果园生草在田园综合体建设中的功能

秦文利

（河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北省肥料技术创新中心，河北 石家庄 050051）

为实现“村庄美、产业兴、农民富、环境优”的农业发展目标，集现代农业、休闲农业、田园社区为一体的田园综合体发展模式在2017 年作为乡村新型产业发展的亮点措施被写进中央一号文件，成为当前推进我国农业供给侧结构性改革的重要抓手[1，2]。在田园综合体发展模式中，农业生产将承载增加经济效益、保护生态环境、美化田园风光等众多功能，其中，以景观生态学、植物生态学为基础，构建具有生产、生态、景观功能一体的乔灌草立体复合植物生产生态系统，是实现农业生产众多功能的重要途径[3，4]。我国是世界主要水果产地之一，2017 年果树种植总面积1 113.592 万km2，水果总产量25 241.90 万t，均居世界第一位。我国果品产业在国际市场上竞争力强、发展前景广阔，是我国乡村经济发展中的亮点和农民致富的支柱产业。因此，充分利用我国果品产业的优势和果园生态系统植被层次少、空间大的特点，通过乔木、灌木、草本植物的合理配置进行果园生草，构建集生产、生态、景观功能于一体的田园综合体，是实现农业增效、农民增收、农村增绿乡村新型发展模式的重要途径。了解我国果园管理中存在的主要问题及其对田园综合体建设的影响，厘清果园生草在田园综合体建设中的功能，将有助于提升田园综合体的建设水平。

1 果园管理中存在的问题

1.1 果园地面管理制度落后

长期以来，我国果园尤其是北方果园普遍采用清耕制地面管理制度。清耕制是指在果树生长周期内定期对株行间地面进行中耕除草。果园频繁清耕会加大劳力成本投入，降低果园经济效益；导致地表裸露，增加土壤水的无效蒸发，降低果树水分利用效率，加重水资源危机；引起扬沙扬尘，破坏生态环境；减少果园生物多样性，土壤有机质得不到充分补充，土壤理化性质恶化，土壤质量下降；破坏果树浅层土壤根系，降低根系吸收水肥的能力，造成树体长势弱，易遭受病虫害侵袭，影响果品产量与质量[5]。清耕制果园地面管理制度增加了果园管理难度，破坏了果园生态环境，降低了果园生产性能，不符合现代果园绿色发展的要求。根据果园果树实际情况，选择适宜草种生草覆盖地表，可弥补清耕制的缺点，改善果园生态环境，提高果园的观赏性，实现果品绿色生产，促进田园综合体建设。

1.2 果园立体污染严重

化肥可促进作物生长，提高产量；农药可防治病虫害，降低作物减产几率，化肥、农药是世界农产品产量增加的主要贡献者[6]。1996～2015 年我国农用化肥和农药施用量均呈直线上升趋势（图1）。自2012 年农药施用量突破180 万t 后，2015 年农用化肥施用折纯量突破了6 000 万t，我国成为世界上农药和化肥用量最大的国家。孟远夺等[7]调查发现，2014 年我国果树氮肥、磷肥和钾肥施用折纯量分别为274万t、147 万t 和163 万t，合计达到了584 万t。王赛妮等[8]调查发现，果树上的农药用量大于除蔬菜以外的其他作物。

化肥、农药的过量施用导致果园立体污染严重。过量施用氮肥使果品中硝酸盐含量超标，危害人体健康。未被果树根系吸收的氮，一部分通过挥发、硝化及反硝化作用产生温室气体，影响全球气候变化；一部分形成硝酸根离子随水淋溶至地下，引起水体污染[9，10]。过量施用磷肥不仅增加了土壤中有害重金属含量，影响果树对锌、铁等有益元素的吸收，还会造成水体富营养化。化肥过量施用还会引发果园土壤有机质含量降低，土壤酸化、盐渍化，土壤结构破坏，微生物多样性下降等问题。过量施用农药不仅会导致果品农残超标，还会导致害虫的抗药性增强，天敌数量减少，加重虫害防治难度加大。农药在使用过程中发生逸散，易造成大气及水体污染[8]。果园中不合理施用化肥和农药，造成了果园立体污染，破坏了生态环境，已成为果品产业可持续发展的主要瓶颈。通过乔、灌、草科学配置进行果园生草覆盖，可培肥地力，增加害虫天敌的数量，减少果园化肥和农药的投入，实现节本增效，且保护生态环境。

图1 1996~2015 年中国农用化肥施用折纯量和农药使用量的变化趋势Fig.1 Change trend of the application rate of chemical fertilizer and pesticide in China from 1996 to 2015

1.3 果园系统结构简单

我国果园普遍种植品类单一，植物空间分布层次少、多样性差，不仅导致果园生态系统结构简单，物质循环和能量流动层次少，抗逆性差，低产低效，还影响着果园的观赏性[11，12]。果树生长季节性强，单一的植物结构降低了果园时间和空间的利用效率，浪费耕地资源。通过乔灌草合理配置增加果园植物空间层次，可调节果园的温度和湿度，改变果园生态小气候，提高果园系统的稳定性，增强果树的抗逆能力，实现果品生产的高产高效[13]；还有利于提高果园耕地的时空利用效率，打造观赏价值高的果园景观。

2 果园生草在田园综合体构建中的功能

2.1 生态功能

2.1.1 提升果园土壤肥力，减少化肥投入 土壤肥力指土壤为作物生长供应养分的能力，是土壤物理、化学和生物特征的综合表现[14]。果园生草可改善果园土壤物理、化学和生物学性质。草本植物残体归还到土壤中后，一方面为土壤微生物活动提供养分和能量，促使植物残体快速腐解释放养分为果树生长利用；另一方面，植物残体腐解形成的腐殖质可促进土壤水稳性团聚体、团粒结构的形成，有利于降低土壤容重，改善土壤孔隙结构，提高土壤通透性，增加土壤蓄水性，提高果树根系吸收养分和水分的能力。同时，草本植物地下根系对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，与传统耕作方式相比，葡萄园种植覆盖作物蚕豆可提高土壤有机碳含量。刘伟等[17]研究发现，连续生草5 a 的桃园，0～40 cm土层土壤有机质含量增加显著，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量呈逐年增加的趋势。李会科等[18]研究表明，苹果园生草5 a 后，黑麦草区0～20、20～40和40～60 cm 土层土壤中＞0.25 mm 水稳性团聚体的数量分别较清耕对照区增加了11.34、19.92 和3.18 g/kg，白三叶区指标值分别较CK 增加了16.85、26.54 和5.56 g/kg；黑麦草区0～20、20～40 和40～60 cm 等土层土壤总孔隙度分别较清耕对照区增加了3.62 个百分点、4.35 个百分点和3.17 个百分点，白三叶区指标值分别较CK增加了3.93 个百分点、4.41 个百分点和3.76 个百分点；黑麦草区0～20、20～40 和40～60cm 土层土壤容重分别较清耕对照区降低了0.05、0.11 和0.06 g/cm3，白三叶区指标值分别较CK 降低了0.07、0.11 和0.07 g/cm3；黑麦草区和白三叶草区土壤水分稳渗速率分别较清耕对照区提高了0.62 和0.76 mm/min。综上所述，果园生草可改善土壤的物理、化学和生物学性状，提高土壤肥力，减少化肥投入，有助于减轻化肥对果园的立体污染。

2.1.2 增加果园害虫天敌数量，减少农药施用 果园生草增加了植物的多样性，可吸引更多的害虫天敌觅食、繁衍、栖息，有利于提高果园有益天敌的数量及种类，有效控制害虫发生。陈汉杰等[19]调查发现，毛叶苕子、白三叶和紫花苜蓿等果园覆盖作物上的优势天敌分别为东亚小花蝽、瓢虫、蜘蛛。王大平[20]研究发现，在苹果树行间种植紫花苜蓿与油菜、夏至草、泥胡菜等多样化植物，可降低果园蚜虫、叶螨、金纹细蛾等害虫密度，提高东亚小花蝽、瓢虫类、黑食蚜盲蝽等捕食性天敌的虫口密度。张硕等[21]调查发现，果园生草可增殖害虫天敌，减少害虫数量，明显提高果园益害比。果园生草除了能增加害虫天敌数量外，还可改善树体营养，增强果树对病虫害的抵抗能力，这均有利于减少农药用量，从而降低对果园的立体污染，保护生态环境。

2.1.3 覆盖地表，抑制扬尘，减少水土流失 果园生草覆盖地表除能抑制扬尘外，还可减轻雨水对土壤的击溅和冲刷，有效拦截降水，增加土壤水分渗透率，减少地表径流，防止水土流失。同时，覆盖作物地下强大的根系可形成网络状空间分布格局，能有效固持土壤，提高土壤抗侵蚀的能力[22]。Gomez J A 等[23]研究表明，橄榄园生草能显著减少地表径流和土壤流失。黄炎和等[24]研究发现，果园生草覆盖具有良好的水土保持效果，生草2 a 后果园土壤流失量均降至500 t/km2以下。

2.1.4 调控果园光温湿条件，改善果园小气候 生草覆盖使果园空间层次结构由“果树—地面”变为“果树—草—地面”[25]，生草覆盖层的增加可以协调果园的光照、温度和湿度，改善果园小气候，有助于提高果树的光合效率。生草改变了果园土壤表面性质，能够动态平衡地温，促进果树地下根系生长。果园生草还可降低盛夏期果园气温，提高春季果园相对湿度。毛培春等[26]研究表明，与清耕区相比，桃园白三叶生草区7 月和8 月月平均气温分别降低了0.49 和0.55 ℃，5月果园相对湿度明显提高。果园生草覆盖层的增加不仅可截获更多的光能，还可通过对光的反射及散射改善果品表皮着色[27]。

2.2 观赏功能

将观赏价值高的花草引入果园，构建乔灌草复合植物生产生态系统，打造立体果园景观，一方面可实现果品产业的可持续发展，另一方面可满足游人减缓压力、回归大自然的心理需求，提高果园的经济效益[28]。由此可见，果园生草可提升果园的观赏功能，促进绿色果品生产和销售以及生态旅游、休闲旅游等一二三产业的有机融合，有利于提高田园综合体建设水平，实现现代农业产业的发展目标。

2.3 经济功能

果园的基本功能是生产功能，追求经济价值最大化是种植者的主要目标，也是田园综合体建设的重要目标。果园生草的生态功能和观赏功能均有助于提高果园的经济功能。果园生草可通过补充土壤养分、吸引害虫天敌、增强树体病虫害抵抗力而降低化肥和农药的投入，实现果品生产的节本、提质、增效；还可生产优质牧草，为畜牧业发展提供饲草料。果园观赏功能的提升可促进生态观光旅游业的发展，增加果园收入来源，提高果园的综合经济效益。

3 建议

果园生草可提升果园的生态功能、观赏功能和经济功能，在田园综合体建设中具有至关重要的作用。目前我国果园生草面积尚不足10%，具有较大的发展空间。在开展果园生草，还应注意以下几个方面：

3.1 科学选择草种

选择适宜的草种是果园生草建植成功的关键。我国南方与北方果园的气候和土壤差异较大。北方果园干旱发生频率高，土壤有机质含量低，缺氮少磷，夏季炎热、冬季寒冷；南方果园土壤pH 值偏低，水土流失严重，土壤瘠薄。果园生草要选择适应性广、抗逆性强、生长迅速、地面覆盖度高、水土保持效果好、具有培肥改土功能的品种。为了避免草与果树竞争水分和养分，以及果园病虫害加重和妨碍果园管理作业，应选择根系浅、与果树没有共同病虫害，能吸引天敌，植株低矮、耐践踏、再生能力强的品种。为提高田园综合体的景观效果，在引入草种时还要考虑其观赏价值。如桃园、梨园可在树行间种植花期相近的二月兰、油菜等观赏性的作物，使果园色彩缤纷，打造立体春花景观，提高其观赏性。

3.2 适期播种

土壤温度和墒情是影响种子萌发的重要因素，是确定牧草播期的重要依据。不同种类牧草种子的最适发芽温度、播种量和播种深度范围不同（表1）。地温达到种子萌发最低温度时便可开始进行播种，但是，为了保证出苗齐全，应在种子萌发最适温度范围内进行播种。种子萌发需吸收充足水分，因此土壤墒情对种子出苗至关重要。华北地区春季风大、少雨、升温快，易出现干旱，不利于种子发芽。因此，果园在春季种植一年生牧草时，播前一定要造好底墒；出苗后，要根据土壤墒情及时灌溉。秋季土壤贮水充足，墒情好，温度适宜，适合播种越年生牧草和多年生牧草。播种时应根据种子子粒大小、种子质量、土壤墒情、整地质量、播种方式等确定播种量。种子小、纯净度及发芽率高、土壤墒情好、土壤平整细碎、采用条播方式的，可相对少播；反之，则应增加播种量。牧草种子以浅播为宜，沙土适宜播种深度为2 cm，黏土播深为1.5～2 cm。

表1 果园生草部分草种的发芽适宜温度、播种量和播种深度[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

果园生草利用方式主要有3 种：翻压做绿肥，刈割覆盖或做饲草料。在果树旺盛生长开始前，可将二月兰、油菜、毛叶苕子、箭筈豌豆、黑麦（冬牧70）、多花黑麦草等越年生牧草翻压还田做绿肥，补充土壤养分，替代化肥。为不影响果园管理与作业，多年生牧草草丛自然高度达30～40 cm 时应及时刈割，留茬高度5～8 cm。刈割下的牧草可覆盖果树树盘，减少水分蒸发，增加土壤墒情；或者作为饲草发展畜禽养殖业，构建果-草-牧复合发展模式。