果园绿肥对土壤生境调控的研究进展

程滨 赵瑞芬 滑小赞 王森 王钊

摘    要：果园绿肥是一种培肥地力、改善果园生态环境的土壤管理技术，可促进果园健康发展。果园绿肥可以调节土壤含水量，提高土壤对温度的缓冲力，降低土壤容重，提高土壤水稳性团聚体含量;增加土壤碳、氮、磷储量;提高土壤酶活性、微生物活性及数量等。本文从果园土壤理化性质，土壤酶活性和土壤微生物3个方面综述了果园覆盖绿肥对土壤生境的影响，并展望果园绿肥的未来研究方向，旨在为绿肥在果园培肥中的运用提供理论支撑。

关键词：果园绿肥;物化性质;土壤酶活性;微生物

中图分类号：S34           文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.12.011

Research Progress of Green Manure Mulching between Rows of Orchard on Soil Habitat Regulation

CHENG Bin， ZHAO Ruifen， HUA Xiaozan， WANG Sen， WANG Zhao

（College of Resources and Environment/ Soil Environment and Nutrient Resources Key Environment Department of Shanxi Province， Shanxi Agricultural University， Taiyuan， Shanxi 030031）

Abstract： Including green manure crop in orchardis a soil management technique to improve soil fertility and ecological environment of orchard， which can promote the healthy development of orchard. Including green manure crop in orchard can adjust soil water content， improve soil buffering capacity to temperature， reduce soil bulk density， increase soil water-stable aggregate content， and increase soil carbon， nitrogen and phosphorus storage， and improve soil enzyme activity， microbial activity and quantity. In this paper， the effects of including green manure crop in orchard on soil environment were reviewed from the aspects of soil physiochemical properties， soil enzyme activity and soil microorganism.At last， outlooks of the study on green manure crop growing in orchard were pointed in orderto provide the oretical support for the application of green manure in orchard fertilization.

Key words： orchard green manure; physiochemical properties; soil enzyme activity; microorganism

收稿日期：2021-09-13

基金项目：山西省重点研发计划项目（201803D221003-5）;山西省农业科学院农业科技创新研究课题（YCX2018417）

作者简介：程滨（1963—），女，山西汾阳人，研究员，本科，主要从事植物营养与土壤污染修复研究。

果园绿肥是指在果树行间或全园种植草本植物用作肥料的一種果园土壤管理方式。绿肥是用绿色植物体制成的肥料，是一种富含有机质、氮磷钾及微量元素的完全天然肥料，在我国传统农业中具有重要的发展意义[1-2]。目前，我国大部分果园存在有机质水平低，树势弱、产量较低及品质差等问题;而绿肥作物株丛密集，枝叶繁茂，根系可以向深层次延伸，疏松土壤，增加土壤的通透性，进而改善土壤物理性状，促进土壤微生物活动，提高土壤酶活性;茂盛的茎叶覆盖地面可防止水土流失，提高土壤的保水保肥能力。因此，发展果园绿肥可以改善土壤生境，增强树势，提高果实的品质。

目前，果园绿肥技术已经逐步应用在果园培肥中。绿肥种类不同，果园气候不同，对土壤生境的影响也不同。关于果园绿肥的研究已有大量报道，但仍缺乏系统的整理。因此，本文综合阐述了果园覆盖绿肥对土壤理化性质、土壤酶和微生物的影响，以期为果园绿肥种植技术推广提供理论支持。

1 果园绿肥对土壤理化性质的影响

1.1 对土壤含水量的影响

果园绿肥对土壤水分的影响一直是研究的重点，也是绿肥在果园中能否推广的关键因素。研究表明绿肥可以通过减缓雨水对地面的冲刷[3]和减少地面蒸发进而改变土壤含水量[4];绿肥对果园土壤水分的影响与季节、降雨量密切相关，在5—6月干旱季节，白三叶、黑麦草、紫花苜蓿等与果树竞争水分，明显降低果园0～60 cm土层含水量，在7—8月雨季，降雨量多时促进土壤多余水分排出，绿肥处理与清耕处理土壤含水量差异不显著[5-6];绿肥对土壤水分的影响程度因绿肥品种和当地气候状况不同而不同，宁夏苹果园土壤水分具有明显增持效果的绿肥品种依次为苜蓿、苏丹草、三叶草[7]，黑麦草和箭筈豌豆显著提高春季贵州猕猴桃园土壤0～40 cm土层水分5.96%，3.9%[8]，而黑麦草可使宁夏夏季苹果园0～5 cm土层含水量分别降低1.80%～5.77%[7]。由此可见，降雨量多时，绿肥有保水作用，降雨量少时，绿肥与果树在表层土壤存在竞争矛盾。因此，在推广果园绿肥时，要根据当地果园气候特征和绿肥根系特征选择是否推广种植，在降雨量多的地方选取合适的果园绿肥种植，同时加强果园绿肥的管理;在降雨量少及无灌溉条件的地方不适宜推广果园绿肥模式。

1.2 对土壤温度的影响

果园绿肥可影响地面接受太阳辐射[9]，对地温起到了一定的缓冲作用，在气温上升时，减缓热量向深层次传递，使得地表温度升高缓慢;在气温下降时，能有效減缓地表温度下降，起到保温的功效，促进果树生长[10-11]。在清晨气温低时，梨园种植黑麦草和草木犀可以提高0～5 cm、5～15 cm的土层温度1.1 ℃和1.4 ℃、0.8 ℃和1.2 ℃，在中午气温较高时，分别降低土壤温度6.4 ℃，5.8 ℃，4.0 ℃，3.7 ℃[12]。苹果园行间种植三叶草，9月上中旬土壤温度低于清耕处理，下旬高于清耕处理，并且各土层温差小[13]。桃园全园种植菊苣、紫花苜蓿和白三叶在7、8月份可使0～5 cm、5～15 cm土层的温度分别降低2.2 ℃～12.3 ℃、2.0 ℃～11.5 ℃，其中0～5 cm土层下降更为显著[14]。果园种植绿肥对土壤温度在椪柑桔园[15]、猕猴桃果园[16]均具有相同的报道，且影响效果因绿肥作物种类不同而不同。果园绿肥对果园土壤温度变化的缓冲作用有利于树体地上部分的养分回流，促进果树的生长发育，有益于果树对温度的适应。

1.3 对土壤容重的影响

土壤容重是表征土壤紧实状况的指标，良好的土壤结构可以为果树生长建立良好基础[17]。果园种植绿肥可以改变土壤的物理性状，使土壤的容重降低，提高土壤总孔隙度且不同品种绿肥的影响效果不同[9]。惠竹梅等[5]研究表明，在葡萄园行间种植高羊茅、白三叶草、紫花苜蓿3年后，土壤容重平均降低5.68%，总孔隙度提高6. 15%，其中白三叶草区土壤容重最小。马晓燕等[18]在南疆枣园的枣树行间间作三叶草和早熟禾发现三叶草和早熟禾处理0～60 cm 土层的土壤容重明显降低4.45～5.65%，且早熟禾对表层土壤容重的影响大于白三叶。牛雅琼[19]在猕猴桃园种植山黧豆、毛叶苕子、箭筈豌豆经翻压处理发现3种处理土壤容重比对照降低 9.90% ～14.79%，其中山黧豆效果好于其它 2 种绿肥。李会科[20]在苹果园种植黑麦草和白三叶结果表明，绿肥作物对果园土壤容重的影响绿肥种类和种植年限有关，随种植时间越长，对深层土壤容重影响越大，种植3年后黑麦草处理0～60 cm土层土壤容重降低12.99%，白三叶处理土壤容重降低10.94%。

1.4 对土壤团聚体的影响

土壤团聚体的数量及质量在一定程度上决定了土壤理化性状及其协调状况，土壤团聚体具有水稳性、力稳性和孔性特性[21]。绿肥作物丰富的根系会影响土壤团聚体的稳定。白三叶显著提高了苹果园0～20 cm土层>250 μm水稳性团聚体含量及其稳定性[22];黑麦草和白三叶促进橘园土壤大团聚体的形成，与清耕相比，>250 μm水稳性团聚体含量分别增加15.51%和12.19%[23];黑麦草能显著提高桃园土壤>2 000 μm、2 000～250 μm和<74 μm粒级团聚体含量，毛苕子显著提高土壤中>2000 μm和<74 μm粒级团聚体含量[24]。由此可见，果园种植绿肥作物可以提高土壤中>250 μm水稳性团聚体含量。

1.5 对土壤pH的影响

土壤pH影响着土壤对养分的固持能力[25]，新疆温室桃园（pH 6.72）行间种植小黑麦的土壤pH较清耕增加0.25个pH单位[10];在山东临沂市苹果园（pH 6.28）种植鼠茅草两年土壤由微酸性变为中性，增加0.68个pH单位[26]。湖北省十堰市猕猴桃果园（pH 7.6）种植白三叶和黑麦草使土壤pH下降，其中连续种植黑麦草2年，第二年比第一年显著下降了6.58%[17];山东泰安市苹果园（pH 8.34）行间种植小须芒草2年后，土壤 pH较清耕处理降低6.83%～7.19%[27]。8种不同绿肥作物均能降低土壤贵州山区猕猴（pH 5.12）桃园土壤0.14～0.75个pH单位，其中山黎豆处理对pH影响最大[8]。以上结果表明，果园绿肥对果园土壤pH的影响与当地土壤环境和绿肥种类有密切相关性，基本表现为种植绿肥作物能提高pH偏中性土壤的pH，而降低pH为偏碱性或偏酸土壤的pH。

1.6 对土壤有机质的影响

有机质是评价土壤肥力的一个重要指标。果园绿肥作物种植有利于提高果园土壤有机质含量及其固碳潜力。与清耕相比，苹果园绿肥种植能显著提高0～20 cm土层的有机质含量，随着年限增长土壤有机质逐渐增加，豆科牧草和禾本科牧草每年可增加表层土壤有机质0.15%，0.1%[20]。紫花苜蓿和黑麦草，均显著提高了杏园0～60 cm土层有机质含量22.07%～40.84%和9.91%～24.00%[28]。猕猴桃园行间种植白三叶和黑麦草0～20 cm、20～40 cm土层土壤有机质含量增加，并且黑麦草显著提高了11.73%和34.86%。

1.7 对土壤氮、磷、钾速效养分的影响

果园绿肥种植显著影响0～20 cm土层的速效养分。在猕猴桃园行间种植黑麦草和白三叶，0～20 cm土壤的碱解氮含量提高了54.70%～68.03%，速效磷降低了 7.23%～53.01%[29];三叶草提高桃园0～20 cm土壤碱解氮16.82%～20.56%、速效磷28.27%～67.25%，土壤的全氮、全磷、全钾分别比清耕增加0.26，0.12，6.84 g·kg-1[10];在山核桃林种植白三叶的土壤碱解氮、速效钾和有效磷提高了41.4%，149.9%， 85.8%[30];李园连年种植白三叶草土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量比清耕区显著提高41.30%，85.24%，32.56%[31];桑园种植毛苕子土壤全氮、全磷、全钾含量随着种植年限的增加而增加，6年后土壤全氮、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾分别提升了132.3%，19.0%，46.7%，46.3%，19.2%[32]。由此可见，果园连年种植绿肥能提高土壤中氮和钾的储量，对土壤磷库的影响受果园土壤供磷水平和绿肥品种对磷需求量的影响。

2 果园绿肥对土壤酶的影响

土壤酶是生态系统中较为活跃的成分，推动着土壤物质循环和能量转化，其活性可以反映土壤中各种生物化学反映的强度和方向，是土壤质量的潜在性敏感指标[33-34]，果园种植绿肥可以提高土壤酶活性。葡萄园行间种植紫花苜蓿可以提高蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、纤维素酶活性，分别是清耕的1.8倍，1.1倍，1.2倍，1.7倍[35]。梨园种值7年绿肥作物后，梨园0～20 cm 表层土壤脲酶、碱性磷酸酶活性均高于对照，分别是对照的3.8 倍，1.5 倍[36]。桃园套种白三叶显著提高了土壤脱氢酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性[37]。橘园种植双季绿肥连续2年翻压0～30 cm，土壤中的a-葡糖苷酶、β-葡糖苷酶、纤维素酶、亮氨酸氨基肽酶和N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶的活性比清耕提高 33.19% ～ 86.92%[38]。

3 果园绿肥对土壤微生物的影响

土壤微生物是土壤中活的有机体，是土壤养分的储备库，也是表征土壤生态系统健康的重要因子之一[39-40]。土壤微生物数量与土壤结构、养分含量及通气状况等因素有关，果园绿肥覆盖能提高微生物量和微生物活性，从而可能促进养分的转化，提高土壤的肥力，且随着生草时间年限的增加而增加[41-43]。桑园连续种植毛苕子，可提高土壤细菌、真菌和放线菌数量，且随着种植时间的增加微生物量增加，连续6年比清耕分别提高了86.8%，151.7%，168.4%[32]。苹果幼树行间种植2年弯叶画眉草土壤中的真菌和放线菌分别比清耕提高了95.64 %，73.44%，粗燕麦草处理土壤中的细菌数提高了47.72%[27]。葡萄园行间分别种植白三叶草、紫花苜蓿和高羊茅，提高了土壤中细菌、真菌、放线菌的含量以及土壤微生物 C、N 含量[44]。山核桃林地种植绿肥作物显著提高了土壤微生物活性、土壤微生物指数和均匀度指数，以白三叶效果最好[30]。梨园种植黑麦草8 年可以显著提高 0～30 cm 土层细菌、0～50 cm 土层真菌和 0～20 cm 土层放线菌数量[33]。

4 研究的不足和展望

关于果园绿肥的研究已有大量报道，主要集中在果园绿肥对土壤生境、果实品质的研究方面，而对果园绿肥培肥地力技术体系和管理措施集成技术研究较少，无法为果园绿肥技术推广提供理论指导，导致果园绿肥在我国推广缓慢。为此，今后果园绿肥需加强3方面的研究：①根据果树栽培立地条件和品种，选择自然生草和绿肥种植两种模式相结合，根据绿肥本身的特点和果树根系的特点选择相应的管理模式;②加强绿肥栽培条件下，果园水肥和耕作管理的技术研究;③开展有地方特色的、复合型、可持续生产的绿肥果园，以提高果园的经济、生态和社会效益，促进果园的健康发展。

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