蘋果園樹下覆草研究初報

梁 芊，孫慧英，李一路

（山西省農業科學院果樹研究所，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[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有效的灌溉，對蘋果花芽后期分化產生不利影響，降低坐果率，極大地影響果品的產量和質量[5-7]。山西呂梁西山旱塬地帶虧缺水分達3300～4275m3/hm2，為省內重旱區，水資源不足且水土流失嚴重，土壤瘠薄，有機質少，嚴重影響了蘋果樹的正常生長發育[8]。

國內90%的蘋果園實行樹下清耕。近年來，興起果園覆蓋集雨保墑，但果園覆蓋在國內僅處于試驗和小面積應用階段[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，但是覆膜時人工費昂貴，膜易破損不便于人工作業，山地果園風大，不到1 a地膜就遭到嚴重破損，來年不能連續使用[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%，但在國內干旱的山地果園，草和果樹爭搶有限的雨水，反而不利于果樹的生長[12-17]。在旱作果園，地面生草可能與蘋果根系水分供應產生矛盾，因此，北方無灌溉條件的旱作果園應慎重推廣樹下生草[18]。

為此，筆者結合臨汾西山地區旱地果園實際情況，借鑒當前果園覆蓋的技術，進行了山區旱地蘋果園覆草比較試驗，通過覆草和清耕對果園土壤溫度、含水量及養分、根系垂直分布特點、單果質量、樹體產量進行對比分析，歸納、總結出一套適合山西省呂梁山區旱地蘋果園集雨保墑模式，以期為山區旱地蘋果園樹下覆草大面積應用提供科學理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2011—2014年在山西省臨汾市大寧縣太德鄉扶義村進行。試驗地位于東經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 試驗材料

選定3個試驗果園：（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，主栽品種長富2號，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，主栽品種長富2號，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個果園均為雨養無灌溉設施果園，自由紡錘形樹形，樹體長勢一般，管理一致。每個測試園內隨機抽取10株干徑、冠徑相近的樹體，5株樹下覆草，另外5株清耕（對照），定株觀測。

1.3 試驗方法

試驗共設6個處理，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左右長的雜草、秸稈等有機物，厚度20 cm左右，在草上壓些小土塊，樹干周圍20 cm內不覆草，以免樹干被田鼠啃傷[19-20]。（2）處理1-2，果園1對照（樹下清耕）。及時去除樹下雜草，保持土壤疏松狀態。（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對照（樹下清耕）。參見果園1的清耕處理方式。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 果園土壤含水量測定 2011—2014年，每年3月中旬開始，每間隔10 d，對3個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，采用烘干法測定土壤含水量，3次重復，取平均值。

1.4.2 果園土壤地表溫度調查 2011—2014年，每年3月中旬開始，對3個果園定株的果樹每隔10 d用地溫表測量距15 cm處的土壤溫度，測定點固定，要避開樹冠投影，3次重復，取平均值。

1.4.3 樹體根系情況調查 2011—2014年，每年3月中旬樹體萌動前或11月中旬樹下土壤封凍前，在3個果園中隨機各選出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圓地帶，從正東方向開始順時針取土，每次間隔30 cm，調查根系垂直分布數值，每7 d調查1次根系垂直分布數值，取平均值。

1.4.4 樹體產量測定 2011—2014年每年10月中旬，長富2號果實成熟時，在3個果園，分別采摘覆草與清耕的定株果樹，電子臺秤測定產量，并取平均值。

1.4.5 土壤肥力的測定 2011—2014年，每年11月中旬，樹下土壤封凍前，隨機選定樣株為中點，樹冠下按對角線布4點，用土鉆從0～60 cm土層采集土樣1 kg左右，各點采集土樣混合，取1 kg混合土樣，測定土壤養分。

1.4.6 樹體枝量生長及葉片生長情況調查 2011—2014年每年4—10月，調查定株果樹新梢生長量。在每株樹體上選擇10個新梢，每20 d左右用卷尺測量新梢長度；在每株樹體上隨機采摘100片鮮葉，用烘干法測定百葉質量；每年10月底樹體停止生長落葉前，用游標卡尺調查定株果樹樹體干徑，3次重復，取平均值。

2 結果與分析

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 個果園，樹下覆草與對照清耕相比，土壤含水量隨時間的變化均逐漸升高，同期覆草比對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覆草處理比對照清耕土壤含水量分別提高了6.1%，4.5%，4.9%。說明樹下覆草能夠減少土壤水分蒸發，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，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處土壤始終不結凍，地溫為0.7～1.9℃；樹下清耕距地面15 cm處結凍，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分比較

從圖 7，8，9，10 可以看出，3 個果園，樹下覆草與對照清耕相比，樹下覆草有機質、全氮、速效磷、速效鉀含量均高于樹下清耕。連續覆草4a后較樹下清耕，3個果園有機質含量分別提高了0.36，0.33，0.42百分點，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，通過連續多年的覆草，覆蓋材料腐爛，使土壤內礦質營養元素增加，團粒結構提高，有機質增加，土壤通透性增強，有利于土壤養分被果樹吸收利用。

2.4 樹下覆草與清耕不同處理方式對樹體生長狀況的影響

由圖11，12，13可知，3個果園，樹下覆草與對照清耕相比，樹下覆草促進果樹生長效果較明顯。連續覆草4 a后，3個果園樹下覆草較清耕新梢生長量分別提高了1.7，2.8，3.4 cm，百葉質量提高了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分，明顯促進了樹體營養生長。

2.5 樹下覆草與清耕不同處理方式對樹體根系生長狀況的影響

由表1，2，3可知，3個果園，樹下覆草與對照清耕相比，樹下覆草促進果樹根系生長效果較明顯。連續覆草4 a后較樹下清耕，3個果園樹下覆草較清耕根系總數分別提高了390，365，401條。而3個果園樹下覆草的根系總數逐年提高幅度大，覆草4 a后分別提高271，298，303條；樹下清耕根系總數提高幅度小，分別提高了38，28，52條。說明覆草促進了果樹根系的生長發育。

表1 蘋果園1覆草、清耕不同處理對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樹體產量的影響

從表4，5，6可以看出，樹下覆草與對照清耕相比，樹下覆草促進樹體增產效果較明顯。2011年3個覆草果園比對照清耕單株產量分別提高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。說明蘋果園覆草能有效提高果實質量和產量。

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

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

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

3 結論

本研究在臨汾市大寧縣太德鄉扶義村的3個地勢不同、土質不同的山區旱地果園進行了覆草和對照清耕的比較試驗，連續4 a，對3個果園的樹下覆草和清耕的土壤含水量、土壤溫度、土壤養分、樹體生長狀況、根系生長及單株產量進行了測定，結果表明，覆草果園在土壤濕度、溫度，樹體、根系生長及分布和產量方面明顯優于樹下清耕。

4 討論

本試驗中，在3個不同的果園中，樹下連續覆草4 a與對照清耕相比，土壤含水量、養分明顯增加，樹體生長量明顯增大，果實產量明顯提高。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%的研究結果一致。

本研究顯示，3個果園覆草有機質含量分別提高了0.36，0.33，0.42百分點，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]研究發現，樹下覆蓋干草、松針、干樹葉、糞肥等多種有機物能提高土壤營養，可利用氮、磷、鉀含量分別增加了23.3%，15.3%，10.7%；馬彥等[22]研究發現，覆草后土壤有機質比清耕提高8.7%，覆草后果園有機質含量提高與本試驗結論基本一致。

在本試驗中，連續覆草4 a的3個果園樹下覆草較清耕新梢生長量分別提高了1.7，2.8，3.4 cm，百葉質量分別提高了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]研究發現，蘋果園覆草的百葉干質量、新梢長度顯著高于清耕；而宋寶云等[24]進行了清耕、覆膜、覆草對果園土壤水分、溫度及樹體發育影響的比較試驗，結果表明，果園土壤管理的順序應以覆草最佳，其次為覆膜，最差為清耕；PANDE等[25]也研究發現，干草覆蓋的10年生蘋果樹樹體生長量最大。以上結論與本研究結果基本一致。

因能力有限、條件有限，筆者沒有結合不同的地勢、土質對土壤溫度、含水量的影響進行深入研究。例如，位于2塊梯田結合部的果園，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，冬天低溫相對較低，而春季提溫幅度較快。對于果實僅僅測定了樹體的單株產量，沒有進行果實含糖量、糖酸比的深入測定。

本試驗在干旱少雨的山地果園進行，如果在雨量充沛的年份，果園覆草對果樹生產的影響如何還有待進一步研究。而王榮莉等[26]進行了同一個果園地布覆蓋、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]對果園覆蓋材料普通塑料地膜、無紡地布、園藝地布的應用效果、成本核算進行了比較，結果表明，在生產上建議使用園藝地布作為果園覆蓋材料。今后應進行新型園藝地布覆蓋的比較試驗。

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