隴東半干旱區果園間作綠肥對土壤肥力的影響研究

楊蕊菊 張久東 車宗賢 盧秉林 崔恒

摘要：傳統清耕果園土壤肥力下降的問題嚴重威脅著蘋果產業的可持續發展，通過研究隴東半干旱區果園間作綠肥種植模式下土壤養分及土壤微量元素的變化，為隴東半干旱區果園科學間作套種、提高果園土壤肥力提供指導。以靜寧縣蘋果園為研究對象，選取7種果園不同綠肥間作種植模式，研究了間作綠肥對果園土壤肥力的影響。結果表明，果園間作綠肥時，土壤肥力總體表現為有機質、氮素水平偏低，土壤速效氮和速效磷含量相對豐富。3年生果園間作綠肥后土壤養分均顯著高于6年生果園。不同果園間作綠肥模式下，土壤有效鋅、有效錳、有效鐵的差異均呈極顯著水平，3年生果園間作綠肥模式的土壤有效鋅含量均普遍高于6年生果園。不同果園間作綠肥模式下土壤有效錳和有效鐵含量均處于中等偏上水平，且隨果園年限的增加而增加；不同果園間作綠肥模式下土壤有效銅含量處于中等水平，受果園年限的增長差異不大。綜上所述，隴東半干旱區3年生果園以間作2年毛葉苕子+1年扁豆為最優模式，該模式既經濟又環保，可在當地生產中推廣應用。

關鍵詞：蘋果園；綠肥；間作；種植模式；土壤肥力；隴東半干旱區

中圖分類號：S661.1；S344.3? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2023）12-1116-005

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.12.006

Effects of Green Manure Intercropping on Soil Fertility of

Orchards in Longdong Semi-arid Region

YANG Ruiju 1， 2， 3， ZHANG Jiudong 1， 2， 3， CHE Zongxian 1， 2， 3， LU Binglin 1， 2， 3， CUI Heng 1， 2， 3

（1. Institute of Soil， Fertilizer and Water-Saving Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou， Gansu 730070， China; 2. Gansu Scientific Observing and Experimental Station of Agro-environment and Arable Land Conservation，

Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Lanzhou Gansu 730070， China; 3. National Agricultural

Experimental Station for Soil Quality in Liangzhou， Wuwei Gansu 733000， China）

Abstract： The issue of soil fertility decline in traditional clean tillage orchards seriously threatens the sustainable development of the apple production. In order to reveal the changes of soil nutrients and soil trace elements in orchards with green manure in tercropping in the semi-arid area of Longdong so as to provide references for scientific intercropping and soil fertility improvement in orchards， the apple orchards in Jingning County was taken as the research object， and seven intercropping planting modes of green manure were selected to study effects of green manure intercropping on soil fertility in orchards. The results showed that the soil fertility of orchard intercropping green manure was generally characterized by low levels of soil organic matter and nitrogen content， but the contents of soil available nitrogen and available phosphorus were relatively rich. Among them， the soil nutrient of 3-year-old orchard intercropping green manure was better than that of 6-year-old ones. The differences of soil available zinc， available manganese and available iron among different treatments were extremely significant. The soil available zinc content of 3-year-old orchard intercropping green manure mode was generally higher than that of 6-year-old orchard. The contents of available manganese and available iron in soil were above the middle level and increased with the growth of orchard age. The content of available copper in soil was at the middle level， and there was no significant difference detected along with the growth of orchard age. Among different planting modes， the 2-year hairy vetch plus 1-year lentil planting mode was the optimal planting mode， which is economical and environmentally friendly and can be promoted in local production.

Key words： Apple orchard; Green manure; Intercropping; Planting mode; Soil fertility; Longdong semi-arid region

收稿日期：2023 - 10 - 11

基金項目：國家現代農業綠肥產業技術體系（CARS-22-Z-16）。

作者簡介：楊蕊菊（1973 — ），女，甘肅秦安人，副研究員，博士，研究方向為土壤肥料與作物栽培。Email： yangruiju@126.com。

蘋果作為我國第一大水果，已成為果農增收致富的重要產業之一［1 ］。蘋果屬于多年生植物，生長過程中需肥量大，傳統清耕果園普遍存在土壤裸露、化肥施用過量、果園土壤水分蒸發大，土壤板結及養分比例失調、果品化肥殘留、樹體抗逆性差、肥料利用率低下等問題，嚴重威脅著蘋果產業的可持續發展，在很大程度上降低果農收益。

靜寧縣地處黃土高原丘陵溝壑區，屬暖溫帶半濕潤半干旱氣候，四季分明，氣候溫和，光照充足。全年平均氣溫8.4 ℃，年均降水量649.3 mm，年均降水天數154 d，全年日照總時數1 882.8 h［2 ］。獨特的地域、氣溫、土壤特點，非常有利于蘋果生產，靜寧縣被農業農村部認定為“黃土高原優生蘋果最佳栽植區域”。

清耕是果園土壤管理的傳統模式［3 - 4 ］，但長期頻繁的耕作會引起土壤結構變差、保水保肥能力下降等一系列問題。果園裸露地種植其他作物覆蓋［5 - 7 ］、間作套種綠肥均能有效改善果園土壤理化性質［8 - 10 ］，減少土壤水分無效蒸發，提高肥料利用效率，保護生態環境。我們研究了靜寧縣果園綠肥間作套種模式下果園土壤養分的變化，旨在為隴東半干旱區果園科學間作套種、提高果園土壤肥力提供技術指導。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗設計

選取甘肅靜寧縣城川鎮吳廟村、胡家河村等地7種不同綠肥作物間作的蘋果園作為研究對象，種植模式處理見表1。果園栽培品種為紅富士，灌溉方式均為滴灌。

1.2? ?取樣及測定方法

果實成熟期在每個果園采用五點取樣法（避開施肥穴），于距離樹干2.5 m處采集 0～20 cm土層的土壤樣品5個（圓盤式等間距取土），除雜后均勻混合，將各點土樣充分混合后用四分法選留1 kg，盡快送實驗室進行風干處理，測定其pH、養分含量和礦質營養元素含量。

果園土壤有機質含量測定采用重鉻酸鉀氧化-油浴加熱法（NY/T 1121.6 — 2006），土壤有效磷含量測定采用分光光度計TU-1901（HJ 704 — 2014），土壤速效鉀含量測定采用火焰光度法M410（LY/T 1234 — 2015），銨態氮、硝態氮含量測定采用森林土壤氮的測定（LY/T1228 — 2015），有效鋅、有效錳、有效銅、有效鐵含量測定采用DTPA提取 — 原子吸收光譜法-原子吸收分光光度計TAS-990（NY/T 890 — 2004），有效硼含量測定采用森林土壤有效硼的測定-紫外可見分光光度計（LY/T1258 — 1999）。土壤養分分級參照全國第 2 次土壤普查養分分級標準（表2）［11 ］。

1.3? ?數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel 2007和SPSS 20軟件統計分析。

2? ?結果與分析

2.1? ?果園間作綠肥種植模式處理對土壤養分的影響

果園間作綠肥不同種植模式對土壤養分影響差異較大，土壤有機質含量、銨態氮含量之間差異不顯著，有效磷、速效鉀含量差異均達極顯著水平（P ＜ 0.01），硝態氮含量差異達顯著水平（P ＜ 0.05）。從表3可知，各處理土壤有機質含量介于12.67～17.10 g /kg，依據表2的分級標準，均屬于適中水平。處理②與處理③土壤有機質含量差異不顯著，顯著高于其他處理，總體表現為3年生果園土壤有機質含量高于6年生果園，土壤有機質平均含量提高2.80 g/kg。土壤有效磷平均含量表現為3年生果園處于偏高水平，6年生果園處于豐富水平，其中處理⑥果園土壤有效磷含量相對較低，即果園長期間作黑麥草可降低土壤有效磷含量。果園土壤速效鉀平均含量各處理均處于偏高水平，3年生果園平均為499.89 mg/kg，顯著高于6年生果園（237.34 mg/kg）。果園土壤整體氮肥水平較低，土壤硝態氮平均含量總體表現為3年生果園顯著高于6年生果園；土壤銨態氮平均含量不同年份間差異不顯著。不同處理間處理②土壤硝態氮含量與處理①、處理③差異不顯著，顯著高于其他處理，而土壤銨態氮含量與其他處理間無顯著差異。

2.2? ?不同果園間作綠肥種植模式處理對土壤微量元素含量的影響

土壤中植物生長必需微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B等的供給水平影響植物的正常生長發育。當土壤中某種微量元素缺乏時，會降低作物的產量和品質；微量元素過量時，又會造成肥料的浪費及肥害［12 ］，因此，合理利用微量元素顯得尤為重要。通過表4可以看出，不同果園間作綠肥種植模式對土壤有效鋅、有效錳、有效鐵含量的差異均有極顯著影響（P ＜ 0.01），對土壤有效銅、有效硼含量的影響不大。處理①、處理②、處理③土壤有效鋅含量處于偏高水平，處理④、處理⑤、處理⑥處于缺乏水平，處理⑦屬于適中水平。不同樹齡果園間，土壤有效鋅含量表現為3年生果園顯著高于6年生果園，不同處理間土壤有效鋅差異不顯著。處理⑤土壤有效錳含量顯著高于其他處理，為22.23 mg/kg，處于豐富水平，且6年生果園普遍高于3年生果園，隨種植年限的增加，土壤有效錳含量增加。除處理②外，種植模式和果園年限對土壤有效銅含量影響不大。土壤有效鐵含量處于豐富偏高水平，且隨果園種植年限的增加而增加，處理④、處理⑤顯著高于其他處理，6年生果園有效鐵平均含量（20.95 mg/kg）顯著高于3年生果園（11.37 mg/kg）。土壤有效硼含量處于豐富水平，但不同處理間差異較大，其中處理②、處理④均高于其他處理，處理⑥土壤有效硼含量最低，為1.09 mg/kg。

2.3? ?不同果園間作綠肥種植模式處理的土壤養分相關性分析

有機質含量的豐缺程度基本可以反映果園土壤的氮素營養水平。相關分析（表5）表明，果園間作綠肥時土壤有機質與速效鉀、硝態氮呈顯著正相關（相關系數分別為R=0.450*、R=0.509*），有機質與有效鋅呈極顯著正相關（R=0.684**）；土壤有效磷與速效鉀、硝態氮、有效鋅均呈極顯著正相關，相關程度依次為硝態氮（R=0.777**）、有效鋅（R=0.562**）、速效鉀（R=0.533**），與銨態氮呈顯著正相關（R=0.447*）；土壤速效鉀與硝態氮、銨態氮、有效鋅、有效錳及有效鐵均呈極顯著相關，其中呈正相關關系的有硝態氮（R=0.727**）、有效鋅（R=0.625**）、銨態氮（R=0.553*）。土壤硝態氮與土壤有效鋅、銨態氮均呈極顯著正相關，其相關性有效鋅（R=0.777**）高于銨態氮（R=0.579**）。土壤硝態氮與土壤有效錳、有效鐵均呈極顯著負相關。

3? ?討論與結論

有機質含量是衡量土壤肥力的重要指標之一，有機質不僅能保持土壤的結構，還對土壤其他理化性質產生巨大的影響［13 - 15 ］。氮磷鉀是植物生長過程中極為重要的必需元素［16 - 18 ］。土壤有機質含量高低與營養元素的關系十分緊密，且相互影響。依據各營養元素間的相關性分析可知，果園間作綠肥時土壤有機質含量隨速效鉀、硝態氮和有效鋅含量的增加而增加，土壤有效磷隨速效鉀、硝態氮、銨態氮及有效鋅的增加而增加。土壤速效鉀隨硝態氮、銨態氮和有效鋅的增加而增加，隨有效錳和有效鐵含量的增加而降低。土壤硝態氮含量隨土壤有效鋅和銨態氮的增加而增加，隨土壤有效錳和有效鐵的含量增加而降低。

靜寧縣果園間作綠肥土壤肥力總體表現為土壤有機質、氮肥水平偏低，土壤速效氮和速效磷含量相對豐富。6年生綠肥果園土壤養分狀況顯著的低于3年生果園土壤養分，可能原因是果樹生長在固定的土壤上，多年種植隨著樹體產出的增加，養分吸收量也不斷增加，若不能及時補充營養虧缺，會致使土壤質量變差［19 ］。另外，土壤大量營養元素，氮、磷、鉀肥間呈相互促進效應，增施氮、磷、鉀肥有利于土壤有機質增加。

土壤中的微量元素對植物生長發育具有不可替代的作用［20 - 21 ］，其可參與調控植物體內各種生理代謝的關鍵過程及酶活動。土壤有效錳對植株抗病性、果實品質和產量有重要作用，有效鋅能夠影響果樹各器官生長發育、抗逆性、光合作用及果品產量。土壤微量元素對土壤有機質的提升既有促進作用又有拮抗作用，增施鋅肥有利于土壤有機質和養分的提升作用，過多增施有效錳和有效鋅不利于果園土壤有機質的提升。我國很多地區土壤中微量元素缺乏，已經成為影響作物增產的限制因素。本研究表明，靜寧果園間作綠肥土壤有效錳和土壤有效鐵含量均處于中等偏上水平，且6年生果園土壤有效錳和土壤有效鐵含量

顯著高于3年生果園。土壤有效銅含量處于中等水平且隨受年限的影響不大。土壤有效鋅、有效錳、有效鐵的差異均呈極顯著水平，且有效鋅含量3年生間作綠肥果園普遍高于6年生果園。

適宜的土壤磷含量是蘋果優質高產的基礎，土壤磷肥投入量是決定土壤磷含量變化趨勢的關鍵因素，熟化程度較高，果園土壤其總磷含量相對穩定，但有效磷受水肥管理影響較大。綜合考慮各種土壤養分因子，研究發現，間作2年毛葉苕子+間作1年扁豆種植模式、覆蓋2年麥草+間作1年扁豆種植模式這2種模式均可有效改善果園土壤肥力。但綠肥是清潔的有機肥源，其產生的根瘤菌具有顯著的固氮作用，從經濟環保角度考慮，3年生果園間作綠肥時以間作2年毛葉苕子+間作1年扁豆的種植模式可作為隴東半干旱區果園最優種植模式，宜在當地生產中推廣應用。

參考文獻：

［1］ 孫琛梅，程冬冬，楊越超，等.? 土壤肥力質量與蘋果生長、產量及品質關系的研究進展［J］.? 中國土壤與肥料 2022（2）：207-215

［2］ 甘肅統計局.? 甘肅發展年鑒［M］.? 北京：中國統計出版社出版，2021.

［3］ 劉小勇，任? ?靜，孔? ?芬，等.? 氮素調控對甘肅靜寧長期覆沙蘋果園果實品質的影響［J］.? 干旱地區農業研究，2022，40（4）：124-134.

［4］ 陳國軍，閆慧峰，吳? ?凱，等.? 不同收獲期的籽粒莧綠肥還田對土壤養分的影響［J］.? 草業學報，2016，25（3）：215-224.

［5］ 趙? ?秋，高賢彪，寧曉光，等.? 冬綠肥二月蘭間作及翻壓對北方桃園生長環境及果實品質的影響［J］.? 中國土壤與肥料，2013（1）：93-96.

［6］ 欒好安，王曉雨，韓? ?上，等．? 三峽庫區橘園種植綠肥對土壤養分流失的影響［J］.? 水土保持學報，2016，30（2）：68-72.

［7］ 王? ?彥，朱凱迪，孫洪仁，等.? 中國蘋果土壤養分豐缺指標與適宜施肥量初步研究［J］.? 中國農學通報，2022，38（5）：69-78.

［8］ 郭曉睿，宋 濤，鄧麗娟，等.? 果園生草對中國果園土壤肥力和生產力影響的整合分析［J］.? 應用生態學報，2021，32（11）：4021-4028.

［9］ 于淑慧，朱國梁，董? ?浩，等.? 綠肥間作和滴灌對蘋果園土壤肥力和果實品質的影響［J］.? 土壤通報，2022，53（3）：640-647.

［10］ 張先茂，孫世琨.? 甘肅省蘋果園土壤有效養分狀況調查與評價［J］.? 江西農業，2019（18）：126-128.

［11］ 全國土壤普查辦公室.? 中國土壤［M］.? 北京：中國農業出版社，1998.

［12］ 姚志龍，孟? ?媛，等.? 新老蘋果園葉片營養的土壤微量元素影響因子［J］.? 北方園藝，2023（15）：66-73.

［13］ 徐文斌，羅? ?鋒，黃智剛，等.? 不同種植年限沙田柚果園土壤養分及重金屬含量特征研究［J］.? 現代園藝，2023，46（23）：22-24；31

［14］ 杜靜靜.? 不同種植年限果園土壤理化性質與酶活性研究［D］.? 臨汾：山西師范大學，2013.

［15］ 于文睿南，潘? ?暢，郭佳歡，等.? 杉木人工林表土有機質含量及其對土壤養分的影響［J］.? 中國生態農業學報（中英文），2021，29（11）：1931- 1939.

［16］ 朱國華，劉? ?芳.? 烏蘭察布市耕地土壤中氮磷鉀元素含量分析［J］.? 安徽農業科學，2021，49（6）：161-165；225.

［17］ 陳欽程，徐福利，王渭玲，等.? 秦嶺北麓不同林齡華北落葉松土壤速效鉀變化規律［J］.? 植物營養與肥料學報，2014，20（5）：1243-249.

［18］ 趙帥翔，張衛峰，姜遠茂，等.? 黃土高原蘋果過量施氮因素分析［J］.? 植物營養與肥料學報，2017，23（2）：484-491.

［19］ 王景艷，寇偉鋒，姜超強，等.? 不同樹齡石榴園土壤養分調查與評價［J］.? 安徽農業科學，2023，51（17）：125-128.

［20］ 丁少男，薛? ?萐，劉國彬，等.? 長期施肥對黃土丘陵區農田土壤微量元素有效含量的影響［J］.? 西北農林科技大學學報（自然科學版），2017，45（1）：124-130.

［21］ 王德宣，富德義.? 吉林省西部地區土壤微量元素有效性評價［J］.? 土壤，2002，34（2）：86-93.