南疆苹果园间作绿肥品种筛选

王林娜，张朝阳，王栋，席琳乔*

(1.吐鲁番职业技术学院，新疆 吐鲁番 83800； 2.塔里木大学动物科学学院 新疆生产建设兵团 塔里木畜牧科技重点实验室，新疆 阿拉尔 843300)

随着新疆林果业的快速、规模化发展，截至2017年底新疆特色林果业数据统计，林果总面积达274.65万hm2，果品产量超过2251.83万t[1]，其中环塔里木盆地周边林果区面积和产量占全疆的75%以上，形成了以红枣、核桃、苹果等为主的特色林果业[2]。南疆林果业在成园初期，间种小麦、棉花等农作物，随果树郁闭度逐渐增加，农作物减产明显而逐渐退出，近年来由于林果业低迷、南疆饲草料缺乏，人们开始建立果-草套种复合种植模式，提高果园综合经济效益，种植的饲草品种有苏丹草、苜蓿、饲用甜菜、草木樨、饲用油菜、高羊茅、鸭茅、黑麦草等，但很少作为绿肥使用，塔里木盆地土壤类型以棕色荒漠土为主，有机质较低，严重制约林果业的发展。

果园种植绿肥植物已广泛应用在土壤管理中，绿肥粉碎翻压可改善果园生态环境[3]，包括提高土壤有机质、改善土壤结构、增加土壤全氮含量[4]、降低病虫害的发生率、改善果园小气候、促进树体生长发育[5]、改善果实着色和品质[6]。因此，因地制宜种植果园绿肥，实现用地与养地相结合，可促进南疆特色林果业的健康持续发展。研究拟筛选出适宜南疆苹果园种植的高产、优质的绿肥品种，为绿肥植物的林下种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在新疆阿拉尔市13团2连主干型苹果园进行。苹果树龄3年，株行距1.5 m×4 m，灌溉方式为春秋季漫灌和生长期滴灌。试验点绿肥播种前取行间0～60 cm土壤进行理化性质分析，各养分含量结果显示为，苹果园土壤有机质3.39%，全氮0.76%，碱解氮14.20 mg·kg-1，pH值8.58，总盐1.55 mg·g-1，速磷14.90 mg·kg-1，速钾150.17 mg·kg-1。

供试绿肥品种为白芥(Semensinapis)、一年生黑麦草(Loliummultiforum)、毛苕子(Viciavilosa)、燕麦(AvenasativaL.)、芥菜BWFB(Brassicajuncea)、肥田萝卜(RaphanussativusL.)、芥菜SGBW(Brassicajuncea)和TG-8(R.sativusL.)均为克劳沃(北京)生态科技有限公司提供，另设自然生草蒙山莴苣(SonchusoleraceusL.)为对照。

1.2 方法

1.2.1 播种

果林行间不单独进行施肥，2017年4月1日播种，不同品种随机区组排列，重复3次，行距为15 cm，小区面积4 m×10 m。自然生草优势植物种类为蒙山莴苣。

1.2.2 测定项目及方法

产草量。采用取样测产法测定，2017年6月21日测产并碎草还田，刈割1 m×1m的地上植物量，共重复5次进行，刈割后立即称重为鲜草产量，切碎混合后取样500 g，水分测定为温度65 ℃，烘箱中烘24 h，并恒重。

养分测定。植株样品用H2SO4-H2O2进行消煮，全氮含量用蒸馏法测定，全磷含量用钒钼黄比色法测定，全钾含量用火焰光度法测定，钙和镁采用原子吸收分光光度计测定波长分别为422.7和285.2 nm。

1.3 数据分析

采用Excel 2010、SPSS 11.0进行数据整理，多重比较采用新复极差法进行检验，综合模型建立灰色关联分析。

2 结果与分析

2.1 干草产量

由图1可知，干草产量依次为肥田萝卜>TG-8>芥菜SGBW>燕麦>自然生草>毛苕子>白芥>芥菜BWFB>一年生黑麦草，最高干草产量达到756.10 kg。因此，肥田萝卜、TG-8、芥菜SGBW和燕麦是苹果林下有机物积累能力较强的植物，其次为毛苕子和白芥，而芥菜BWFB和一年生黑麦草的有机物积累能力较小。

图1 9种绿肥品种干草产量

2.2 养分含量

由表1可知，毛苕子氮含量最高达到0.30%，一年生黑麦草、燕麦和蒙山莴苣含量较低。肥田萝卜的磷、钙和镁含量最高，分别为0.54%，2.57%和0.76%。燕麦的钾含量最高达0.62%，其次为毛苕子和肥田萝卜。

表1 不同绿肥地上部分植株养分含量

2.3 养分富集

由表2可知，TG-8对氮的吸收能力最强，肥田萝卜对磷、钙、镁的活化能力最强，燕麦对钾的活化能力最强。肥田萝卜对养分总体活化能力最强，显著高于其他绿肥；其次为TG-8和芥菜SGBW，显著高于除肥田萝卜外的其他绿肥。

表2 不同绿肥地上部分植株养分富集能力

2.4 灰色关联分析

测定9种林下间作牧草的干草产量、地上植株的N、K、P、Ca、Mg含量与地上植株N、K、P、Ca、Mg的富集能力结果，以此作为综合评价9个牧草品种优劣的指标。根据生产实际需求，以上测定值越大，说明牧草的生产性能和各项指标越好[7]。

选择每个指标的最优值构成参考序列X0(k)(表3)，林下间作牧草9个品种为比较序列Xi(k)，i为参试品种数，k=1，2，3，…，9。采用均值法对试验数据进行无量纲化处理，并计算绝对差值，得到min∣X0(k)-Xi(k)∣=0，max∣X0(k)-Xi(k)∣=2.079 3。

表3 9个牧草品种各性状值

关联系数：

(1)

(2)

(3)

通过公式(1)(2)，分别计算9个牧草品种与参考序列的各性状关联系数，用灰色关联分析法[8]计算权重：ω1=0.091 0，ω2=0.082 7，ω3=0.117 3，ω4=0.081 0，ω5=0.086 2，ω6=0.073 1，ω7=0.067 4，ω8=0.082 1，ω9=0.062 8，ω10=0.074 5，ω11=0.059 9，ω12=0.055 6，ω13=0.066 5。指标权重顺序为碳含量>干草产量>钾含量>氮含量>氮富集能力>磷含量>钾富集能力>镁含量>钙含量>养分富集总量>磷富集能力>镁富集能力>钙富集能力。

通过公式(2)计算加权关联度，根据权重建立综合评价模型：Zk=0.091 0ξ1+0.082 7ξ2+0.117 3ξ3+0.081 0ξ4+0.086 2ξ5+0.073 1ξ6+0.067 4ξ7+0.082 1ξ8+0.062 8ξ9+0.074 5ξ10+0.059 9ξ11+0.056 6ξ12+0.066 5ξ13。关联度的大小可反映参试品种与参考序列的差异，关联度值越大，表明该品种与参考序列的标准品种越接近，反之越小。由表4可知，肥田萝卜的关联值最大，与最优集更接近；其次分别为TG-8和毛苕子，因此，在苹果园下间作牧草时优先考虑肥田萝卜。

表4 9个牧草品种的加权关联度

3 小结与讨论

光照对林下绿肥生长发育有一定的影响，随果园郁闭度的增加，绿肥品种生长发育会受到抑制，且适宜种植的种类越来越少[9]。选择耐盐、耐干旱、耐阴、生长速度快等特点的植物，播后2～3个月即可翻压肥田。核桃园一般选择耐核桃醌毒性的植物，如甜菜、小麦等。在试验中也发现，草木樨和燕麦的耐旱和耐盐碱能力强，油菜耐旱能力较差[10]。在南疆4.5 m×2.0 m红枣树下种苏丹草、草木樨、苜蓿和一年生黑麦草，667 m2干草产量分别可达1 360.68、613.64、586.96和506.92 kg。在阿克苏地区3.0 m×2.2 m红枣树下种谷子、汾绿肥豆、苜蓿、草木樨，667 m2干草产量在737.65～1 020.51 kg。4.5 m×3.0 m核桃的667 m2干草产量可达907.12 kg[6]。在南疆4 m×6 m香梨树下套种高羊茅、鸭茅、黑麦草，干草产量分别可达366.85、240.12和313.49 kg[11]。本次筛选的667 m2最高的地上植物量可达到756.1 kg，且产量低于苏丹草和谷子，但生长期较短，宜作绿肥，也能减少田间作业次数和对果树的影响。

绿肥产量和养分富集是绿肥筛选与评价的重要指标，其中养分富集能力决定化肥的减施量[12]。绿肥种类不同，养分供给能力也存在差异，一般以营养生长期或初花期养分含量较高，翻压可为土壤提供较多的有机物和养分。据研究报道，北京郊区林下种多年生黑麦草、三叶草、毛叶苕，667 m2可提供的氮磷钾分别为26.10、11.70和21.70 kg[13]；翻压田菁作绿肥可使粮食作物化学氮肥减施63.00%，磷肥减施28.00%，钾肥减施51.00%[14]；猕猴桃园内每667 m2翻压黑麦草、箭筈豌豆1 000.00 kg，配合复合肥可减量15.00%～45.00%[15]，种植紫云英、毛叶苕子和油菜翻压后温室气体排放量较少，其中种植毛叶苕子有良好的培肥能力、增温效果较低[16]。本次引种的肥田萝卜，对钙的富集能力最强，每667 m2可达19.46 kg，且通过绿肥矿化，能提高土壤钙含量，通过改善苹果树根际钙离子供应可增加果实中钙离子含量，降低苦痘病的发生[17]。提高苹果果实中氮、钙含量，可减少钙营养失调，导致蛋白酶钙失调，从而失去生理活性，造成机能障碍，导致细胞壁坏死，形成苦痘病[18-19]。通过翻耕、修剪、排灌、控制果量，以及喷施黄腐殖酸生态钙、淄醇钙、全能钙等药剂，可减少苦痘病的发生[20]。通过增加土壤钙离子含量，水肥耦合效应可提高果实中钙含量，而形成的健康果实更能迎合消费者需求。由此可见，肥田萝卜、TG-8和毛苕子适宜在南疆主干型苹果园种植。