生草覆盖模式对旱地苹果园土壤肥力的影响

韩 萍，姚志龙，李 科

（陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳 745000）

陇东地区位于甘肃省最东部，陕甘宁三省区的交汇处，以优越的地理位置和适宜的气候而成为主要苹果生产基地。多年来，陇东苹果园以清耕为主，果园肥力下降，土壤流失和肥水保蓄能力降低，导致苹果的产量和品质较低[1]。改变清耕管理模式，提高果树生产力，是促进该区域苹果产业高效持续健康发展的关键[2-3]。

近几年，“树盘黑色无纺织地布+行间生草覆盖”复合管理模式在黄土高原苹果园得到大面积的推广，但由于生草种类繁多，强势草类和果树竞争水肥的现象经常发生，各种复合模式鲜有量化的试验数据，陇东旱塬苹果园更是如此。本研究以露地清耕为对照，通过采用不同种类的生草对果园进行覆盖处理，测定和分析了不同覆盖层速效养分、全氮及有机质含量，探究了不同生草覆盖模式下旱地果园0～40 cm 土壤养分含量的变化，以期为果园覆盖模式下土壤养分管理和提高果园产业效益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在庆阳市西峰区什社三姓进行，地处甘肃省庆阳市西峰区什社乡西部，107°67′～109°72′N、35°72′～35°84′E，海拔1 362 m。供试果园土壤为黑垆土，年平均降水量400～750 mm，夏季6～8 月气均温在19～23 ℃，绝对高温≥35 ℃日数不超过5 d，≥10 ℃年积温为2 700～3 200 ℃，日照时数为2 100～2 700 h。四季分明，属温带大陆性季风气候[4-5]。

1.2 试验设计及实施

试验共设置7 个处理，分别为低垄覆膜＋鼠茅草覆盖模式、低垄覆膜+牛繁缕覆盖模式、低垄覆膜+油豆轮作模式、低垄覆膜+三叶草、低垄覆膜+黑麦草、低垄覆膜+野草覆盖及露地清耕等模式，分别简称为鼠茅草、牛繁缕、油豆轮作、三叶草、黑麦草、野草、露地。每个处理3 次重复，完全随机区组排列。

试验除行间覆盖的生草种类不同外，其余按当地生产管理水平进行田间管理，各小区田间操作保持一致。果实成熟采摘后，对试验小区分别进行分析，测定土壤中有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量。

1.3 测定项目及方法

用土钻取0～20 cm 和20～40 cm 土层的土壤，每个处理重复取样5 次，混合均匀，挑除其中的植物残根及石块碎屑，摊平、风干、过筛后装到塑料袋中至实验室留用[6]。

土壤有机质采用外加热重铬酸钾容量法，土壤全氮测定采用半微量开氏法，土壤碱解氮（水解氮）采用碱解扩散法，土壤速效磷采用碳酸氢铵浸提-钼锑抗比色法，土壤速效钾测定采用乙酸铵浸提-火焰光度计法[7-8]。

分光光度计，7230G，沈阳科瑞永兴化玻仪器有限公司生产；火焰光度计，WGH6400，北京创客有限公司生产。

1.4 数据处理

使用Excel 2007 进行数据统计和处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤有机质含量的影响

由图1 可知，通过对7 种不同处理方式下的0～20 cm 及20～40 cm 土层中土壤有机质含量的测定，结果表明，6 种覆盖模式下的土壤有机质含量均大于对照（露地）。在0～20 cm 的土层，有机质含量由大到小依次为牛繁缕、油豆轮作、野草、黑麦草、鼠茅草、三叶草、露地，分别较对照提高了49.15%、20.34%、19.49%、14.41%、11.02%和10.17%；在20～40 cm 土层，有机质含量由大到小依次为牛繁缕、鼠茅草、野草、油豆轮作、黑麦草、三叶草、露地，分别较对照提高了11.65%、10.68%、5.82%、1.94%和0.97%。可见在0～20 cm 和20～40 cm 土层中，有机质含量的增长均以牛繁缕覆盖模式较好。

图1 不同处理对土壤有机质含量的影响Fig.1 Effects of different treatments on soil organic matter content

2.2 不同处理对土壤全氮的影响

由图2 可知，在0～20 cm 土层中，全氮含量积累由高到低依次为牛繁缕、油豆轮作、野草、黑麦草、鼠茅草、三叶草、露地，分别比对照提高37.5%、37.5%、25%、25%、12.5%和12.5%；而在20～40 cm 土层中，全氮积累只有牛繁缕和油豆轮作模式比对照提高14.28%，其他生草覆盖模式下的土壤全氮均与对照相同。在0～20 cm 和20～40 cm 的土层中，土壤全氮的含量均以牛繁缕覆盖模式下最高，这与其对土壤有机质的影响一致。

图2 不同处理对土壤全氮的影响Fig.2 Effects of different treatments on soil total nitrogen

2.3 不同处理对土壤速效氮的影响

由图3 可知，7 种覆盖模式下，0～20 cm 土层中速效氮含量积累由高到低依次为野草、油豆轮作、黑麦草、露地、牛繁缕、鼠茅草、三叶草，与对照相比，野草、油豆轮作和黑麦草覆盖模式分别增加14.64%、8.98%和5.65%，而牛繁缕、鼠茅草和三叶草则分别降低1.16%、6.38%和9.42%；在20～40 cm 土层中速效氮含量积累由高到低依次为黑麦草、三叶草、野草、油豆轮作、牛繁缕、露地、鼠茅草，其中黑麦草、三叶草、野草、油豆轮作和牛繁缕覆盖模式分别比对照提高55.92%、16.84%、8.32%和1.04%，只有鼠茅草比对照下降0.42%。

图3 不同处理对土壤速效氮的影响Fig.3 Effects of different treatments on soil available nitrogen

2.4 不同处理对土壤速效磷的影响

由图4 可知，在0～20 cm 土层中速效磷含量积累由高到低依次为油豆轮作、牛繁缕、鼠茅草、野草、黑麦草、三叶草、露地，与对照相比分别提高68.84%、62.32%、55.80%、23.91%、22.46%和21.01%；而在20～40 cm 土层中速效磷含量由高到低依次为黑麦草、油豆轮作、牛繁缕、露地、鼠茅草、野草、三叶草，其中黑麦草、油豆轮作和牛繁缕覆盖模式比对照高89.01%、26.37%和16.48%，而鼠茅草、野草和三叶草比对照低4.40%、43.96%和51.65%。

图4 不同处理对土壤速效磷的影响Fig.4 Effects of different treatments on soil available phosphorus

2.5 不同处理对土壤速效钾的影响

由图5（见下页）可知，各处理0～20 cm 和20～40 cm土层中速效钾的含量与对照相比均呈现增加趋势，在0～20 cm 土层中速效钾含量由高到低依次为黑麦草、鼠茅草、油豆轮作、牛繁缕、三叶草、野草、露地，比对照分别增加 94.33%、74.68%、54.27%、47.24%、29.96% 和15.22%；而在20～40 cm 土层中，速效钾含量由高到低依次为油豆轮作、牛繁缕、黑麦草、三叶草、鼠茅草、野草和露地，分别比对照增加50.25%、48.57%、33.50%、26.01%、10.27%和1.94%。

图5 不同处理对土壤速效钾的影响Fig.5 Effects of different treatments on soil available potassium

3 结论

供试的几种生草覆盖均可使陇东旱地苹果园表层土壤的有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾等含量有所提高。其中牛繁缕覆盖模式对有机质和全氮的增加效果最好，速效氮、速效磷和速效钾以黑麦草覆盖模式下增加效果最好；各处理对下层土壤的肥力影响较小，尤其对于速效磷来说，在三叶草和野草覆盖条件下，20～40 cm 的土层中土壤速效磷含量呈明显下降趋势；对于不同的苹果园，应结合果园的肥力状况，从生草本身的生长状况、对土壤理化性质和果实品质的影响等方面来考量各地区最佳适宜生草品种，因地制宜地进行模式选择。

土壤表面各肥力性状变化主要与不同的生草覆盖方式下的田间含水量、生草生长周期、土壤腐殖化程度等有关[9-10]。高茂盛[11]研究表明，不同覆盖物对果园土壤的影响程度不同。原因可能是不同覆盖处理对土壤表层温度、湿度和对土壤中微生物活动的促进作用不同，进而不同程度地提高土壤养分；在果园不同的生草覆盖处理中，生草覆盖对土壤全氮含量的影响基本与土壤有机质的影响一致，主要原因是土壤中的全氮主要源于有机质的矿化，土壤中有机质越丰富，水、气、热状况越良好，释放的氮含量就会越大[12]。

生草覆盖下，土壤上层（0～20 cm）的主要养分含量的增加量均高于下层（20～40 cm），这是有机肥、化学氮肥施肥水平和施肥方式等影响因素共同作用的结果[13]；在鼠茅草、三叶草和野草的覆盖条件下，下层土壤中的速效磷呈下降趋势，主要原因是这几种处理的生草都是强生长势和高生产力的生草，对磷的消耗较大。另外，这几种生草为深根系生草，根系生长发达，在土壤中形成一个根系盘结层和滞水层，阻止养分向下移动。加之磷在土壤中的移动速度慢，易被土壤固定；所以低垄覆膜和牛繁缕覆盖模式适合在陇东果园应用推广，有望成为较理想的果园生草覆盖模式。