呂德國
(沈陽農業大學園藝學院,遼寧沈陽 110866)
土壤管理(Soil management)是指通過耕作、栽培、施肥、灌溉等,保持和提高土壤生產力的技術。作為果樹生產管理的重要環節,中國果園土壤管理方面卻依然存在著諸多的短板。故,探討果園生草雖為老生常談,亦具有現實意義。
在一個較長的歷史時期,為了保證糧食安全,中國用于建立果園的地塊土壤條件均不是特別理想,不論地形、地勢還是理化性狀都存在諸多限制因子,其中尤以土壤有機質含量低下、土壤結構不良、養分失衡為甚,為果樹的長期優質豐產埋下了隱患。生產上果園用地可歸為以下幾類。
在沿大河兩側、湖泊灘涂及某些古老的沖積平原(如華北平原),存在大量沙灘地建立的果園。這類果園土壤透氣性好,養分分解速度快,果樹根系發達。但土壤組成以沙粒為主,一般比較瘠薄,漏水漏肥,肥水供應不穩定;蓄熱能力低下,土溫變化幅度較大;根系更新快,密度波動大,功能不穩定。而大肥大水相遇時,如夏秋季的大量自然降雨或傳統的施用化肥后的大水漫灌,又易引起旺長,尤其是秋梢旺長,養分常供應不足,導致秋季葉片早衰,果實品質低劣。因此,沙灘地果園樹體易瘦弱,形成大量虛弱低產樹,果實生理障礙也較嚴重。另外,沙灘地下部還常存在粘板層或地下水位過高的問題,更易導致雨季細根窒息死亡,樹體大量落葉;有些地方還會存在礫石層,漏水漏肥嚴重,群眾稱之為“旱龍道”。
在石灰巖山區的淺山丘陵和山麓地區,土壤一般比較粘重;有些沖積平原也存在粘土層。這類土壤具有一定的自然肥力,且保肥保水力強,但通透性差,果樹根系分枝少,密度小,幼樹期生長發育緩慢;粘土地雨季易積水引起果樹窒息爛根,導致短枝葉片和長梢中下部葉早衰脫落,芽發育不良,枝條加粗不好。但偏粘重土壤中根系單根延伸能力較好,根系含水量高,薄壁組織比例較高,根系再生能力較強。因此,輕粘壤土十分適合作為苗圃地,育出的苗木栽植成活率高,緩苗期短,根系恢復快。
中國大量果園建立在丘陵緩坡或淺山地,土壤條件很差。這類果園土壤透氣性較好,但土層往往很薄,自然肥力極低,果樹根系分布很淺。加之實行傳統清耕制度,水土流失嚴重,土壤干旱瘠薄,保水保肥能力差,樹體常因缺肥缺水生長遲緩、葉片小、色淺暗淡無光澤,質地脆,無彈性,光合能力差,枝條細弱,易成小老樹,成花少,花芽質量差,坐果不良,果實小品質差。山丘粗骨土果園果樹根系分枝多而延伸有限,呈蜷曲衰老狀態,活力低下,且因土壤瘠薄干旱,極易發生缺素癥。
土壤pH值在7以上,旱季根系分布層鹽分積聚是這類土壤的特點,且因pH值過高,常使一些元素如磷、鐵、硼、鋅等處于固定態,不易被根系吸收利用,易出現缺素癥,尤以缺鐵黃葉明顯。生長季前期生長不良,進入雨季后,由于補償性生長及輕度鹽堿的脅迫,造成秋梢旺長,枝條不成熟,不能很好地越冬,不易成花。
歷史上,中國蘋果產區酸化土壤很少,只在以遼東為代表的多雨地區少量片區狀存在,土壤酸化不是北方果樹生產的主要限制因子。但自20世紀80年代,隨著果樹產業發展,果園生產中化肥施用量大幅度增加,導致土壤迅速酸化,山東半島的很多果園土壤pH值已降到接近5的低值,由此引起的一系列生理失調(如錳中毒、苦痘病、品質下降等)已經成為中國渤海灣地區果樹生產的主要土壤障礙之一。
黃土高原是中國特有的地理地貌,也是中國西部的重點果樹產區。黃土土層深厚,土質疏松,質地均勻,粉沙含量高達60 %以上,利于果樹根系下扎。但該區域蒸發量大,降水集中在夏秋季很短的時間區間,下層土沒有承水層(巖石層或粘土層),土壤上層水分狀況不穩定,深層土存在干燥化現象,果樹栽植成活率低,生長不良。
壤土的土壤肥力因子適中且穩定,微生物種群多樣性豐富而協調,是比較理想的果園土壤類型,可以為果樹根系提供一個良好的生長發育和發揮功能的環境。在壤土上的果樹植株生長節律鮮明、有序,器官發育水平高,植株健壯,容易豐產穩產,果品優質。壤土狀態是土壤改良的參照目標,其他類型的土壤經過改良,其肥力因子參數接近壤土,同樣可以實現豐產優質。
豐產果園的土壤必須適于根系生長及功能發揮,綜合起來講,應當具有如下特征。
①具有一定厚度的活土層。就現階段中國果樹栽培技術體系而言,優質豐產果園至少要有60cm的活土層。活土層太淺薄,土壤環境不穩定,易受外界因子的影響,果樹根系分布淺,抗逆性差。但是活土層也不必太厚,因為中國在發展果樹時提倡上山下灘,進溝入院,若在崇山峻嶺、沙荒坡地建立廣泛深厚的活土層,既需要很大的投入,也不利于水土保持,而且活土層過厚,水肥充足,果樹易旺長甚至徒長、貪青,果實發育過大,容易出現生理障礙,反倒為栽培技術的調控增加了困難。
②土質疏松,礫石度在20%左右,通氣透水性好,降水或灌水后水分可以滲透到較深土層,土體涵水能力強,可使根系下扎到較深土層,維持根系功能穩定;下層沒有粘土層,不易積水成澇,水氣關系協調,避免出現根系窒息;沒有礫石漏水層,保證水肥固持穩定長久。
③土壤含有30%的粘粒,保水保肥力強,供水供肥穩定,水分養分的供應適宜而持久,不會出現細根的大幅度周轉更新。
④土壤有機質含量高,養分富足,團粒結構好,尤其直徑大于0.25mm的大顆粒水穩性團粒比例高。團粒結構是土壤水、肥、氣、熱的調節器,也是有益微生物定居和發揮功能的良好載體。“一盤散沙”的沙土難以形成穩定結構,保水保肥能力差,而粘土則“雨后一團泥漿、干后一塊硬板”,通氣透水性差,都是因為土壤有機質含量低,無法形成水穩性團粒結構。土壤有機質不僅可改善土壤結構,而且礦化后還可提供樹體生長發育的各種營養元素。一般而言,土壤有機質含量達到2%時才可良好地滿足豐產果園的要求。
果園土壤管理制度是指對果園土壤進行人工干預的技術體系,通過一系列技術措施,協調土壤肥力因子,改善土壤障礙性因子,為果樹的生長發育提供理想的環境條件。良好的土壤管理制度不僅要滿足根系生長發育和功能發揮所需要的條件,還會通過影響果園生態系統的其他環境因子而影響整個果園生態系統的物質和能量循環。
中國傳統的土壤管理主要是幼齡果園間作其他作物,成齡果園主要實行清耕制,技術源自大田作物生產技術的中耕除草。但果園長期清耕,土壤有機質迅速減少,土壤結構受到破壞,因此必須保證施入足量有機肥,才能滿足果樹生長發育的需要。而實際上,長期清耕、偏施化肥是中國果園土壤質量短期內普遍迅速下降、果樹生理障礙頻發、果品質量下降的根本原因。因此,盡快改變清耕制的土壤管理制度,實行生草制是必由之路(圖1,圖2)。

圖1 沈陽農業大學試驗基地寒富蘋果園自然生草效果

圖2 沈陽農業大學試驗基地生草的寒富蘋果園結果狀
長期生草可以穩定增加土壤有機質含量,提高土壤緩沖性能;建立良好的草被以后,可以有效保護土層,避免土壤侵蝕;生草后增加土壤有機物輸入量,可以有效改善土壤結構,促進大顆粒水穩性團粒形成;草的根系密度是果樹的十幾倍,速效性肥料撒施后草會迅速吸收利用,避免了肥料淋溶損失,提高養分生物貯存量和無機態向有機態的轉化,減少養分損失;貯存在草植株中的養分隨著草根系的下扎生長,送到深層土中,并隨著草根系的分泌作用和更新死亡釋放到土壤中去,提高了土壤養分分布的均勻度;良好的草被可以穩定土壤環境溫度,避免極端土溫對根系的傷害;草根形成的通道可以有效促進水分下滲至深土層,增加土體蓄水能力,減少地面蒸發和地表徑流,防止雨季積水,冬季攔蓄降雪,穩定土壤水分條件,提高果園抗旱性;草根分泌物是良好的微生物碳源,生草后可以增加土壤微生物種群數量和多樣性,提高土壤生物活力;生草后顯著增加了果園生態系統生物多樣性(尤以自然生草明顯),增加了害蟲天敵的數量,降低病蟲害爆發式發生的風險。
實行生草制以后,果園生態系統組成成分多樣性顯著提高,生態因子協調性提高,生態系統穩定性提升,果樹光合能力提高,葉片衰老延緩,細根穩定高效,生產力大幅度提高;人工供給的水、肥等物質也不再是簡單地供應果樹,而是供應果園整個生態系統,可以很大程度上依靠系統物種多樣性,緩和短時間內大量供應肥水帶來的果樹冗余吸收,避免果樹在施肥、灌水后的旺長;同時,在短時間內沒有供給肥水時,也可由系統供應,不會出現斷肥。實際上,長期實行生草制的果園,不會出現諸如缺素癥、果實日燒、果實缺鈣等生理失調癥。
國際上果園土壤管理普遍實行生草制,生草制是中國果園應該大力提倡的土壤管理制度,根據中國果園土壤管理現狀,應采用行內清耕或覆蓋園藝地布、作物秸稈等物料、行間自然生草(+人工補種)+人工刈割管理的模式。提倡自然生草。與人工種植單一或少數幾種商業草種比較,自然生草可以充分利用自然鄉土草種形成穩定的群落,這樣的群落對當地的生態環境適應性強,不會發生嚴重的病蟲害,可以最大限度地減少對草被的管理用工。
具體操作時,先對行間土地進行平整,旋耕、耙平,有條件的地塊事先施入土雜肥。整地后讓自然雜草自由萌發生長,適時拔除(或刈割)豚草、莧菜、藜、苘麻、葎草、牽牛花、蘿藦等植株高大、莖稈木質化、纏繞性惡性草,這些草植株高大但根系不發達,尤其細根少,對土壤貢獻有機物能力較弱,且莖稈木質化程度高,刈割后留在果園中妨礙作業。自然生草不能形成完整草被的地塊需人工補種,增加草群體數量。人工補種可以種植商業草種,也可種植當地常見的單子葉鄉土草(如馬唐、稗、光頭稗、狗尾草等)。采用撒播的方式,事先對擬撒播的地塊稍加劃鋤,播種后用短齒耙輕耙使種子表面覆土,稍加鎮壓或踩實,有條件的可以噴水、覆蓋稻草、麥秸等保墑,草籽萌芽拱土時撤除。
實行生草制的果園生長季節適時刈割,留茬高度15~20cm為宜;雨水豐富時適當矮留茬,干旱時適當高留,以利調節草種演替,促進以禾本科草為主的草被發育。刈割時間掌握在擬選留草種(如馬唐、稗等)抽生花序之前,擬淘汰草種(如藜、莧菜、苘麻、豚草、葎草等)產生種子之前。
環渤海灣地區自然氣候條件下每年刈割4~6 次為宜,雨季后期停止刈割。刈割的目的是要調整草被群落結構,并保證優良草種(馬唐、稗等)最大的生物量與合理的刈割次數。例如,沈陽地區自然條件下,第1次刈割宜在套袋前進行,全園刈割,防止莧菜、藜等植株高大、秸稈木質化的闊葉草生長過于高大,此時馬唐、稗等單子葉草尚未形成優勢群落,刈割后生長迅速,很快會成為優勢草種。第2次在雨季前期進行,此時單子葉草已成優勢草種,只割行內,每行(幼齡)樹行內1m范圍內刈割,保留行間的草,增加果園蒸騰散水量,防止土壤過濕,引起植株旺長。第3次刈割,可在雨季中期全園刈割1次,防止單子葉草抽穗老化。第4次刈割可在果實膨大末期(雨季后期),全園統一割1次,減少雙子葉植物結籽基數。最后1次刈割在摘袋前15天左右,保證摘袋時草被形成新的葉幕層。
實行生草制后還要有配套的管理措施,尤其幼齡樹、矮砧樹更是如此。幼齡樹、矮化砧根系分布淺、范圍小,不發達,與草競爭養分和水分時處于劣勢,因此幼齡園、矮砧園生長季注意給草施肥2~3次,防止樹草養分競爭;建立穩定的草被后,雨季給草補施1~2次以氮肥為主的速效性化肥,促進草的生長。給草施肥時化肥每次每666.7m2用量10~15kg,可趁雨撒施。有機肥也提倡直接撒施,可不受季節限制,錯開農忙利用空閑時間甚至冬季做。
長期實行生草制的果園表層土壤出現致密、板結現象時會影響土壤透氣性,果樹細根窒息死亡,引起早落葉。應進行耕翻,打破致密板結層,促進草被更新重建。但耕翻時不宜一次性全園耕翻,以免破壞大量根系引起果樹生長不良,可先隔行耕翻,次年耕翻剩下的。宜在秋季耕翻,利于根系更新和提高植株養分貯藏水平。
根據中國果園土壤的實際情況,土壤改良與培肥的基本原則依然是“增施有機物、以‘穩’為核心,以局部改良為主、逐漸實現全園改良,養好中上層、通透下層,提倡生物措施、實現土壤肥力穩步提升”。但在集約矮化栽培的體系下,有些傳統的技術措施應有所改變,如深翻改土就不宜再于栽樹后逐年進行,而應是建園前集中完成,借助機械,作業十分高效便利。客土也不宜大面積開展。
果園土壤改良、培肥,只要達到以下目標即可:①結構合理(最理想的是團粒結構);②有機質含量逐年提高;③各種礦質元素含量豐富而均衡;④土壤的水、肥、氣、熱條件優越、協調;⑤土壤微生物數量多,種群豐富而協調,以有益細菌占據優勢;⑥蚯蚓、蠕蟲等土居原生動物多。這些因素的綜合作用效果就是為果樹根系創造一個適宜的環境,保證果樹根系具有強的營養能力,從而促進果樹健壯生長,豐產穩產優質。