不同覆盖方式对果园土壤养分的影响

金文进

（甘肃工业职业技术学院，甘肃 天水 741025）

果园行间覆盖具有防止水土流失、减少地表水分蒸发、培肥土壤的重要作用，是实现果树优质、高产的重要保障措施，同时对改善土壤微生物区系、保持果园可持续生态系统具有重要意义，其将农业、生态的生产实践活动综合应用到了当代的果园管理中。果园土壤覆盖是指在果园土壤表面覆盖一些其他物质。根据覆盖物的活性，可将其分为死物覆盖和活物覆盖两大类。死物覆盖是指利用草秆、稻草、枝叶或地膜等覆盖果园土壤，活物覆盖主要是指果园覆盖生草或进行间作套种。这些均是旱地果园行间土壤管理的重要措施之一，目的是改良果园土壤微环境，实现生态效益最大化，从而提高果园的经济效益。目前，许多国家和地区广泛采用的土壤覆盖方式有秸秆覆盖、地膜覆盖、地布覆盖及生草覆盖等［1］。我国大部分地区果园中行间也实现了地膜、秸秆、生草等覆盖，但也有清耕的。果园行间覆盖需要综合考虑生物、经济以及环境等因素的影响，不同覆盖形式也有各自的优缺点。现阶段，有关地布覆盖、地膜覆盖等对土壤影响的研究主要集中于水热方面，而针对覆盖对土壤养分影响的研究较少［2］。因此，下面就不同覆盖方式对土壤养分的作用做简单概述，为进一步规范果园土壤管理提供一定参考。

1 果园覆草对果园土壤养分的影响

秸秆覆盖技术最早于20世纪40年代出现在美国，之后相继在澳大利亚等国家得到应用。目前，秸秆覆盖技术已被广泛应用于许多国家［3］。近年来，我国逐步推广秸秆覆盖技术（见图1），已广泛应用于农田、果园等多个领域，目的是解决土壤保墒、调节土温、培育并提高土壤肥力、防止水土流失等问题。果园覆盖物主要有是秸秆、稻草、麦秆、高粱秆，不同区域还可以根据自己周围条件覆盖，如蕨类、茅草等。目前秸秆应用较广泛，因为其是农业副产品，资源相对丰富，营养物质也丰富。根据对秸秆处理方式的不同，可将秸秆覆盖方式分为整秆压倒覆盖、粉碎覆盖等。

秸秆是一种含有大量营养物质的覆盖物，其主要成分包括有机物和矿物质，纤维素和半纤维素占50%以上，还有少量木质素、蛋白复合体，木质素、蛋白复合体在土壤中能形成有机质。这些物质溶解或被微生物降解后进入土壤均能影响土壤养分含量［4-5］。因此，秸秆覆盖是近年来极受欢迎的一种旱地果园土壤水肥管理技术。研究证实，无论在果树春梢发育阶段、秋梢生长期还是果实成熟期，秸秆覆盖下果园土壤有机质含量均显著提高，同时在苹果发育的不同阶段均能明显提高浅层土壤的全氮含量。具体来说，在果树春梢发育阶段，秸秆覆盖可以提高表层土壤铵态氮和速效钾的含量，降低硝态氮含量，但对速效磷的影响不显著；在果树秋梢生长期，秸秆覆盖能提高表层土壤硝酸铵和速效钾含量，但对土壤速效磷含量无显著影响；在果树果实成熟期，秸秆覆盖能提高表层土壤速效钾和铵态氮含量，但对硝态氮和速效磷含量影响不显著。

2 地膜覆盖对果园土壤养分的影响

地膜是20世纪中叶日本工农业发展的产物，随后在世界范围内得到推广应用（见图2）。1978年，该项技术引入我国并逐渐应用于干旱贫瘠的果园。地膜覆盖是当前农业生产中应用广泛的一种覆盖模式，主要应用在棉花、玉米、蔬菜及果园生产中，其能有效改善土壤水热条件，在地表形成一层有效阻隔，将水分留在土壤中满足作物生长发育所需。但当土壤中水分充盈时，地膜反而会阻碍水分向下渗透，促进地上水分无效蒸发，使土壤水分得不到有效补充［6］。还有学者研究认为果园覆盖地膜后能有效提高土壤养分含量，这是由于地膜能减少雨水对地表的淋溶、保护土壤、提高土层温度，充分发挥土壤肥力，提高土壤养分的转化率。曹欣冉、李明等研究认为，果园覆盖地膜后能有效提高土壤中有机质、速效钾、有效态氮等多种养分的含量［5,7］。

3 地布覆盖对果园土壤养分的影响

20世纪80年代，地布覆盖得到了广泛应用。这种覆盖技术主要是利用园艺地布覆盖土壤。园艺地布在民间又被称为“防草布”，是一种由聚丙烯或聚乙烯材料制成的覆盖布（见图3）。园艺地布可以防止杂草生长，保持地面清洁干净［8］。与地膜覆盖相比，地布覆盖的优点是材料更加结实、耐用、牢固性好，可降解，对土壤污染较小，同时透气透水，可以循环使用，能提高作物产量和养分利用率、控制果园杂草、保持土壤湿度、防止水土流失，具有一次投资、多年受益的特点。但地布覆盖初期投资较高，由于缺乏对该技术和成本的了解，限制了园艺地布覆盖技术的推广，大多使用者仅在种植效益高的作物中应用。具体来说，地布覆盖可以提高土壤温度，影响土壤微生物活性，进而影响土壤养分中有机质的分解效率。地布覆盖还可以稳定土壤养分，减少土壤中的养分流失［9］。当果园铺设园艺地布后，树盘周围的土壤湿度得以良好保持，植株根系水分充足，其表面积增加，营养吸收能力也进一步增强。廖志文研究表明铺设黑色地布后甜樱桃植株获得的氮、磷、钾、钙、镁、硼、锌、锰及铜等营养元素显著提高。因此，必须增加覆盖植株的肥料供应，以保证植株迅速生长的营养需求［10］。加拿大学者研究表明，黑色地布覆盖后的苹果园叶片中的营养元素含量随着生长季节不同而变化，苹果树的树势和产量要高于未铺设地布的处理。在苹果的不同发育阶段进行地布覆盖，能提高表层土壤全氮、铵态氮及硝态氮含量，同时提高中熟品种果园土壤表层的速效钾含量，但对速效磷含量的影响不大。曹欣冉和李明等研究认为，相比清耕土壤，果园地布覆盖后土壤的有机质及速效养分含量均有所提升，同时对于坡地果园而言，铺设园艺地布可以阻挡雨水直接冲刷土壤，减轻水土和氮元素的流失，保护生态环境［5，7］。同时，地布覆盖阻隔了土壤水分的垂直蒸发，使水分横向迁移，增大了水分蒸发的阻力，有效抑制了土壤水分的无效蒸发，并且抑制效果随着无纺布覆盖高度的增加而提高。也有许多研究表明，在果园铺设园艺地布能完全控制杂草的生长，比化学除草剂成本更低、效果更好。

图3 果园地布覆盖

4 生草覆盖对果园土壤养分的影响

20世纪50年代，果园生草覆盖技术就已广泛应用于国外一些园艺技术发达的国家，其是将生草覆盖于果园进行土壤水肥管理的一项技术措施。具体来说，生草覆盖技术是指在果树行间或在整个果园种植草本植物或利用行间自然生草的一种生态果园模式，有自然生草和人工生草两种形式（见图4），是一种活物覆盖方式，其特性是种类较多、适地适草。生草覆盖技术不仅能提高果园的土壤养分含量，而且能有效减少土壤水分流失，具有保水保墒的效果［11］，同时能改善果园的小气候，增加果园生态多样性，主要的缺点是易争肥争水、易感染病虫害。目前，发达国家果园覆盖方式以生草覆盖为主。我国对该项技术引进较晚，同时由于人们对该项技术的接受程度不高，因此，我国果园覆盖方式仍以地膜覆盖为主，果园生草覆盖技术仍处于试验和小面积应用阶段。国内除了利用果园自然生草以外，多以种植绿肥作物，如三叶草、苜蓿、蚕豆等展开研究。结果发现，牧草覆盖果园后，其枯萎的残枝在土壤中分解形成腐殖质，相较于清耕能显著提高土壤中的有机质含量。同时，生草覆盖或生草刈割后覆盖于果园（如香蕉园、龙眼园、山地板栗园及苹果园），能不同程度地提升土壤速效氮、速效磷、速效钾的含量。然而，不同的生草类型对土壤养分的影响不同，一般豆科类生草对土壤养分的贡献大于禾本科生草，而且一般生草生长后期对土壤养分含量的积累效果较为明显。但是，也有学者研究发现生草覆盖会降低果园土壤中速效磷、速效钾的含量，同时生草覆盖初期土壤养分含量低于清耕土壤，但随着生草生长时间的延长，土壤养分含量会逐渐增加，反超清耕土壤［12-14］。究其原因，可能是由于在生草前期生长阶段，果树与牧草存在养分竞争关系，土壤养分消耗大于土壤养分积累，但随着生草生长逐渐趋于稳定，土壤养分积累量逐渐大于消耗量，因此土壤养分含量逐渐增加。

图4 果园生草覆盖

5 间作套种对果园土壤养分的影响

我国是一个人口大国，许多地方耕地有限，因此果园内间作套种这种覆盖方式（见图5）在我国应该较为常见，如果园、小麦间作套种模式，桃树、花生、蚕豆、黄豆间作套种模式，果树、花生，西瓜、蔬菜间作套种模式，果树、柑橘、平菇、蚯蚓、猕猴桃、食用菌间作套种模式等。其中以果树、粮食和果树、绿肥间作套种居多。各类模式均遵循自然生态体系中互利共生的原则，即间套作物与果树互利共生，双方充分利用环境中的光、热、土地、水、空间及时间资源［15］。当果园间套种其他作物时，地下部分利用他们之间根系的不同分布来提高水分利用率，而地上部分主要是可以增加有效叶面积指数，提高果树和作物群体的光合作用效率，达到提高产量、提升质量、增加收益的效果。

图5 果园间作套种

总之，不同的覆盖方式会在不同程度上改变土壤的物质循环和能量流动，从而改变土壤中的养分转化，影响植物对养分的吸收与利用。秸秆和生草覆盖能有效提高果园土壤的各类养分含量，无论是对整体结果的评价还是对动态变化特征的研究，结果均较为统一，但地布覆盖和地膜覆盖对土壤养分影响的相关研究结果大多仅限于对土壤养分的整体评价，还缺少覆盖后对土壤养分动态变化特征的全面研究，而且现有研究结果未达成一致。