浅析葡萄园套作紫云英绿肥栽培要点及应用效果

全紫曼,莫 坤,梁 琴,周泽弘,刘 涛,漆 燕*

(1. 四川省南充市农业科学院,四川 南充 637000;2. 四川省岳池县土肥站,四川 岳池 638500)

近年来,我国葡萄栽培面积逐年增加,到2019年占全国果树栽培面积和产量的比例分别为3.87%和7.46%[1]。传统葡萄园栽培措施落后,过量施用化肥、农药,导致葡萄园土壤质量及葡萄品质逐年下降。研究表明,果园套作绿肥既能减少化肥使用,又能改善土壤质量、提高果实产量和果品品质[2-5]。因此改变传统的葡萄栽培管理模式,在果树行间空地上种植绿肥,一定程度上可解决葡萄产业面临的质量下降、可持续生产等问题。作为一种固氮能力较强的豆科绿肥,紫云英是改善土壤质量的“得力助手”。目前针对葡萄园套作并翻压紫云英绿肥的生态服务功能及葡萄园套作紫云英绿肥栽培技术均有大量报道[6-10],为推动紫云英绿肥在葡萄园中的合理利用,浅析了葡萄园套作紫云英的作用,并针对已有的栽培技术进行了整合改进,以期为葡萄园套作紫云英栽培技术的应用推广提供参考。

1 葡萄园套作紫云英栽培要点

1.1 选地

紫云英适宜生长在含水量20%～25%的土壤中,既怕旱又怕涝,因此需选择排水系统较好的园地,园地土质以壤土或沙壤土为宜,采用深沟高垄栽培,垄哇面宽1.5 m,沟深0.5 m,每垄种植2行葡萄树[11]。

1.2 播种

1.2.1 种子处理 为增加种子活力及吸水性,使种子迅速发芽,需在播种前进行晒种5 h左右,晒种时常翻动,避免直接暴晒,以免影响发芽率。晒种后可采用细砂反复摩擦去除种子表皮蜡质,以提高种子吸水能力,擦种时需注意力度,避免种子表皮损伤。擦种后采用5%～10%盐水进行选种,淘汰空壳与病种,并清除种子表面菌核病的菌核,选种后,需用清水洗净,晾干备用。在未种植过紫云英的葡萄园,播种前可用根瘤菌对种子进行接种,以提高紫云英的固氮效率,接种根瘤菌剂后需等种子阴干后12 h内完成播种[12-14]。

1.2.2 播期 紫云英种子萌发的最适温度在15～25℃,一般选择在9月底10月初播种,但不同区域气候不一致,需根据当地气温进行合理安排。潘福霞、陈丽君等[15-16]研究表明,播期对紫云英的生长状况和养分含量均有显著影响,因此需根据温度适时早播,以增加入冬前紫云英的营养生长期,确保幼苗健壮顺利度冬,从而提高紫云英鲜草产量。

1.2.3 播种量 研究表明,紫云英鲜草产量随播种量增加呈先增加后降低的趋势[17-19],因此选择合适的播量是提高鲜草产量的重要手段。紫云英最佳的播种量为22.5～37.5kg/hm2,但不同区域由于土壤理化性质及气候不同,紫云英最适宜的播种量也不一致,因此需根据当地环境进行合理的调整。

1.2.4 播种方式 人工撒播,由于紫云英种子较小,不易撒播均匀,因此在播种前可在种子中加入等量的细沙,均匀撒于垄面中间位置,距离树干底部20cm左右距离[11]。紫云英前期生长缓慢,竞争不过杂草,因此在杂草密度较大的园区需在播种前人工除草。

1.3 水分及病虫害管理

紫云英生长过程中既怕旱又怕涝。出苗期间,若土壤水分过大易导致烂芽。在冬季,过干或过湿均会对紫云英根系生长造成影响;春季旺长期,积水会导致黄苗,影响紫云英生物量积累,因此在紫云英整个生育期要做好水分管理,播种前保证沟渠贯通,避免积水,遇严重干旱时,要及时灌“跑马水”。紫云英病虫害主要包括白粉病、菌核病、蚜虫、潜叶蝇等,每年紫云英播种前用硫磺水与生石灰1∶2混合后对园区进行清园,并在园区安装蓝板、黄板、频振式杀虫灯或性诱剂物理杀虫,尽量减少化学药剂使用[11]。

1.4 施肥

紫云英作为固氮能力较强的一种豆科绿肥,生长期对化学氮肥的需求量较低,仅需少施或不施氮肥。张祥明等[20]研究表明,紫云英对磷肥最为敏感,磷肥能影响紫云英根瘤有效数目,从而影响紫云英固氮能力,加施钾肥能促进紫云英对磷肥的吸收。因此紫云英基肥一般以磷、钾肥为主,可施磷肥220～300kg/hm2,钾肥15～30kg/hm2。在入冬前进行追肥,起到壮苗的效果,以提高紫云英防冻保温的能力,追肥采用磷肥75kg/hm2左右,少量氮肥或钾肥,以保证生长过程中对养分的需要。

1.5 紫云英刈割还田

1.5.1 还田时间 适时还田可提高紫云英的肥效,一般选择3月底或4月初,此时紫云英处于盛花期,鲜草产量最高、肥效最好。

1.5.2 还田量 研究表明,增加还田量会影响养分的释放率和释放速率,因此选择合适的还田量能有效提高紫云英利用率[21]。何春梅等[7]、林丽红等[22]针对葡萄园适宜紫云英还田量进行研究,结果表明紫云英还田量超过22.5 t/hm2后再增加还田量对土壤肥力、葡萄品质的提高无明显效果。因此紫云英还田量选择在22.5 t/hm2左右最宜。

1.5.3 还田方式 翻压入土：翻压还田是绿肥还田的传统途径,先刈割后再用旋耕机旋耕翻压至耕层10～20cm左右。该方式的优点是：紫云英腐解速率较快,累积腐解率更高;缺点是：翻压入土可能会损伤葡萄根部,且研究表明紫云英翻压量只有达到15t/hm2以上才能给葡萄园生态环境、果实品质提升带来实质效果[22],而翻压这么大体量的紫云英,在实际生产中操作困难。免耕覆盖：将紫云英进行刈割后平铺于厢面,该方式的优点是：与翻压入土相比该方式在持续供应养分、保护土壤墒情和减少能源消耗方面的效果更好。缺点是：各养分的快速释放期均短于翻压还田[23]。铺反光膜：将紫云英进行刈割后,采用反光膜(聚乙烯反光膜,膜厚度为0.02 mm左右)进行覆盖,使其在膜下自然腐解[11]。该方式优点是较免耕还田紫云英腐解速率更快,铺设反光膜能增加光照,提高葡萄品质,且覆膜能起到抑制杂草的作用。缺点是增加了覆膜的成本。

2 葡萄园套作紫云英的应用效果

2.1 培肥地力

紫云英是一种固氮能力强的豆科绿肥,氮、磷、钾、有机质含量丰富,间作并翻压紫云英是改良果园土质的“得力助手”。土壤有机质是植物营养的主要来源之一。早期大量研究表明,翻压紫云英可显著提高葡萄园土壤有机质含量[6,7,22]。吴志勇等[7]研究表明,紫云英还田处理比未经紫云英还田处理的土壤有机质含量增加了1.2%～3.3%。钟少杰等[10]研究表明,翻压紫云英22.5 t/hm2能显著提高土壤有机质6.6%。除此之外,紫云英绿肥腐解后还能为葡萄提供生长所需的氮、磷、钾等营养元素,钟少杰等[10]研究表明,翻压紫云英对提升土壤碱解氮、速效钾、有效磷含量均具有显著作用,与不翻压处理相比增幅为6.0%～23.9%。何春梅等[7]研究也表明,翻压量在6.0～22.5 t/hm2范围内,葡萄园土壤氮磷钾等养分含量与紫云英绿肥翻压量呈正比。土壤微生物是土壤中物质转化的动力,参与土壤中重要的物理、化学及生物过程, 是衡量土壤健康状况的重要指标之一。土壤酶在维持土壤养分转化等方面起到着重要作用,也与土壤肥力密切相关。何春梅等[7]研究表明,翻压紫云英能提高土壤真菌、放线菌及细菌数量,对提高土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶的活性也具有显著作用,且土壤酶活性与紫云英翻压量呈正比。其次张雨等[5]研究表明,翻压紫云英,对改善葡萄园土壤酸化、盐渍化也有一定效果。前期研究还表明,紫云英绿肥对土壤养分的影响受翻压量影响,何春梅等[7]及林丽红等[22]研究发现,当紫云英绿肥鲜草翻压量15～22.5 t/hm2时,葡萄园土壤质量会随紫云英绿肥翻压量的增加而增加,但当翻压量超过22.5 t/hm2时,对土壤养分提高效果不显著。

2.2 减少化肥使用

紫云英固氮能力强,氮素利用效率也高,株体腐解时能释放大量养分含量为葡萄树供给养分,因此在葡萄园套作紫云英可有效替代部分化肥施用,达到减施化肥的目的。吴志勇等[6]研究表明,种植翻压紫云英22.5 t/hm2并减施20%的化肥,葡萄一级果产量还能较常规施肥增产7.5%。钟少杰等[10]研究也表明,种植翻压紫云英能有效替代部分化肥,其中以替代25%化肥的效果最佳,较常规施肥一级果增产13.65%。紫云英含有大量苯-醇溶出物和水溶性物质,且C/N比值较低于[24],故翻压后分解速度较快,在翻压后前20 d紫云英中的可溶性有机物基本分解,这一时期正处于葡萄树萌芽期间,该阶段施肥量占全年施肥量的25%。因此,在此阶段翻压紫云英后可不用再施肥。

2.3 提升果品品质及产量

紫云英翻压后通过增加土壤肥力为葡萄根系及植株提供了良好的水分及养分条件,从而有效提高葡萄产量和品质[25]。前期研究表明,翻压紫云英能有效降低可滴定酸含量并提升葡萄可溶性糖、可溶性固形物、总黄酮、维生素C含量。吴志勇等[6]研究表明,紫云英还田可以显著提高可溶性糖、维生素C含量2.1%～6.6%,4.0%～6.4%,降低可滴定酸含量15.5%～20.2%。钟少杰等[10]研究表明,翻压紫云英22.5 t/hm2时,能有效提升果实中可溶性固形物达7.5%。何春梅等[7]研究表明,葡萄园种植翻压紫云英能有效提升葡萄可溶性固形物、中心糖、维生素C、总黄酮含量,且随翻压量的增多呈现出先增加后降低的趋势,其中以翻压22.5 t/hm2的效果最佳,同时可降低可滴定酸的含量,可滴定酸随翻压量的增多呈现逐渐降低的趋势,这与林丽红等[22]研究结果基本一致。此外研究表明种植翻压紫云英对葡萄外观品质无负面影响,但翻压量达15 t/hm2以上,可有效提升葡萄果实硬度[7,22]。钟少杰等[10]研究表明,翻压紫云英22.5 t/hm2时,能有效提升一级果产量达23.38%。吴志勇等[6]也研究表明,种植翻压紫云英绿肥22.5 t/hm2时,减施10%～20%氮肥条件下,依然可有效提升一级果产量7.5%～14.5%。何春梅等[7]、林丽红等[22]研究均发现,葡萄产量会随紫云英翻压量的增加而呈现出先增后降的趋势,以翻压22.5 t/hm2增产效果最佳。

2.4 提升果园经济效益

紫云英除作为绿肥作物之外,还可作为青储饲料,取上部2/3作饲料,下部1/3及根部作绿肥,年可刈割2～3次。除此之外,紫云英也是我国主要蜜源植株,卜容燕等[26]研究表明,紫云英蜂蜜还原糖含量、淀粉酶活性、水分、蔗糖和羟甲基糠醛含量均达到了国家GH/T18796-2012的规定,其中羟甲基糠醛较洋槐蜜和油菜蜜分别低2.6、2.1 mg/kg,淀粉酶活性分别比洋槐蜜和油菜蜜高15.0%、46.5%。由此可见,在葡萄园种植紫云英既能充分利用果园行间空行的利用率,又能增加果园经济效益。