离树间距对间作苜蓿土壤理化性质及产量的影响

孟炎奇 刘永福 万素梅,2 周婷婷 李燕芳王沛娟 田玉刚 陈国栋,2*

（1塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔 843300）

（2中国农业科学院棉花研究所-塔里木大学棉花科学学院，新疆 阿拉尔 843300）

塔里木盆地光照充足，热量资源丰富，昼夜温差较大，降雨稀少，非常适合瓜果生长。近年来，新疆政府大力推动林果业的发展，塔里木地区已然成为新疆现代化林果业发展基地中重要的一环[1]。红枣是塔里木盆地主栽果品之一，其种植面积由2009年的2.9×105公顷增长至2014年的5.0×105公顷[2]，红枣种植区域和种植面积逐年增加，但低矮幼龄果树植被覆盖率普遍较低，两行枣树之间的裸露面积较大，水分蒸发快，导致水土流失、土壤盐碱化等现象逐年增加。为了能高效利用果园中富余的土地资源，提高果园的综合效益，果农一般采用幼龄果树与其他农作物间作、套作的种植模式[3]，其中，果草间作是重要的模式之一。果草间作不仅可以有效地防止土壤养分的流失，并且在草种、土质、果树树种等条件适宜的情况下可以增加作物的产量[4]。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是多年生豆类植物牧草，在世界上大面积种植，并有“牧草之王”之称[5]，具有改善土壤结构、防风固沙、提高土壤肥力等优点[6]，常被间作种植在幼龄枣园中[7]。枣苜间作对提高地表覆盖率、防杂除草[8]、改善土壤结构、改善枣园生态环境有促进作用，并可以提高枣树的产量和品质。大量研究结果表明，在不同果园种植牧草后，其土壤容重和田间持水量可以得到一定程度改善。章家恩等[9]研究表明，间作系统中若土壤粒级小于0.01 mm，则单作果园土壤颗粒的质量和分数会显著降低。李会科等[10]得出的结论表明，间作区0～40 cm土壤容重比清耕区土壤容重下降6.5%，果园间作对土壤机械组成和质地具有相当明显的改善效果。前人关于果草间作土壤化学性质的变化规律的研究大多集中在施肥、灌水、耕作措施等方面，而对间距对土壤化学性质的影响研究较少。本试验在枣苜间作条件下设置不同离树间距，通过探索苜蓿不同时期土壤理化性质和苜蓿产量，以探究离树间距对枣苜间作系统土壤理化性质及苜蓿产量的影响，以期为新疆枣园间作苜蓿提供合理的种植间距，为实际生产提供合理的理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2019—2020年在新疆维吾尔自治区阿拉尔市塔里木大学园艺试验站（北纬40°32′34″、东经81°18′07″，海拔1 015 m）进行，该区位于北半球中纬度地带，属暖温带大陆干旱荒漠气候区[11]，降水稀少，空气中的水分含量低，且大气透明度较好；光照时间长，年均气温10.7℃；无霜期较长，约149～246 d；年日照超过 2 900 h，4～10月平均日照长为9.5 h/d；年降水量约50 mm，是典型的灌溉农业区。试验地土质为砂壤土，地势较平坦，土层较深，用于试验的枣树为2012年酸枣直播建园，2014年春嫁接红枣，枣树行株距为3.0 m×0.5 m。试验选用紫花苜蓿品种为阿尔冈金，该品种根系粗壮，深入土层，根茎发达。茎直立、丛生以至平卧，四棱形，无毛或微被柔毛，枝叶茂盛。种子卵形，长1～2.5 mm，平滑，黄色或棕色，花期5～7月，果期6～8月，对环境有很强的适应性[12]。

1.2 试验设计

2019年4 月底于枣树行间条播苜蓿，设3种枣苜间作种植模式，分别为距离红枣树0.5 m、1 m、1.5 m处种植苜蓿，记为M1、M2、M3，另设对照苜蓿单作AM，共4个处理，每个处理重复3次，共12个小区，每小区面积为10 m×3 m，田间完全随机排列。播种深度1～2 cm，行距30 cm。灌溉方式为滴灌，间作模式全生育期灌溉定额共为600 mm，苜蓿单作为260 mm。试验期间各处理田间管理保持一致，定期清除杂草。

1.3 测定项目与方法

分别于2019年5月18日、6月18日、7月18日和9月18日，在苜蓿的中间行用直径4 cm土钻采集0～20 cm、20～40 cm土层土样；土样充分混匀，自然风干之后过1 mm筛用于测定土壤的化学性质；取土样的同时测定土壤物理性质。

1.3.1 土壤物理性质

土壤含水量采用烘干法；土壤容重采用环刀法；土壤紧实度采用TJSD-750土壤紧实度测定仪。

1.3.2 土壤化学性质

土壤碱解氮采用碱解扩散法；速效磷采用钼锑抗比色法。

1.3.3 苜蓿产量构成指标

试验期间在不同茬次测定苜蓿产量，分别于2019年7月28日和2019年10月9日进行刈割，每茬收割面积为1 m2，留茬高度3 cm，重复3次。收割后，立即称鲜草重，取200～500 g全株带回实验室，置于烘箱中，先于105℃下烘15 min（杀青），然后在60～80℃（24 h）下烘至恒重，即干物质重。

因为本首幼儿歌曲结构为一段式，可采用情绪性舞蹈形式进行歌表演。在编创舞蹈时，主要以动作的节奏、速度、力度的对比变化来突出“小猪贺喜”这一单一主题，要求舞蹈具有直观性、形象性和模仿性。主题动作“小猪送礼”确定之后，经过不断的变化、重复、衍生，最终塑造了憨傻、可爱、幽默的小小猪形象，更易于幼儿模仿和创造，也更具有童真童趣。

1.4 数据分析方法

试验数据采用Microsoft office 2016整理汇总，用DPS 9.5软件进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 间作条件下不同间距对土壤物理性质的影响

2.1.1 间作条件下不同间距土壤含水量的比较

在同一间距下，不同时期的土壤含水量总体表现为“先下降、后上升、再下降”的变化规律（表1）。从苜蓿各个时期来看，5月份各间作处理土壤含水量高于其他时期，6月份M1间距下的土壤含水显著高于M3处理，7月份M3间距下的土壤含水均高于其他时期，9月份M1间距下的土壤含水均高于其他处理，全生育期内M1土壤含水量最高且显著高于AM。

表1 果草间作条件下0～100 cm平均土壤含水量比较（%）

2.1.2 间作条件下不同间距土壤容重的比较

容重是土壤的基本物理状况指标之一[13]，土壤容重大小能够直接反映土壤结构状况的优劣，容重越小（不低于1.14 g/cm3）则土壤越疏松，土壤结构越好。表2所示，三种间距下不同时期土壤容重呈“先升后降”的趋势，并在7月达到峰值。5月份M1土壤容重值最小，6月份M3土壤容重值最小。从整个生长时期的土壤容重平均值可以看出，各间距土壤容重差异不明显，而M2间距下，土壤容重平均值最大，M1次之，M3最小，M2比 M1大 0.79%，比 M3大1.59%。在M3间距下，土壤平均容重最低，土壤疏松度最佳。

表2 果草间作条件下0～40 cm土壤容重比较

2.1.3 间作条件下不同间距土壤紧实度的比较

土壤紧实度能够影响作物的根系生长，从而影响作物的生长情况及最终的产量表现[14]。从表3可以看出，在枣苜间作条件下，各处理土壤紧实度变化趋势不一，M1、M2和M3在5、6、7月先降低再增加，M1、M2在9月再次降低，而M3呈现小幅度上升，AM土壤紧实度呈“先增后减”的趋势，7月达到最高值。从不同时期的土壤紧实度平均值可以看出，M3间距的土壤紧实度平均值皆小于M1、M2间距，在M3间距下，土壤紧实度最小，土质疏松，土壤通透性佳，对间作苜蓿的根系生长有良好的促进作用。

表3 果草间作条件下0～30 cm平均土壤紧实度比较

2.2 间作条件下不同间距对土壤化学性质的影响

2.2.1 间作条件下不同间距土壤碱解氮的比较

表4 果草间作条件下0～40 cm土壤碱解氮含量比较

2.2.2 间作条件下不同间距土壤速效磷的比较

土壤中磷的供应情况能够对作物的产量及品质产生影响，并在植物的生长过程中有很重要的促进作用[16]。由表5得知，枣园间作条件下，紫花苜蓿生长的各个时期土壤速效磷含量总体表现为“先降低后升高”的规律。不同间距对5月份土壤速效磷含量的影响达极显著水平，且M2间距极显著高于其他间距，但在其他时期差异不明显。在5月这一生长期内，M2间距的速效磷含量比M1间距多19.60%，比M3间距44.47%，在5月和9月M2土壤速效磷含量最高，6月M1土壤速效磷含量最高，7月土壤速效磷含量在M3达到最高值。不同间距土壤速效磷的大小依次为M2>M1>M3>AM，由此得知，M2间距土壤中速效磷含量最高。

表5 果草间作条件下0～40 cm土壤速效磷含量比较

2.3 间作条件下不同间距对苜蓿产量的影响

苜蓿的产量一般是以面积为单位透过光合作用产生的地上生物量，以鲜重或干重表示[17]。生物量的水平反映植物光合产物积累，是衡量草地生产性能的主要指标，确定其变化规律对合理利用草地非常重要[18]。从表6得知，两茬苜蓿产量相差较大，枣苜间作条件下各间距第一茬鲜草重均高于第二茬，占全年总64.62%～71.43%，而第二茬仅占28.57%～35.38%。从各茬次看，第一茬的鲜草重明显高于第二茬。M1、M2全年鲜草重均高于对照AM，且M2的全年产量最高；M2间距下苜蓿全年总产比M1间距多28.56%，比M3间距多59.71%。由此证明在M2间距下种植，苜蓿产量最高，收益最好，M3间距下产量最低，该处理间距配置产量欠佳。

表6 果草间作条件下苜蓿鲜草产量比较

3 讨论

3.1 不同处理对枣园土壤物理性质的影响

土壤含水量是影响土壤肥力的关键因素之一，影响养分的吸收和植物的生长发育。在5月份，苜蓿生长缓慢，需水少，土壤含水量较高，6月和7月，苜蓿生长较快需水量大，同时气温较高，地面蒸发严重导致土壤含水量较低，呈下降趋势。在M3间距，5月和6月土壤含水量相对较少，这可能是因为M3间距大，种植密度小，地表裸露面积大，水分蒸发严重所致。所有处理中M1含水量最高，这与王雪[19]的研究结果大致相同，这说明表土蒸发是不同间距枣苜间作系统土壤水分散失的主要影响因子。李国怀等[20]在对南方地区果园土壤的研究中发现，秋季种植三叶草和百喜草相较于清耕而言，虽均能提高土壤含水量，但涨幅仅为1.0%～2.1%，差异不显著，因此果草间作对土壤含水量的提升效果可能因土壤特点、地域气候和牧草草种等因素的不同而表现出一定差异。

土壤容重可以有效地反映土壤物理性状，例如水分、导热率和气体比例。三种间距的土壤容重值相差甚小，可能相同草种不同密度对土壤的疏松作用无明显差异。其中M3容重最低，土壤疏松度最好。而在7月M1、M2、M3的土壤容重比其他时期相对较大，或因踩踏致使土壤板结，容重较大。

3.2 不同处理对枣园土壤化学性质的影响

各处理中，土壤碱解氮含量表现为AM高于其他处理，这与王淑媛[21]的研究一致，因为苜蓿与枣树在生长季早期氮素需求较高，而苜蓿单作则避免了与枣树的养分竞争，所以碱解氮含量高于间作处理。土壤碱解氮含量在6月和7月较低，这是由于此时苜蓿固氮能力较小，而红枣与苜蓿生长旺盛氮肥需求量大，而9月时碱解氮含量提高，或因后期作物生长对氮需求较小，且苜蓿根系较前期发达，固氮能力提高所致。M3碱解氮含量在6月均高于其他处理，可能是因为苜蓿种植密度最小，氮素的消耗量少于积累量。陈久红等[22]在香梨园生草的试验中发现，白三叶的固氮能力显著强于其他试验草种，且显著提高了土壤的全氮含量。牧草虽有一定的固氮作用，但在选择草种时还需因地制宜，草种是影响土壤肥力的关键因素之一[23]，如果所选草种与果树树种的生态位相似，则可能导致土壤中全氮或碱解氮的含量下降。

M1与M2速效磷含量均高于AM，且M2土壤中速效磷含量最高，M1由于种植密度最大，且苜蓿根系发达，对磷素地消耗大于积累，所以速效磷含量略低于M2。

3.3 不同处理对苜蓿产量的影响

从苜蓿全年产量来看，第一茬的产量明显高于第二茬，或因第一茬苜蓿刈割以后土壤肥力下降，第二茬苜蓿生长力较低所致。张帆等[24]在对苜蓿产量和品质的研究中发现，随着种植间距的增大，苜蓿产量逐渐下降。本研究结果显示，M2间距下苜蓿产量均高于其他间距，说明M2为适宜的种植间距。

4 结论

随着苜蓿与枣树间距增加，土壤含水量呈下降趋势，即土壤含水量M1>M2>M3，M3间距下土壤容重最低、土壤紧实度最小、土壤碱解氮均含量最高，速效磷M2>M3>M1，苜蓿产量M2显著高于其他间距，M3间距理化性质优，对土壤改善效果明显，M2间距下苜蓿产量最高；M2理化性质与M3无显著差异，而M2产量显著高于M3，由此得知枣苜间作条件下最佳间距为M2，即间作距离为1米时，既能在一定程度上改善土壤理化性质，也可提高苜蓿的产量，较好地达到了涵养土壤与保证作物产量之间的平衡。因此，M2种植间距最适合推广应用。同时，本试验也为相关间作体系的科学种植和间作间距设置提供理论借鉴。