實行果園生草制度的背景及生理生態學意義

實行果園生草制度的背景及生理生態學意義

一、生草制度的背景

1．果園土壤環境惡化。長期的清耕為主、偏施化肥的土壤管理制度導致我國蘋果園土壤迅速惡化，土壤結構劣質化，pH值迅速下降，土壤微生物群落失調，養分失衡，生理障礙大范圍發生。

2．栽培技術效果打折。栽培技術的實施效果下降，一定程度上為惡化了的生產條件所抵消。如肥料、水分利用率降低，植株營養水平低導致成花質量差，果實發育不良，品質性狀不典型。

3．果園綜合生產能力下降。樹體亞健康，經濟壽命明顯縮短，產量不穩定，果實品質下降，耐貯性下降，粗皮病、鈣失調等生理障礙頻發，部分產區甚至常態化。

而實行生草制是解決上述問題的根本出路。

生草制的著眼點是“保持土壤結構，促進土壤發育，維持果園系統的生物多樣性”。在我國現有農業生產條件下，難有充足的有機肥源投入到果園生產。目前，我國蘋果園面積200余萬公頃，要保持果園土壤有機質持續穩定（至少不下降），每年需要施入優質土雜肥共計15000萬立方米，需要存欄3000萬頭豬（按存欄1頭育肥豬，每年可以產生優質肥5立方米），才能滿足全國蘋果園有機肥的需要。因此，依靠傳統的有機肥供應體系來滿足全國蘋果園土壤的可持續利用，存在重大困難。生草制成為我們必須選擇的一條路。國際上果品生產較發達的國家幾乎無一例外的實行果園生草。

而且，近年來隨著我國社會經濟的發展，農村勞動力大量向城鎮流動，導致農業生產從業人員老齡化，素質相對較低，生產效率低下，勞動力成本大幅度增加，傳統上不是果園主要工作的除草也成了生產成本的重要組成，因此，生草制度建立也有助于大幅度降低除草成本。

二、生草制度的生理生態學意義

以生草制為代表的現代果園土壤管理制度，著眼于提高果園土壤穩定性、減少人工擾動、增加果園系統生物多樣性，也減少傳統管理技術體系下人工除草的用工。綜合前人研究結果，生草制具有如下幾個方面的作用：

1．增加土壤有機質含量，提高土壤緩沖性能：傳統上人們可能會認為生草制提高土壤生產性能主要是通過草腐爛后提供養分，而實際上，土壤有機質對土壤生產能力的作用主要是提高了土壤系統的緩沖性能，養分的增加在其次。緩沖能力增強后，就不會因為短時期的水肥豐缺而導致植株生長發育出現障礙。

2．改善土壤結構，增加水穩性團粒數量：常年生草后，大量草根與地上部枝葉凋落物進入土壤系統，經過微生物的作用，形成各級團粒，尤其對水穩性大團粒的增加具有顯著作用，從而對土壤結構的優良發育具有顯著促進作用。

3．提高土壤養分的生物有效性：生草后果園土壤中生物因子活躍，生物因子組成豐富而優化，土壤養分循環、轉化及機動性存儲都得到優化，從而大幅度提高養分的生物有效性。典型的例子是土壤中難溶性的磷、鈣等元素，經過土壤生物因子的綜合作用，由生物有效性低的礦物態進入生物系統，有效性大幅度增加。

4．穩定土壤環境溫度：溫度是環境中變化最快的因子之一，溫度的變化可以在多方面影響果樹的生理生化過程。生草制度建立后，良好的草被具有很強的調節能力，可以有效降低果園土壤系統溫度變化的日較差和年較差。同時，大量草群落的存在，可以通過蒸騰作用有效降低地上環境溫度，從而在夏季高溫時段減輕植株遭受高溫逆境的程度，對于維持植株高的光合水平具有重要意義。該方面本團隊前期的研究已經得出了結果。

5．穩定土壤水分條件：生草后果園系統水分散失主要通過植株和草的蒸騰過程，有效防止了水分的地面蒸發散失。良好的草被還有效減少徑流、攔蓄降雪，從而可以最大限度提高果園系統對自然降水的截獲能力。這一點在我國北方灌溉條件不理想的果園、鹽堿地果園具有重要意義。

6．增加土壤微生物數量：大量研究表明，生草制果園土壤中微生物多樣性顯著增加，各類微生物種群數量豐富度指數增加、種群結構協調，不會出現異常的優勢種群。多樣性指數高的微生物群落對于土壤生物環境的穩定及維持高的土壤生產性能具有重要意義。

7．增加土壤原生動物數量：與傳統的清耕制果園相比，生草后果園土壤中蚯蚓、蠕蟲等原生動物數量大幅度增加，這對于促進土壤有機物轉化、形成具有穩定結構的大團粒具有重要意義。

8．增加果園天敵數量：生草制果園為各類昆蟲提供了優良而穩定的棲息環境，天敵數量大幅度增加，如捕食螨、步甲、草蛉、瓢蟲、蜘蛛、螳螂、黃蜂、食蚜蠅、蜻蜓、豆娘等在生草完善的果園經常可以觀察到。天敵種類和數量的大幅度增加，對于控制果園害蟲具有重要意義，實踐證明，良好生草后，果園用于防治害蟲的農藥用量可以降低90%以上。

9．省去除草用工：毋庸置疑，一年4～6次的機械刈割用工量要遠遠低于傳統的人工除草用工。

所有上述的作用，都歸結于促進樹體生長發育。

【國家蘋果化肥農藥減施增效技術集成研究與示范項目（編號：2016YFD0201100）】

（呂德國 秦嗣軍 杜國棟沈陽農業大學園藝學院/國家現代蘋果產業技術體系土壤與營養研究室）