果園生草在田園綜合體建設中的功能

秦文利

（河北省農林科學院農業資源環境研究所，河北省肥料技術創新中心，河北 石家莊 050051）

為實現“村莊美、產業興、農民富、環境優”的農業發展目標，集現代農業、休閑農業、田園社區為一體的田園綜合體發展模式在2017 年作為鄉村新型產業發展的亮點措施被寫進中央一號文件，成為當前推進我國農業供給側結構性改革的重要抓手[1，2]。在田園綜合體發展模式中，農業生產將承載增加經濟效益、保護生態環境、美化田園風光等眾多功能，其中，以景觀生態學、植物生態學為基礎，構建具有生產、生態、景觀功能一體的喬灌草立體復合植物生產生態系統，是實現農業生產眾多功能的重要途徑[3，4]。我國是世界主要水果產地之一，2017 年果樹種植總面積1 113.592 萬km2，水果總產量25 241.90 萬t，均居世界第一位。我國果品產業在國際市場上競爭力強、發展前景廣闊，是我國鄉村經濟發展中的亮點和農民致富的支柱產業。因此，充分利用我國果品產業的優勢和果園生態系統植被層次少、空間大的特點，通過喬木、灌木、草本植物的合理配置進行果園生草，構建集生產、生態、景觀功能于一體的田園綜合體，是實現農業增效、農民增收、農村增綠鄉村新型發展模式的重要途徑。了解我國果園管理中存在的主要問題及其對田園綜合體建設的影響，厘清果園生草在田園綜合體建設中的功能，將有助于提升田園綜合體的建設水平。

1 果園管理中存在的問題

1.1 果園地面管理制度落后

長期以來，我國果園尤其是北方果園普遍采用清耕制地面管理制度。清耕制是指在果樹生長周期內定期對株行間地面進行中耕除草。果園頻繁清耕會加大勞力成本投入，降低果園經濟效益；導致地表裸露，增加土壤水的無效蒸發，降低果樹水分利用效率，加重水資源危機；引起揚沙揚塵，破壞生態環境；減少果園生物多樣性，土壤有機質得不到充分補充，土壤理化性質惡化，土壤質量下降；破壞果樹淺層土壤根系，降低根系吸收水肥的能力，造成樹體長勢弱，易遭受病蟲害侵襲，影響果品產量與質量[5]。清耕制果園地面管理制度增加了果園管理難度，破壞了果園生態環境，降低了果園生產性能，不符合現代果園綠色發展的要求。根據果園果樹實際情況，選擇適宜草種生草覆蓋地表，可彌補清耕制的缺點，改善果園生態環境，提高果園的觀賞性，實現果品綠色生產，促進田園綜合體建設。

1.2 果園立體污染嚴重

化肥可促進作物生長，提高產量；農藥可防治病蟲害，降低作物減產幾率，化肥、農藥是世界農產品產量增加的主要貢獻者[6]。1996～2015 年我國農用化肥和農藥施用量均呈直線上升趨勢（圖1）。自2012 年農藥施用量突破180 萬t 后，2015 年農用化肥施用折純量突破了6 000 萬t，我國成為世界上農藥和化肥用量最大的國家。孟遠奪等[7]調查發現，2014 年我國果樹氮肥、磷肥和鉀肥施用折純量分別為274萬t、147 萬t 和163 萬t，合計達到了584 萬t。王賽妮等[8]調查發現，果樹上的農藥用量大于除蔬菜以外的其他作物。

化肥、農藥的過量施用導致果園立體污染嚴重。過量施用氮肥使果品中硝酸鹽含量超標，危害人體健康。未被果樹根系吸收的氮，一部分通過揮發、硝化及反硝化作用產生溫室氣體，影響全球氣候變化；一部分形成硝酸根離子隨水淋溶至地下，引起水體污染[9，10]。過量施用磷肥不僅增加了土壤中有害重金屬含量，影響果樹對鋅、鐵等有益元素的吸收，還會造成水體富營養化。化肥過量施用還會引發果園土壤有機質含量降低，土壤酸化、鹽漬化，土壤結構破壞，微生物多樣性下降等問題。過量施用農藥不僅會導致果品農殘超標，還會導致害蟲的抗藥性增強，天敵數量減少，加重蟲害防治難度加大。農藥在使用過程中發生逸散，易造成大氣及水體污染[8]。果園中不合理施用化肥和農藥，造成了果園立體污染，破壞了生態環境，已成為果品產業可持續發展的主要瓶頸。通過喬、灌、草科學配置進行果園生草覆蓋，可培肥地力，增加害蟲天敵的數量，減少果園化肥和農藥的投入，實現節本增效，且保護生態環境。

圖1 1996~2015 年中國農用化肥施用折純量和農藥使用量的變化趨勢Fig.1 Change trend of the application rate of chemical fertilizer and pesticide in China from 1996 to 2015

1.3 果園系統結構簡單

我國果園普遍種植品類單一，植物空間分布層次少、多樣性差，不僅導致果園生態系統結構簡單，物質循環和能量流動層次少，抗逆性差，低產低效，還影響著果園的觀賞性[11，12]。果樹生長季節性強，單一的植物結構降低了果園時間和空間的利用效率，浪費耕地資源。通過喬灌草合理配置增加果園植物空間層次，可調節果園的溫度和濕度，改變果園生態小氣候，提高果園系統的穩定性，增強果樹的抗逆能力，實現果品生產的高產高效[13]；還有利于提高果園耕地的時空利用效率，打造觀賞價值高的果園景觀。

2 果園生草在田園綜合體構建中的功能

2.1 生態功能

2.1.1 提升果園土壤肥力，減少化肥投入 土壤肥力指土壤為作物生長供應養分的能力，是土壤物理、化學和生物特征的綜合表現[14]。果園生草可改善果園土壤物理、化學和生物學性質。草本植物殘體歸還到土壤中后，一方面為土壤微生物活動提供養分和能量，促使植物殘體快速腐解釋放養分為果樹生長利用；另一方面，植物殘體腐解形成的腐殖質可促進土壤水穩性團聚體、團粒結構的形成，有利于降低土壤容重，改善土壤孔隙結構，提高土壤通透性，增加土壤蓄水性，提高果樹根系吸收養分和水分的能力。同時，草本植物地下根系對土壤的穿插切割作用可提高土壤孔隙度[15]。Novara A 等[16]研究表明，與傳統耕作方式相比，葡萄園種植覆蓋作物蠶豆可提高土壤有機碳含量。劉偉等[17]研究發現，連續生草5 a 的桃園，0～40 cm土層土壤有機質含量增加顯著，土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量呈逐年增加的趨勢。李會科等[18]研究表明，蘋果園生草5 a 后，黑麥草區0～20、20～40和40～60 cm 土層土壤中＞0.25 mm 水穩性團聚體的數量分別較清耕對照區增加了11.34、19.92 和3.18 g/kg，白三葉區指標值分別較CK 增加了16.85、26.54 和5.56 g/kg；黑麥草區0～20、20～40 和40～60 cm 等土層土壤總孔隙度分別較清耕對照區增加了3.62 個百分點、4.35 個百分點和3.17 個百分點，白三葉區指標值分別較CK增加了3.93 個百分點、4.41 個百分點和3.76 個百分點；黑麥草區0～20、20～40 和40～60cm 土層土壤容重分別較清耕對照區降低了0.05、0.11 和0.06 g/cm3，白三葉區指標值分別較CK 降低了0.07、0.11 和0.07 g/cm3；黑麥草區和白三葉草區土壤水分穩滲速率分別較清耕對照區提高了0.62 和0.76 mm/min。綜上所述，果園生草可改善土壤的物理、化學和生物學性狀，提高土壤肥力，減少化肥投入，有助于減輕化肥對果園的立體污染。

2.1.2 增加果園害蟲天敵數量，減少農藥施用 果園生草增加了植物的多樣性，可吸引更多的害蟲天敵覓食、繁衍、棲息，有利于提高果園有益天敵的數量及種類，有效控制害蟲發生。陳漢杰等[19]調查發現，毛葉苕子、白三葉和紫花苜蓿等果園覆蓋作物上的優勢天敵分別為東亞小花蝽、瓢蟲、蜘蛛。王大平[20]研究發現，在蘋果樹行間種植紫花苜蓿與油菜、夏至草、泥胡菜等多樣化植物，可降低果園蚜蟲、葉螨、金紋細蛾等害蟲密度，提高東亞小花蝽、瓢蟲類、黑食蚜盲蝽等捕食性天敵的蟲口密度。張碩等[21]調查發現，果園生草可增殖害蟲天敵，減少害蟲數量，明顯提高果園益害比。果園生草除了能增加害蟲天敵數量外，還可改善樹體營養，增強果樹對病蟲害的抵抗能力，這均有利于減少農藥用量，從而降低對果園的立體污染，保護生態環境。

2.1.3 覆蓋地表，抑制揚塵，減少水土流失 果園生草覆蓋地表除能抑制揚塵外，還可減輕雨水對土壤的擊濺和沖刷，有效攔截降水，增加土壤水分滲透率，減少地表徑流，防止水土流失。同時，覆蓋作物地下強大的根系可形成網絡狀空間分布格局，能有效固持土壤，提高土壤抗侵蝕的能力[22]。Gomez J A 等[23]研究表明，橄欖園生草能顯著減少地表徑流和土壤流失。黃炎和等[24]研究發現，果園生草覆蓋具有良好的水土保持效果，生草2 a 后果園土壤流失量均降至500 t/km2以下。

2.1.4 調控果園光溫濕條件，改善果園小氣候 生草覆蓋使果園空間層次結構由“果樹—地面”變為“果樹—草—地面”[25]，生草覆蓋層的增加可以協調果園的光照、溫度和濕度，改善果園小氣候，有助于提高果樹的光合效率。生草改變了果園土壤表面性質，能夠動態平衡地溫，促進果樹地下根系生長。果園生草還可降低盛夏期果園氣溫，提高春季果園相對濕度。毛培春等[26]研究表明，與清耕區相比，桃園白三葉生草區7 月和8 月月平均氣溫分別降低了0.49 和0.55 ℃，5月果園相對濕度明顯提高。果園生草覆蓋層的增加不僅可截獲更多的光能，還可通過對光的反射及散射改善果品表皮著色[27]。

2.2 觀賞功能

將觀賞價值高的花草引入果園，構建喬灌草復合植物生產生態系統，打造立體果園景觀，一方面可實現果品產業的可持續發展，另一方面可滿足游人減緩壓力、回歸大自然的心理需求，提高果園的經濟效益[28]。由此可見，果園生草可提升果園的觀賞功能，促進綠色果品生產和銷售以及生態旅游、休閑旅游等一二三產業的有機融合，有利于提高田園綜合體建設水平，實現現代農業產業的發展目標。

2.3 經濟功能

果園的基本功能是生產功能，追求經濟價值最大化是種植者的主要目標，也是田園綜合體建設的重要目標。果園生草的生態功能和觀賞功能均有助于提高果園的經濟功能。果園生草可通過補充土壤養分、吸引害蟲天敵、增強樹體病蟲害抵抗力而降低化肥和農藥的投入，實現果品生產的節本、提質、增效；還可生產優質牧草，為畜牧業發展提供飼草料。果園觀賞功能的提升可促進生態觀光旅游業的發展，增加果園收入來源，提高果園的綜合經濟效益。

3 建議

果園生草可提升果園的生態功能、觀賞功能和經濟功能，在田園綜合體建設中具有至關重要的作用。目前我國果園生草面積尚不足10%，具有較大的發展空間。在開展果園生草，還應注意以下幾個方面：

3.1 科學選擇草種

選擇適宜的草種是果園生草建植成功的關鍵。我國南方與北方果園的氣候和土壤差異較大。北方果園干旱發生頻率高，土壤有機質含量低，缺氮少磷，夏季炎熱、冬季寒冷；南方果園土壤pH 值偏低，水土流失嚴重，土壤瘠薄。果園生草要選擇適應性廣、抗逆性強、生長迅速、地面覆蓋度高、水土保持效果好、具有培肥改土功能的品種。為了避免草與果樹競爭水分和養分，以及果園病蟲害加重和妨礙果園管理作業，應選擇根系淺、與果樹沒有共同病蟲害，能吸引天敵，植株低矮、耐踐踏、再生能力強的品種。為提高田園綜合體的景觀效果，在引入草種時還要考慮其觀賞價值。如桃園、梨園可在樹行間種植花期相近的二月蘭、油菜等觀賞性的作物，使果園色彩繽紛，打造立體春花景觀，提高其觀賞性。

3.2 適期播種

土壤溫度和墑情是影響種子萌發的重要因素，是確定牧草播期的重要依據。不同種類牧草種子的最適發芽溫度、播種量和播種深度范圍不同（表1）。地溫達到種子萌發最低溫度時便可開始進行播種，但是，為了保證出苗齊全，應在種子萌發最適溫度范圍內進行播種。種子萌發需吸收充足水分，因此土壤墑情對種子出苗至關重要。華北地區春季風大、少雨、升溫快，易出現干旱，不利于種子發芽。因此，果園在春季種植一年生牧草時，播前一定要造好底墑；出苗后，要根據土壤墑情及時灌溉。秋季土壤貯水充足，墑情好，溫度適宜，適合播種越年生牧草和多年生牧草。播種時應根據種子子粒大小、種子質量、土壤墑情、整地質量、播種方式等確定播種量。種子小、純凈度及發芽率高、土壤墑情好、土壤平整細碎、采用條播方式的，可相對少播；反之，則應增加播種量。牧草種子以淺播為宜，沙土適宜播種深度為2 cm，黏土播深為1.5～2 cm。

表1 果園生草部分草種的發芽適宜溫度、播種量和播種深度[15，29]Table 1 The suitable germination temperature，sowing quantity and sowing depth of some grass species in orchard

3.3 合理利用

果園生草利用方式主要有3 種：翻壓做綠肥，刈割覆蓋或做飼草料。在果樹旺盛生長開始前，可將二月蘭、油菜、毛葉苕子、箭筈豌豆、黑麥（冬牧70）、多花黑麥草等越年生牧草翻壓還田做綠肥，補充土壤養分，替代化肥。為不影響果園管理與作業，多年生牧草草叢自然高度達30～40 cm 時應及時刈割，留茬高度5～8 cm。刈割下的牧草可覆蓋果樹樹盤，減少水分蒸發，增加土壤墑情；或者作為飼草發展畜禽養殖業，構建果-草-牧復合發展模式。