生草栽培对龙眼果园土壤理化性质及产量的影响

钟兰军

摘 要：在龙眼果园套作蔓花生、鼠茅草、百喜草、白三叶草以及自然生草，并以清耕为对照，研究不同生草栽培对龙眼果园理化性质及产量的影响。结果表明：与清耕相比，套种蔓花生、鼠茅草、百喜草、白三叶草可不同程度改善龙眼果园土壤理化性质，降低土壤pH值、电导率、氮磷含量，提升Ca、Mg含量，其中套种百喜草、蔓花生、白三叶草的龙眼果园土壤含水量提升10.86%～30.25%;此外，还可增加土壤微生物及土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）和微生物生物量磷（MBP）含量，提高磷酸二酯酶、氨肽酶、β葡萄糖苷酶含量;龙眼单果重、单穗粒数分别增加了5.47%～9.73%、8.45%～17.45%，龙眼单株产量各处理依次表现为白三叶草>鼠茅草>蔓花生>自然生草>百喜草>清耕。综合以上分析表明，套种蔓花生、鼠茅草、百喜草、白三叶草4种生草栽培相较清耕均可有效改善土壤理化性质、提高龙眼产量，以套作白三叶草的效果最佳。

关键词：龙眼;生草栽培;土壤;理化性质;产量

中图分类号：S667.2 文献标志码：A 文章编号：0253-2301（2020）02-0057-06

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2020.02.012

Abstract：By interplanting Arachis duranensis， rattail fescue， Paspalum notatum Flugge， white clover and natural grass in longan orchards and taking the clean tillage as the control， the effects of different kinds of sod culture on the physical and chemical properties and yield of longan orchards were studied in this paper. The results showed that compared with the clean tillage， interplanting Arachis duranensis， rattail fescue， Paspalum notatum Flugge and white clover could improve the physical and chemical properties of soil in longan orchards to different degrees， reduce the pH value of soil， electrical conductivity and nitrogen and phosphorus content， and increase the content of Ca and Mg， among which the soil water content of longan orchards interplanted with Paspalum notatum Flugge， Arachis duranensis and white clover increased by 10.86%-30.25%. In addition， the contents of soil microorganisms and soil microbial biomass carbon （MBC）， microbial biomass nitrogen （MBN） and microbial biomass phosphorus （MBP） were increased， and the contents of phosphodiesterase， aminopeptidase and βDGlucosidase were also increased. The single fruit weight and the grain number per panicle of longan increased by 5.47%-9.73% and 8.45%-17.45%， respectively. And the yield per plant of longan was white clover>rattail fescue>Arachis duranensis>natural grass>Paspalum notatum Flugge>clean tillage. Based on the above analysis， the results showed that compared with the clean tillage， the four kinds of sod culture including interplanting Arachis duranensis， rattail fescue， Paspalum notatum Flugge and white clover could effectively improve the physical and chemical properties of soil and increase the yield of longan， among which the best effect was achieved by interplanting white clover.

Key words：Longan;Sod culture;Soil;Physical and chemical properties;Yield

龍眼俗名桂圆，是一种典型的亚热带水果，富含多酚、多糖等营养成分，具有补益心脾，养血安神之功效[1-2]。我国龙眼栽培区主要分布于广东、广西、福建、台湾、海南等地，是南方地区的主产热带水果。近年来，我国龙眼园存在土壤肥力下降、管理粗放等问题，造成龙眼产量低下、大小形态不一、品质不稳定、甜度降低等现象，严重影响经济效益。南方地区龙眼种植大多采用清耕模式，成本高且效率低下，亟需引进新型栽培方法加以改善[3-5]。生草栽培是指在果园行间栽作豆科或禾本科植物，并定期刈割，用割下的茎秆覆盖树盘，让其自然腐烂分解的果园管理方法。生草栽培具有改善土壤肥力、改良土壤结构、减少水土流失甚至改善生态环境气候等优势[6-7]。20世纪70年代以来，我国开始将生草模式栽培应用于苹果、柑橘、梨树等果树栽培，有效提高果实经济效益并改善果园种植环境[1，7-8]。目前国内对龙眼果园的生草栽培研究较少，试验数据较为缺乏。为此，本研究以闽东地区种植较多的龙眼品种——水南1号为样本，研究龙眼园中套作鼠茅草、百喜草、蔓花生、白三叶草以及自然生草对龙眼果园土壤理化性质及产量的影响，旨在为龙眼的生态栽培模式以及为龙眼果园土壤质量改良提供参考考依据。

1 材料与方法

1.1  试验材料

试验在福建省宁德市漳湾镇龙眼种植园进行，品种为5年生水南1号龙眼，树间距5.0 m×5.5 m，平均株高3.5 m，冠幅1.9 m，干周32 cm。蔓花生、鼠茅草种子采集于福建农林大学中华园，百喜草购自于江苏四季青种业有限公司，白三叶草购自于江苏华丰种业有限公司。蔓花生、白三叶草为多年生草本植物，鼠茅草为一年生草本植物，蔓花生属多年生宿根草本植物。

1.2 试验仪器

PHS2F台式酸度计、DDS307电导率仪（上海雷磁仪器有限公司）。JA5002电子天平（上海菁海华科技仪器有限公司）。

1.3  试验方法

试验于2017年6月至2018年10月在福建省宁德市漳湾镇龙眼园进行，本试验套种蔓花生、鼠茅草、百喜草、白三叶草以及自然生草共设置5个试验组;以清耕，即定期中耕除草为对照组（CK），每个试验组3次重复，设置15个试验地块，每个地块尺寸为4 m×5 m，试验用地避开沟渠、田埂、路边、林带等不具代表性用地。2017年5月8日，将各种子在清水中浸泡12 h后，依据种子∶沙子=1∶10充分混匀后播种，在播种7 d内保持土地湿润，在试验期间依据天气干燥状况进行喷灌，各试验地块常规管理水平一致。

1.4 土样采集

2018年5月，各草种已经完全成坪，长势良好、分布均匀。采用S形取样法取样，使用管型土钻取土，每个地块依据线路取样5点，取样深度为0～20 cm，对获得的土壤去除石块及其他杂质后混匀并封存于无菌袋中，带至实验室进行指标测定。

1.5 测定方法

土样含水率采用烘干法测定，pH值使用台式酸度计进行测定。电导率使用电导率仪进行测定。土壤中全氮、磷、钾、钙、镁含量使用浓硫酸-高氯酸法消煮，随后使用电感耦合等离子体ICPMS测定。采摘后记录单株龙眼果实数，采用电子天平称量果重。

1.6 数据分析

试验数据采用WPS 2019进行归集整理、公式计算，使用SPSS Statistics 22进行统计方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同生草栽培对土壤含水量、pH值和电导率的影响

从表1可见，各处理土壤含水量为10.96%～14.51%，其中清耕与自然生草土壤含水量无显著性差异（P>0.05），百喜草、蔓花生、白三叶草均显著高于清耕与自然生草，其中白三叶草含水量高达14.51%，表明其具有显著锁水能力;清耕和自然生草pH值无显著性差异（P>0.05），而鼠茅草、百喜草、蔓花生、白三叶草显著低于清耕和自然生草;自然生草电导率为达0.147%，显著高于清耕处理（P<0.05）;其他生草栽培处理均显著低于对照清耕处理（P<0.05）;白三叶草处理的电导率最低，为0.072。综合土壤含水量、pH值和电导率测定结果表明，套种鼠茅草、百喜草、蔓花生、白三叶草对保持龙眼果园土壤湿润，维持土壤水分及酸碱平衡具有重要作用。

2.2 不同生草栽培对土壤矿物质含量的影响

由表2可知，套作鼠茅草、百喜草、蔓花生、白三叶草处理的果园土壤全氮、全磷含量均低于清耕和自然生草，其中，蔓花生、白三叶草全氮含量较低，分别为0.62%和0.64%，其原因可能是二者作为豆科植物具有固氮作用，可在一定程度上影响土壤中的含氮量。白三叶草具有最佳的降磷作用，相较清耕和自然生草，全磷含量降低了46.15%和49.09%;套种蔓花生能够显著提升土壤全钾含量（P<0.05），套作鼠茅草、百喜草和白三叶草相对清耕和自然生草均未能有效提升土壤中全钾含量。试验结果表明套作鼠茅草、百喜草、蔓花生、白三叶草能降低土壤全氮、全磷含量，提高土壤中钾、钙、镁含量。

2.3 不同生草栽培对土壤细菌、放线菌、真菌数量的影响

从表3可知，各生草栽培处理的果园土壤中细菌、放线菌、真菌含量均高于对照，其中，白三叶草的细菌数量最多，自然生草其次，分别比清耕增加64.09%、52.78%;套作蔓花生的果园土壤中放线菌数量为116.54×103 CFU·g-1，比清耕增加46.32%;套作白三叶草的果园土壤真菌数量最多，达到118.65×103 CFU·g-1，与清耕差异达显著水平（P<0.05）。试验结果表明生草栽培可增加土壤菌落数量，促进土壤中有机物与无机环境的物质能量交流，以提升土壤肥力。

2.4 不同生草栽培对土壤MBC、MBN和MBP的影响

由表4可知，与清耕组相比，不同生草套作试验组土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）和微生物生物量磷（MBP）均显著增加（P<0.05），其中套作白三叶草的MBC、MBP、MBP分别达到768.12 、30.56、18.09 mg·kg-1，相较清耕组提高46.53%、45.25%、96.00%。而套作蔓花生的MBN值最高，达到31.25 mg·kg-1，原因与其为豆科植物具有的固氮作用相关。试验结果表明多种生草套作栽培，在植物腐化降解后可提高土壤有机质含量，从而提升土壤有机、无机养料含量。

2.5 不同生草栽培对土壤物质相关酶的影响

从表5可知，5种生草栽培均能够显著提高磷酸二酯酶、氨肽酶活性、β葡萄糖苷酶活性。试验组磷酸二酯酶活性均高于清耕与自然生草组，其中蔓花生、白三叶草分别达到0.41、0.42 mg·g-1。

鼠茅草氨肽酶活性最高，达到12.09 mg·g-1。而蔓花生β葡萄糖苷酶活性最高，相比清耕與自然生草分别提高167.07%、140.66%。土壤酶可极大地加速生物化学反应速度，在土壤微生物活动中具有重要作用[9-11]。试验结果表明生草套作栽培可提高土壤微生物的生物代谢活性。

2.6 不同生草栽培对龙眼产量的影响

从表6可知，套作白三叶草龙眼单果重为23.45 g，相较清耕提高9.73%，具有显著性差异（P<0.05），自然生草、百喜草、蔓花生、鼠茅草单果重无显著性差异。各处理龙眼单穗粒数为20.23～24.12个;其中，白三叶草处理的龙眼单穗粒数最高，为23.76个，与清耕差异显著（P<0.05）。龙眼单株产量依次为白三叶草>鼠茅草>蔓花生>自然生草>百喜草>清耕。其中，白三叶草套作模式龙眼单株产量最高，为40.16 kg，相比自然生草（35.19 kg）、清耕（34.12 kg）增产14.12%、17.70%，差异达显著水平（P<0.05）。试验结果表明白三叶草套作可有效改善土壤生态环境，提高龙眼果实产量。

3 结论与讨论

生草栽培能够提高土壤植被覆盖率、提高地表生态系统生物多样性[3，12]。范光南等[4]研究表明套种绿肥可以改善果园微生态环境，提高果树光合速率;潘伟彬等[13]研究表明套种牧草能减少径流量和泥沙量，截留雨水，提高土壤含水量，降低旱季地表温度，提高土壤有机质含量;颜晓捷等[14]研究也表明，栽培生草或采取免耕等能提高杨梅林地土壤有机质，提高杨梅果实品质进而提高经济效益。植物栽培中，土壤中的水分是维持植物生长的重要来源，各种离子溶解在水中被植物吸收，有效地保障植物的生命活动，因而水分是判断植物生命代谢活动强弱的重要指标。本研究结果表明，套作蔓花生、百喜草、白三叶草的土壤含水量均高于清耕对照;其中套作白三叶草果园土壤含水量达到14.51%，显著高于清耕和自然生草（P<0.05），表现出较好的锁水能力，表明其对于提高龙眼果园土壤湿度具有很大作用。土壤pH值可以反映土壤肥力，不仅能够影响多种营养成分的吸收，还与植物病虫害息息相关，有研究表明多种生草套作种植能够降低土壤pH值，而以鼠茅草（5.98）、白三叶草（5.88）效果最为显著[3-15]。土壤电导率在精细农业中具有不可替代的作用，可以用来反映土壤质量、物理性质等指标[16-17]。本研究中套作鼠茅草、白三叶草、百喜草及蔓花生4种生草栽培电导率显著低于清耕及自然生草，白三叶草（0.072）、蔓花生（0.081）、百喜草（0.097）的电导率较低。综合土壤含水量、pH值和电导率分析，龙眼果园套作鼠茅草、白三叶草、蔓花生、百喜草可有效地维持了土壤水分及酸碱平衡，进而维持较为稳定的土壤环境。

本研究结果表明，生草栽培的龙眼果园土壤细菌、放线菌、真菌含量分别为89.54～143.10、99.67～120.65、89.61～116.54 CFU·g-1。其中，套作白三叶草的龙眼果园土壤细菌、真菌、放线菌数量分别达到143.10×103 、87.06×103、120.25×103 CFU·g-1，与对照组存在显著性差异（P<0.05）。磷酸二酯酶、氨肽酶、β葡萄糖苷酶在微生物的生长代谢中发挥重要作用，酸性土壤中的磷酸二酯酶能够分解土壤中的酸性物质，提高土壤中磷元素含量，β葡萄糖苷酶则能够分解土壤中的纤维素，氨肽酶可有效分解土壤中的蛋白质，进而提高土壤氮元素含量。微生物在多种酶的作用下将动植物残体分解，进而将有机质转化分解成碳、氮、磷等元素，从而有效促进土壤中有机物和无机物的转换[18-20]。套作蔓花生、鼠茅草、百喜草、白三叶草处理的龙眼果园土壤磷酸二酯酶、氨肽酶活性、β葡萄糖苷酶活性分别为0.30～0.42、10.36～12.09、1.20～2.19 mg·g-1，套作白三叶草的龙眼果园磷酸二酯酶、氨肽酶活性、β葡萄糖苷酶活性分别达到0.42、10.36 、1.74 mg·g-1，与对照存在显著性差异（P<0.05）。此外，套作蔓花生、鼠茅草、百喜草、白三叶草处理的龙眼果园土壤MBC、MBN和MBP含量分别为650.35～768.12、25.79～31.25、11.70～18.09 mg·kg-1，其中套作白三叶草的果园土壤MBC、MBN和MBP含量达到768.12、30.56、18.09 mg·kg-1，均显著高于清耕对照（P<0.05）。综合以上分析表明，生草栽培能有效提高土壤细菌、真菌、放线菌数量，在多种土壤酶作用下，加速土壤养分的代谢运转。套作蔓花生、白三叶草、鼠茅草等处理均表现出较好的预期效果，说明三者在改善土壤微生态环境及提升土壤肥力中有积极作用，尤以白三叶草表现最佳。

龙眼生长依赖土壤中的有机养分和无机养分，果树通过吸收土壤中的碳、氮、磷等养分实现有机质的积累，同时在多种土壤微生物的作用下，促进机体的生长发育进而提高果实产量。本试验结果表明生草栽培可有效提高龙眼树果实单株产量，套作蔓花生、鼠茅草的龙眼单株产量分别为38.46、38.61 kg，而套作白三叶草处理的龙眼单株产量最高，达39.16 kg。试验过程中同时还发现鼠茅草抗高温能力较弱，在高于35℃气温下出现大面积枯黄、死亡，而蔓花生与百喜草生长上存在叶长不方便农事操作、根细长与树体竞争等缺点，因而不适用本地栽培。因此，结合试验结果以及生产实际，白三叶草在改善土壤多项理化性质上具有良好效果，而且由于其生长速度快、适应性广以及抗热抗寒性强，更适合于闽东地区栽培及推广。

参考文献：

[1]杜丽清，吴浩，郑良永.果园生草栽培的生态环境效应研究进展[J].中国农学通报，2015，31（11）：217-221.

[2]邓左奇，李英杰，刘珂，等.龙眼根际微生物多样性研究进展[J].现代园艺，2019（15）：53-55，208.

[3]潘介春，徐石兰，丁峰，等.生草栽培对龙眼果园土壤理化性質和微生物学性状的影响[J].中国果树，2019（6）：59-64.

[4]范光南，蔡海洋.套种绿肥对幼龄龙眼园微生态环境的影响[J].福建果树， 2005（1）：1-3.

[5]WANG Y L，LIANG Y Z，ZHANG J，et al.Simultaneous separation and determination of four main isoflavonoids in Astragali Radix by an isocratic LC/ESIMS method[J].Journal of Central South University，2016，23（2）：303-309.

[6]匡石滋，田世尧，段冬洋，等.生草栽培对火龙果果园土壤特性及微生态环境的影响[J].热带农业科学， 2015（5）：1-4，12.

[7]高小叶，张兴兴，朱建国，等.生草栽培对果园面源污染的控制：三种牧草的比较研究[J].草业学报，2015， 24（2）：49-54.

[8]SUTIGOOLABUD P，SUTIGOOLABUD P，MIZUNO T，et al.Effect of chlorate on nitrification in longan plantation soil[J].Soil Science and Plant Nutrition，2008，54（3）：387-392.

[9]熊佰炼，谭必勇.生物质炭还田利用对土壤酶活性影响研究现状[J].遵义师范学院学报，2017，19（3）：106-110.

[10]曹婷婷，郭振.土壤酶活性与土壤肥力关系的研究进展[J].农业科学，2019，9（6）：444-448.

[11]吴艳梅.土壤中主要酶类对林业与园林的影响[J].现代农业科技，2018（10）：160-161.

[12]冯书华，李红梅，吴炯，等.元阳梯田两种森林群落土壤微生物数量与养分特征[J].西部林业科学，2018，47（4）：108-114.

[13]潘伟彬，应朝阳，陈恩，等.套种牧草对果树根系生长及果园生态的影响[J].中国农学通报，2008（3）：279-284.

[14]颜晓捷，黄坚钦，邱智敏，等.生草栽培对杨梅果园土壤理化性质和果实品质的影响[J].浙江农林大学学报，2011，28（6）：850-854.

[15]刘世立，薛进军.不同环沟管理方式对成龄龙眼园土壤理化性质及树体水分的影响[J].南方农业学报，2014，45（6）：1005-1009.

[16]陈皓锐，王少丽，管孝艳，等.基于高光谱数据的土壤电导率估算模型：以河套灌区沙壕渠灌域沙壤土为例[J].干旱区资源与环境，2014，28（12）：172-177.

[17]杜春梅，顿圆圆，董锡文，等.蔬菜大棚使用年限对土壤电导率及功能微生物数量的影響[J].河南农业科学，2014， 43（5）：69-71.

[18]马文文，姚拓，靳鹏，等.荒漠草原2种植物群落土壤微生物及土壤酶特征[J].中国沙漠，2014，34（1）：176-183.

[19] 贾曼莉，郭宏，李会科.渭北生草果园土壤有机碳矿化及其与土壤酶活性的关系[J].环境科学，2014，35（7）：2777-2784.

[20] 萨如拉，高聚林，于晓芳，等.玉米秸秆深翻还田对土壤有益微生物和土壤酶活性的影响[J].干旱区资源与环境，2014，28（7）：138-143.

（责任编辑：林玲娜）