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黄河故道地区果园种植毛叶苕子对土壤理化性质的影响



全 文 :工作研究 2009.9
黄河故道区域土壤是在黄河沉积母质上发育形
成的,以粉砂粒为主,肥力较低。 由于果园长期超负
载生产和化肥大量施用,土壤盐碱化严重,有机质含
量降低致使果实品质下降,产量降低,各种生理病害
发生严重,影响果品生产。
果园生草是在果园果树采用宽行距(一般 4~5m)
的栽培条件下, 全园或行间种草覆盖, 不使土壤暴
露, 每年刈割 1~2 次覆于树盘下或刈割利用发展养
殖也可常年不刈割, 在果园生长期采取的一种土壤
管理制度。 果园生草可改良土壤结构、改善土壤理化
性状、调节果园气候环境;有利于植物保护和无公害
果品的生产,便于果园机械化作业;生草园管理上比
清耕法管理的果园省工省力, 降低成本。 在雨水较
多、灌溉条件较好的果园,选择不与果树争夺肥水的
优良草种,可提高果园有机质,并可增温、保湿、抑制
杂草生长,繁殖害虫天敌、减少果树病虫害发生,降
低生产成本,提高果品产量和质量;在无水源及干旱
地区,可采用树盘覆草技术,同样可以达到改善土壤
的水肥、理化性质,蓄水保熵,保持土温,湿度相对稳
定,达到提高果品产量和质量的目的。
近年来对果园生草的草种和生草效应有一些研
究,但对黄河故道地区土壤生草试验的较少,本试验
期望通过果园生草法找到改良该地区土壤理化性质
的方法。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于 2004 年 4 月至 2006 年 12 月在江苏省
徐州丰县大沙河果园进行。 试验地海拔 34.5m,年平
均降水量 630.4mm,年平均气温 15℃;供试土质为泡
砂土,于黄河沉积母质上发育形成的;供试果园为 6
年生梨园 ,品种为砀山酥梨,株行距为 4m×5m;供试
草种为毛叶苕子, 购于中国农业科学院郑州果树研
究所,以同一果园清耕管理土壤为对照。于 2004年 4
月以 15.0kg/hm2的播量,全园种植毛叶苕子,生草果
园不进行刈割,每年自生自灭。 不同处理间施肥、灌
水、用药、整枝等树体管理措施按常规方法进行。
于 2006 年 12 月, 在试验地分别采集生草及清
耕管理土壤样品作为供试土壤, 以清耕管理土样作
为对照。 土壤样品采用“S”型取样方法,用自制竹签
采集深度为 0~40cm 的混合土样,再用四分法处理掉
多余土壤。
陈宗元 1 渠慎春 2 章 镇 2 吴小智 2
(1.江苏省园艺技术推广站 南京 210036;2.南京农业大学园艺学院 江苏南京 210095)
摘要:主要研究了江苏省黄河故道地区梨园种植毛叶苕子生草对土壤理化性质的影响。 结果表明,
经过 3 年生草处理,果园 0~40cm 土壤有机质较对照增加了 51.5%,全 N 增加了 88%,有效 K 增加
了 45%,但全 P降低了 26.7%;生草处理后有效 B 增加了 19.3%,但微量元素 Cu、Zn、Fe、Mn、有效 S
均略有所降低;土壤 pH由 7.84降至 7.17;处理后土壤含水量增加了 37.5%,容重增加了 14.2%。 说
明在黄河故道地区果园采用生草制确实能改良因为长期超负载生产和化肥大量施用所造成的土
壤盐碱化严重、有机质含量降低等问题,应大面积推广。
关键词:生草覆盖;土壤;果园;土壤理化性质;矿质营养
黄河故道地区果园种植毛叶苕子
对土壤理化性质的影响
作者简介:陈宗元(1962 年-),男,高级农艺师,长期从事园艺
技术推广和研究。
通讯作者:渠慎春(1965 年-),男,副教授,研究方向:果树栽培
与生物技术研究。
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2009.9 工作研究
* 注:无相同小写字母的,达到 5%显著差异;无相同大写字母
的,达到 1%显著差异,下同。
表 1 生草对土壤 pH、有机质的影响
处理 pH 有机质 (g/kg)
生草 7.17 A 6.44 a
清耕(CK) 7.84 B 4.25 b
表 2 生草对土壤全氮、全磷、有效钾的影响
处理 全 N(g/kg) 全 P(g/kg) 有效 K(mg/kg)
生草 0.94 a 0.033 a 57.7 a
清耕(CK) 0.50 b 0.045 b 39.7 b
表 3 自然生草对土壤铜、锌、铁、锰等的影响
处理 Cu(mg/kg) Zn(mg/kg) Fe(mg/kg) Mn(mg/g) 有效 B(mg/kg) 有效 S(mg/kg)
生草 1.06 a 0.98 a 9.54 a 4.40 a 36.79 a 19.72 A
清耕(CK) 2.33 b 1.15 a 11.38 b 6.80 a 30.85 a 54.21 B
1.2 实验方法
土壤样品测定方法: 全氮——开氏定氮法;全
磷——酸溶(钼锑抗比色法);速钾——火焰光度法(醋
酸铵浸提);有机质——重铬酸钾法;pH——pH 测定
仪;铜、锌、铁、锰——火焰光度计法(DTPA 提取);有
效硫——硫酸钡比浊法(磷酸盐侵提法);有效硼——
钾亚胺比色法(沸水)。 土壤含水量——烘干法;土壤
容重——环刀法。
2 结果与分析
2.1 自然生草对土壤 pH及有机质的影响
酸碱度(pH 值)是土壤重要的化学性质,是成土
条件、理化性质、肥力特征的综合反映,也是划分土
壤类型、评价土壤肥力的重要指标,不同果树 pH 值
适宜范围不同。 土壤有机质是土壤养分的重要来源,
不仅可以改善土壤物理性质, 还可提高土壤保肥能
力,是重要的肥力指标。 本研究土壤测定结果(见表
1)表明与对照相比连续 3 年生草后,土壤 pH 由 7.84
降到 7.17; 有机质的含量由 4.25g/kg 提高到 6.44g/
kg,增加了 51.5%。 经方差分析,土壤 pH 在 1%水平
上达到极显著水平,土壤有机质含量在 5%水平上达
显著水平。
2.2 自然生草对土壤全氮、全磷、有效钾的影响
土壤氮、磷、钾为主的三要素是果树生长与产量
的基础。 土壤养分测定结果(见表 2)表明连续生草 3
年后土壤全氮,有效钾含量明显增加。 生草处理后土
壤全氮的含量和对照相比由 0.5g/kg 提高到 0.94g/
kg,比对照增加了 88.0%;但全磷含量和对照相比降
低了 26.7%; 有效钾的含量和对照相比由 39.7mg/kg
提高到 55.7mg/kg, 比对照提高了 45.0%。 经方差分
析,均与对照相比在 5%水平达到显著水平。
2.3 生草对土壤铜、锌、铁、锰等的影响
土壤中微量元素是植物生存所必需, 缺少或过
量常常会产生生理性病害。 Cu、Zn、Fe、Mn 等元素作
为许多体内进行氧化还原作用、 呼吸作用的重要酶
类的组分,参与光合作用。
土壤养分测定结果(见表 3)表明连续 3 年生草
后土壤铜、锌、铁、锰的含量均有下降的趋势。 生草处
理后土壤铜的含量由 1.06mg/kg 下降到 2.33mg/kg,
比对照减少了 54.5%;铁的含量由 9.54mg/kg 下降到
11.38mg/kg, 比对照减少了 16.2% ; 锌的含量由
0.98mg/kg 下降到 1.15mg/kg, 比对照减少了 14.8%;
锰的含量由 6.08mg/kg 降到 4.40mg/kg, 比对照减少
了 27.6% ; 有 效 B 的 含 量 30.85mg/kg 增 加 到
36.79mg/kg,比对照增加了 19.3%;有效 S 的含量由
54.21mg/kg 降到 19.72mg/kg, 比对照降低了 63.6%。
经方差分析,铜、锌、铁、锰的含量变化在 5%水平上
均达到显著水平,有效硫的含量变化在 1%水平上达
极显著水平,有效硼的含量变化不显著。
2.4 生草对土壤含水量及容重的影响
土壤含水量是土壤保水保肥能力的重要指标,
是影响果树生长发育的主要生态因素之一, 土壤含
水量的高低对稳定树势、 增加产量和提高果实品质
具有极为重要的作用。 土壤容重又称土壤假比重,一
般肥沃的耕作层土壤容重在 1g/cm2左右, 而紧密未
熟化的新土,容重在 1.3~1.5g/cm2,坚实的土壤容重可
达 1.8g/cm2。
从试验结果 (表 4) 可看出生草区与对照相比
含水量由 14.78%提高到 20.05%, 增加了 35.7% ;
土壤容重生草区与对照相比由 1.55g/cm2降到 1.33g/
cm2, 减少了 14.2%。 经方差分析在 5%水平上均达
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显著水平。
3 讨论
3.1 土壤理化性质
在果树年发育周期内,如有适宜水分管理,就可
以促进新梢生长、果实增大、提高产量、增进品质。 以
上结果(表 4)说明了 3 年生草后,一方面有机物层减
缓了土壤水分的蒸发,另一方面由于有机质的增加,
团粒结构的形成和有效孔隙度的增加, 增强了土壤
的容水能力, 其次果园生草能缓解降雨对土壤的直
接侵蚀,减少地表径流,防止冲刷,减少水土流失,还
可提高水分渗透, 减少水分蒸发, 提高水分利用效
率。 因而使土壤水分含量明显增加,显示出良好的提
墒作用,以供给果树根系集中分布层的水分,促进果
树根系发育。 Shui等试验结果表明:与传统清耕法相
比,果园地表径流量和土壤侵蚀量分别减少 45.5%和
55.2%。 但也有研究表明,果园生草会造成草与树体
竞争水分的现象,尤其是干旱季节,因此在生草初期
应根据土壤水分状况加强水分管理。
容重可作为土壤肥力指标之一, 一般土壤容重
小,表明土壤比较疏松,孔隙多;反之,土壤容重越
大,表明土体紧实,结构性差,孔隙少。 郝淑英等在黄
土高原地区进行果园生草试验表明, 果园生草覆盖
区与对照区相比,土壤容重下降 0.05~0.13g/cm3,降低
了 4.2%~10.0%。 一般肥沃的耕作层土壤容重在 1g/
cm2左右,而紧密未熟化的新土,容重在 1.3~1.5g/cm2,
坚实的土壤容重可达 1.8g/cm2。 从以上试验结果(表
4)可以看出,经过 3 年生草实验后,土壤容重明显降
低,一方面大量的有机物质投入土壤,经日晒雨淋,
不断腐烂矿化,首先增加了土壤有机质含量,有机质
的增加,使土壤有机、无机胶体紧密结合,从而形成
大量的水稳性团粒结构,因而使土壤团粒提高;另一
方面土壤结构的改善和有机质的增加, 以及土壤微
生物活动的加强,协调了土壤大小空隙的比例,使土
壤有效孔隙度增加,降低了土壤容重,改善了土壤的
水、气条件,提高了土壤肥力,为果树的生长发育创
造了有利条件。
一般认为果园生草制度下 pH 值较无植被的高,
李华等在葡萄园生草试验研究表明生草处理使土壤
pH值升高。 但也有报道表明在北方苹果园进行生草
栽培后,土壤 pH 值呈下降的趋势;而南方酸性土壤
生草栽培后的 pH值却有所上升。 从以上结果(表 4)
可看出生草和对照相比有效降低了土壤的 pH,这说
明果园生草可较好地调节土壤 pH,这对改善该地区
的石灰性土壤有较好的作用。
3.2 矿质营养
有关文献报道:黄土高原区苹果生草 6 年后,有
机质含量增加 0.19%~0.57%,提高 24.4%~73.1%。 太
行山区苹果种植沙打旺土壤养分效应的研究表明,
复合系统 0~50 土层有机质含量较清耕对照提高
30.0%。 据测定果园套种白三叶 , 速效磷提高了
408.6%,速效钾提高了 105.1%,且能较好地调节土壤
pH 值。 在黄河故道地区葡萄园行间生草后,土壤有
机质含量提高 54.4%。 国外的一些研究证明,果园生
草栽培尽管还田后不影响土壤含 N 总量, 但影响 N
的吸收,生长季节土壤中可利用 N 素,特别是硝态氮
可能减少。 而果园生草有利于提高 P的有效性,对土
壤 K 的影响不大。 从上述实验结果(表 1、表 2)可看
出,全氮比对照增加的幅度最大,其次为有机质,速
效钾,这说明了大量的富含营养的有机物质的投入,
经日晒雨淋,不断腐烂矿化,增加了土壤有机质;同
时,由于有机物质的覆盖,减弱土壤与外界的空气流
通,对土壤水分和土壤温度的变化起到了缓冲作用,
改善了土壤微生物的生存环境和能量供应, 加快了
土壤微生物的活动,加速了有机物质的分解,释放出
氮、钾等矿质营养,一方面供给果树生长需求,另一
方面用于培肥土壤,提高土壤有效养。 本研究结果表
明自然生草覆盖降低了土壤全磷及 Zn、Fe、Cu、Mn 等
矿质营养元素的含量。 但黄显淦、陈清西等人试验表
明生草对全磷含量的影响不显著, 王中英等报道通
过果园草覆盖可提高土壤中 Zn、Fe、Cu、Mn等矿质营
养元素的含量 , 增幅可分别达到 31.81%、5.02%、
21.41%、81.77%。 其可能的原因一是由于土壤酸碱度
的降低,这些元素有效的含量提高,从而提高了树体
对这些元素的吸收量, 另一方面可能鲜草会也会带
走部分元素,从而使土壤中的含量降低,
* 注:无相同小写字母的,达到 5%显著差异;无相同大写字母
的,达到 1%显著差异。
表 4 自然生草对土壤含水量及容重的影响
处理 含水量(%) 容重(g/cm2)
生草 20.05 a 1.33 a
清耕(CK) 14.78 b 1.55 b
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三是可能是生草时间太短,果园近地面
系统中营养物质还没有达到稳态循环所造成, 具体
原因有待近一步探讨。
3.3 展望
果园生草作为一种较好的果园土壤管理措施,
符合当代所倡导的生态农业和可持续发展战略。 黄
河故道地区是我国重要的果树产区, 由于黄河故道
地区是由黄河冲击而形成的,以泡沙土为主,土壤保
水保肥能力很差,在果园采用生草法,可以显著提高
土壤肥力、改良土壤结构、防止土壤流失、降低土壤
碱性, 因此在该地区石灰性土壤果园采取果园生草
制是一项积极可行的、 经济效益可观的果园土壤管
理模式,应该积极地大面积推广,同时应该在其他方
面加强研究, 如找到更适合的草种从而降低与果树
的竞争, 还可以延长年限继续试验观察以达到优化
生草法的目的, 从而解决黄河故道地区土壤盐碱化
严重、 有机质含量降低致使果实品质下降, 产量降
低,各种生理病害发生严重等问题。
参考文献:
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2.2 实施测土配方施肥技术
测土配方施肥是以肥料田间试验和土壤测试为
基础, 根据作物需肥规律, 土壤供肥性能和肥料效
应,在合理施用有机肥的基础上,提出氮磷钾及中微
量元素等肥料的施用品种、数量、施用时期和方法,
推广施用配方肥(作物专用复合肥)。 测土配方施肥
是一项比较复杂的技术,农民掌握起来不容易,只有
把该技术物化,即做到测、配、产、供、施一条龙服务,
由土肥站进行测土、配方,由化肥企业按配方进行生
产供给农民直接买配方肥(作物专用复合肥),再按
具体方案施用。
2.3 实行水土保持耕作法,防止水土流失
2.3.1 采取中全层施肥方法 有机肥与磷钾肥和部
分氮肥作底肥进行中全层施用,可以保肥增产,节约
成本,减少农业土壤环境污染。
2.3.2 实行节水栽培技术 如通过水平等高种植,
从而拦截部分地表径流,提高土壤渗透力。
2.3.3 采取旱地覆盖间套种栽培技术 豆科和绿肥
作物为活覆盖材料, 也可利用作物秸秆覆盖或推广
地膜覆盖技术,可减少土壤冲刷和雨后板结,提高保
水能力。
2.4 合理轮作,用地养地相结合
推广玉米宽窄行条栽,玉米间套种辣椒、花生、
大豆、绿肥,烤烟配套种晚秋玉米,玉米收后栽豌豆
或马芽花、蚕豆、小麦、绿肥以及冬季蔬菜等技术。
2.5 建立排灌体系,改善土壤水分状态
我县大部分耕地没有一套完整的排灌体系,在
有条件的情况下开展农田工程设施建设, 进行沟渠
配套,有效地满足作物对水分的需求。
参考文献:
[1]马冠荣,颜锡文.砚山土壤.1983,12
[2]文山州土肥站化验室 ,砚山县土肥站化验室 .土壤分析结果
报告.
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