0.15%;谷艷蓉等［18］研究表明，桃園自然生草覆蓋后能夠增加土壤有機質含量，增加幅度為10.40% ～38.10%。

2.5 對土壤N，P，K及速效養分的影響

果園生草覆蓋可有效提高土壤N，P，K及速效養分的含量。草坪草營養體回歸土壤分解轉化后，可返還給土壤大量的N，P，K，Ca，Mg，Fe，Zn，Mn等營養元素。這其中豆科草坪植物有良好的固氮作用，能使土壤中氮素的含量顯著提高，在適當的種植方式和充足的覆蓋率的條件下，每1 hm2的白三葉草可固定氮素150～195 kg，果園種植白三葉可大幅度降低甚至取代氮肥的投入量。種植禾本科草坪草早期土壤中N含量降低，但隨著種植年份的增加，土壤中的N含量也將逐步提高。

李國懷等［19］研究結果表明，柑橘園生草覆蓋初期土壤中速效N，K等營養元素的含量有所降低，但種植草坪草2年后土壤中有效N，K，Fe和Zn等養分含量均高于清耕對照;隨著土壤深度的增加N含量會逐漸下降，Lehmann等［20］研究表明，椰子園種植豆科草坪草后，N素的下降趨勢比清耕區小。Smith等［21］對核桃樹生草覆蓋研究發現，生草覆蓋后第1年0～30 cm土壤層的 N含量減少，但生草3年后 N含量開始增加;劉蝴蝶等［22］對生草蘋果園的研究發現，果園生草覆蓋區與對照區相比土壤中N，P，K等養分含量均有不同程度提高，全氮提高7%～12%，有效磷增加20%～35%，速效鉀增加9% ～25%;孟平等［23］對太行山區蘋果—沙打旺覆蓋后土壤養分的變化研究發現，生草覆蓋后土壤0～30 cm土層速效氮提高了32%。

2.6 對土壤微生物的影響

生草覆蓋能夠改善果園土壤物理性狀，增加土壤腐殖質，提高土壤養分，可有效減少土壤水分蒸發，保持和穩定土壤溫度，有利于細菌和真菌的生長。草坪草根莖系統及枝葉殘體的分泌物為土壤中微生物的活動提供了必需的營養物質，使土壤中微生物的種類和數量大幅度提高。

陳欣等［24］研究發現，與清耕區相比，生草覆蓋后果園土壤中微生物數量、解磷微生物 (PSM)活性和VA菌根孢子數量都有所提高;張成娥等［25-26］的研究也得到類似結果，生草覆蓋后土壤微生物數量及土壤酶活性都有所提高;劉建新等［27］發現，生草覆蓋增加了土壤微生物的數量，細菌、放線菌及氨化細菌和纖維分解菌的數量都有所提高;溫曉霞等［28］對旱作果園生草覆蓋的研究也發現，與常規裸地相比，生草覆蓋后能提高土壤真菌和細菌的數量;劉靈芝等［29］研究表明，生草覆蓋處理分離到的優勢菌株對蔗糖、葡萄糖、淀粉等糖類化合物，山梨醇、肌醇等醇類化合物，天門冬氨酸及白氨酸等氨基酸類化合物的利用能力明顯增強。

2.7 對土壤酶活性的影響

土壤中各種酶在土壤養分循環中起著生物催化劑的作用，土壤有機質及N，P，K，S等元素的形成與轉化都受土壤酶活性的影響。生草覆蓋可明顯提高土壤酶活性。劉建新等［27］研究表明，果園生草覆蓋后能顯著提高土壤中多種酶的活性，多酚氧化酶、蔗糖酶、纖維素酶、脲酶及堿性磷酸酶活性均明顯提高。劉靈芝等［29］研究也發現，采用生草覆蓋后能增加果園土壤蔗糖酶、過氧化氫酶和脲酶活性。

3 生草覆蓋對果樹的影響

3.1 對果樹樹勢的影響

大量研究表明，果園生草覆蓋初期由于草坪草對土壤氮肥和水分的吸收，可明顯降低樹體生長勢，在蘋果、梨、桃、核桃、柑橘、葡萄、桃、懸鉤子等許多果樹上都發現此現象，該效應在幼樹上表現明顯，成年樹體表現稍弱。

Paris等［30］研究了紫花苜蓿覆蓋種植后對核桃幼樹生長的影響，結果表明由于紫花苜蓿吸收了土壤中的養分及水分抑制了核桃直徑和枝條的伸長生長，其長度都短于對照清耕樹體。此外，王齊瑞等［31-32］研究發現，生草覆蓋殷桃園后，其花期比清耕對照延遲了3～5 d。新梢抽枝較早，當其新枝長度達到5 cm時，清耕區仍未抽出新梢，且梢長度也比對照區長2.14%。

3.2 對果樹葉片的影響

生草覆蓋可有效提高葉片生理活性，葉片的百葉重、單葉面積、光合速率、葉綠素及暗呼吸速率都會增加。一般而言，葉片N含量下降，P，K含量升高。蘇海蘭［33］對福建葡萄園覆蓋后研究發現，生草覆蓋后葉片及葉柄的 Ca，P，Mn，Fe含量均較其他處理高。蘭彥平等［34］研究了種植鴨茅和無芒雀麥的果園，和果清耕區相比，葉片的生理活性顯著提高，暗呼吸速率及光合速率分別提高17.53%和27.26%，生草覆蓋后葉面積、百葉重、葉片葉綠素含量也分別增加了33.9%，29.6%和20.37%，;郝淑英等［35］對蘋果園生草覆蓋研究也得到類似結果，較清耕對照，生草覆蓋后果樹葉片光合速率提高24.27%。

3.3 對果樹產量及品質的影響

生草覆蓋初期，由于草坪植物生長需吸收土壤中養分和水分，其自身又尚未將養分歸還給土壤，果樹長勢及產量會有所下降，但生草覆蓋2～3年以后，隨著土壤有機質逐步增加，果實產量會逐漸高于清耕區。此外，生草后果實品質也有明顯改善，主要是由于果肉中營養成分含量發生變化，N含量下降，P，K含量升高。總體上看，果園生草覆蓋可提高果實產量及品質 (平均單果重、Vc、總糖、可溶性固形物、硬度)，果肉中重金屬等有害物質的含量會明顯下降。

鄧豐產等［15］對渭北旱塬蘋果園的研究結果發現，果園覆蓋三葉草后，可使果實產量和單果重分別增加14.4%和10.2%;劉蝴蝶等［22］對蘋果園生草覆蓋研究發現，種植鴨茅、扁莖黃芪、百脈根、白三葉4種牧草后，果樹產量提高了12.78%～31.57%，單果重提高了18.06%～18.80%;和潤喜等［36］研究發現，果園實行生草覆蓋后，果實產量及品質均有不同程度的提高，紅富士的株產量達37.75 kg，較對照提高60.23%，喬納金、金冠和紅富士3個品種的單果重較對照提高28～40 g，果形指數均在0.860以上，大、中型果所占比例較對照提高11.67～26.70個百分點。

王勤等［37］研究表明，果園種植牧草后果實產量、總糖含量、硬度和Vc含量均有提高，但總酸度下降;李國懷等［19］對柑橘園的研究也顯示，生草覆蓋可明顯提高果實產量和可溶性固形物含量，降低檸檬酸含量;劉建新等［27］研究發現，生草覆蓋后蘋果產量及單果重增加，可溶性固形物、全糖、總酸和Vc含量均有所升高;申仲妹等［38］對梨園行間生草覆蓋處理進行了研究，結果表明，生草覆蓋條件下，果實可溶性固形物、還原糖、可溶性總糖、總酸度和粗蛋白的含量均高于清耕對照，所檢測的7個重金屬元素中，有6個元素含量低于清耕對照，完全符合綠色鮮梨果標準 (NY/T 423—2000)。

3.4 對果樹害蟲及天敵數量的影響

果園生草覆蓋后通過改善果樹的生存環境和養分供應，可以提高果樹抗逆性和抗病性，果樹的缺素癥狀明顯減少，病蟲害侵染的機率降低。果園生草為害蟲天敵提供了良好的生存空間，蚜蟲、瓢蟲等益蟲的數量增多，果樹害蟲發生率顯著下降，有效減少了農藥的施用量，對于發展生態綠色有機果業有著積極的作用。

王大平等［39-40］對覆草后不同類型蘋果園的研究結果表明，在生草覆蓋園，主要捕食性和寄生性害蟲天敵的平均蟲口密度顯著高于免耕園、清耕稀植園及清耕密植園，害蟲種類和數量都明顯少于對照區。果園生草覆蓋后，益害比明顯提高，對果園的生態防治效果極其顯著;宮永銘等［41］研究發現，蘋果園生草覆蓋后，園內樹體病蟲害的發生減輕，主要由于害蟲天敵種類和數量都顯著增加，某些害蟲被招引到地面的草上，樹體的噴藥次數明顯減少。同時，凍害、風害、落果、機械損傷等果樹受害現象也有不同程度的減輕;董民等［42］對有機桃園的研究也表明，地表自然生草、夏至草和紫花苜蓿混合種植對桃園桃蚜、桃粉蚜和桃縱卷瘤蚜有良好的綜合控制效果，種植70%紫花苜蓿+30%夏至草最有利于對這3種蚜蟲種群數量的控制。

4 小結

綜上所述，生草覆蓋改善了土壤的理化性狀，改變了土壤水分、熱量、通氣狀況，能有效加快土壤物質循環，增加土壤有機質和各種養分含量，提高土壤肥力，在防止水土流失及鹽堿地的改良等方面都起著重要的作用。其次，土壤中微生物的種類、數量、土壤酶活性因子都有所提高，果樹病蟲害等受害現象也明顯減少，可以有效提高果樹產量和品質。生草覆蓋這一土壤管理模式不僅能解決果園有機質流失、肥力不足等問題，而且節約了生產成本、大幅度降低農藥的使用量，有利于真正實現綠色無公害果品生產。

生草覆蓋在我國果園應用的時間較短，相關研究也處于起步階段，許多問題還亟待解決，如生草和果樹之間存在水分及養分的競爭的機理尚不明確。深入研究生草和果樹水分、養分競爭機理及年吸收變化動態，是科學全面開展果園生草覆蓋的前提。此外，我國果樹分布區域廣，自然生態條件差異較大，不同生態區的果園最適宜種植的草種還尚不明確。生草覆蓋后果園的管理與清耕管理不同，應對不同區域果園生草后的管理模式進行研究，規范生草覆蓋果園的日常養護管理機制，為生草覆蓋在果園中的科學管理和可持續發展提供可靠依據。

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