摘要:通过介绍生草栽培的含义,生草草种选择原则,并结合南方果园生苹的研究实践,着重论述果园生草的主要作用,对果园生草实践中存在的问题进行讨论,并展望了果园生草栽培的发展趋势及果园可持续发展存在的问题,以期推动南方果园生草栽培由单一模式向复合模式发展。
关键词:南方果园;生草栽培;研究进展
中图分类号:S 714 文献标识码:A 文章编号:1009-5500(2009)01-0094-04
南方是我国重要的水果产区,水果品种多,果园面积大,果实高产优质。但是由于长期实行清耕制,农药化肥泛滥而造成水土流失,土壤肥力下降,环境污染,果园生产能力下降,果园的可持续发展面临着严峻的形势。因此,发展生态果园成为果园可持续发展的必由之路。而果园生草栽培作为一项现代化、标准化的果园管理措施,是生态果园的重要组成部分。目前,此技术措施在欧美及日本等发达国家已普遍采用,而在我国采用很少,绝大部分仍为清耕果园。
因此,为了推广果园生草栽培技术,提高果园综合经济效益,通过介绍生草栽培和其草种选择原则,并结合南方果园生草的研究实践,着重论述果园生草的功能,并对果园生草实践中存在的问题进行讨论,以期推动南方果园生草栽培的发展。
1 生草栽培
生草栽培是在果树行间或全园种植草本植物作为土壤覆盖的一种生态果园培育模式,果园果树采用宽行距4~5 m的栽培条件下,全园或行间种草覆盖,不使土壤暴露,每年刈割1~2次覆于树盘下或刈割利用发展养殖,亦或常年不刈割,在果园生长期采取的一种土壤管理制度。
2 生草草种选择原则
选择生草栽培的草种时,遵循7个原则:(1)能保护果园表土免被暴雨冲洗流失;(2)干旱时能缓解日照,降低表土水分蒸发速率,维持土壤温湿度,使根系得以继续吸收水分,维持果树生长所需最低需水量,避免达到永久萎凋点;(3)尽量减少和果树竞争养分,最好选择矮生或匍匐性的豆科植物;(4)必须不是果树病虫害种类的中间寄主,或能避开果树受害的关键期(以免生长期间增加防治病虫害的困扰);(5)当草成株时,使天敌的族群在无食饵下(果树无病虫害种类族群发生)能获得充分足够的食物,或处于恶劣的环境(如果树强剪无叶片、台风暴雨、寒流低温来袭、果农喷洒化学农药时)能找寻隐蔽处及食物等供天敌的族群永续繁衍;或生草栽培的地下根部能有更多有利的环境,供土壤有益微生物菌落存活;(6)能提供花粉作为果树授粉昆虫的蜜源,使其族群在果园内得以存活。(7)具经济效益,尽量选择乡土草种。根据以上的原则,比如在福建红壤区,果园生草的草种适宜选择圆叶决明、平托花生、南非马唐、鸡脚草和小黑麦等。
3 生草主要作用
生草栽培的主要作用表现在:提高土壤的水土保持能力,增加土壤有机质的含量,改善土壤理化性状,提高果实品质和产量,改善果园的生态环境,缩小土壤温湿度季节和昼夜变化幅度,增加植物害虫的天敌数量,减少植物病虫害,降低果园农药投入,有利于植物保护和无公害果品的生产,便于果园机械化作业,有利于降低人力成本。
3.1水土保持作用
果园生草栽培能提高土壤的保墒能力,减少土壤水分损失,提高夏季土壤含水量。在广东湛江市,柱花草提高土壤含水量效果最好,土壤含水量18.73%,比裸露的对照区含水量高26.73%;而丰花草提高土壤含水量的效果较差,比对照区的土壤含水量仅高6.36%;百喜草的效果介于柱花草与丰花草之间,比对照高20.44%。干旱条件下,果园生草栽培可以降低土壤温度和树冠层空气温度,提高土壤含水率和树冠层空气相对湿度。
果园生草栽培能有效防止水土流失。在山地果园中合理套种牧草,其发生径流次数减少11.4%,径流量则降低98.7%’;而在广东省鹤山市的赤红壤坡地,幼龄果园间作牧草的平均地表径流量分别比裸地对照降低47.47%,平均土壤侵蚀量分别比对照减少73.46%。
3.2改善土壤理化性质
果园生草能提高土壤有机质含量,能提高土壤碱解氮、速效K、Fe、Cu和Zn,从而改善土壤理化性质。俞和云等报道。在海涂桔园,果园生草能较快地改良土壤0~20 cm的肥力,明显降低pH值,显著提高有机质含量,减少容重,使土壤孔隙度增加,同时均明显增加氮、磷、钾含量。
陈清西等报道,在幼龄龙眼园,果园生草提高了土壤肥力,可提高行间和冠下土壤有机质,腐殖质和富里酸含量,土壤速效N和速效K比生草前分别提高了189.3%~217.1%和12.8%~59.1%,速效P提高到14.0×10-6~26.1×10“;全N和缓效K分别提高了17.4%~27.5%和39.9%~157.1%,pH值和有机质也比生草前有所提高;全P和全K比生草前有所下降。同时果园生草可以改善土壤酶活性,土壤表层(0~20 cm)酶活性(除多酚氧化酶外)均比亚表层(20~40 cm)高;脲酶活性年周期变化幅度(d=122.7)大于年际变幅(d=17.3);可以减缓脲酶,酸性磷酸酶和转化酶34.5%,43.8%和22.5%及冠下表层脲酶和酸性磷酸酶活性97%和19.4%的提高,也可降低过氧化氢酶和多酚氧化酶活性。此外,果园生草可降低表层、亚表层土壤容重(0.68%、0.63%),增加总孔隙度(0.52%、1.29%)和毛管孔隙度(8.16%、4.48%),改良土壤物理结构;高温季节,能降低土壤极端高温,减小土温变幅,对土温变化起到了明显缓冲作用;秋旱季节,果园生草可保持较高的土壤含水量,改善水分状况,从而改善土壤水热条件,促进幼龄果园的土壤熟化。在梨园,果园生草使土壤容重增加,通气性下降,可调节土壤上层30 cm以内的水分,在雨天有蓄水作用,在晴天有保墒效果。生草后50 cm以内的土层夏季温度有不同程度下降,夏季晴天10 cm处的最高土温下降可达4.2℃,30~50 cm处的最高土温可下降11 0~1.5℃。在柑橘园,果园生草在干旱月份可提高果园土壤含水率;生草栽培初期降低果园土壤有效氮、磷、钙、镁、锰、铜和锌等矿质养分含量,但在2年后土壤有效氮、钾、铁和锌等矿质养分含量高于清耕对照;而且土壤有机质有所增长,生草处理土壤平均全氮量4年间可提高0.127%比对照高0.017%。在蜜柚园,果园生草可使0~20 cm和20~40 cm土层的有机质含量分别提高0.9 g/kg和0.4 g/kg;0~20cm土层的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别提高了5,3.5和8 mg/kg,20~40 CITI土层分别提高了3,0.8和4 mg/妇;O~20 C1TI土层全N、全P、全K含量分别提高0.03,0.04和0.02 g/kg。
3.3对果树光合作用的影响
在南方高温干旱持续时间较长时,生草栽培引起柑桔叶片水势和蒸腾速率的降低,生草处理对于减轻干旱程度的发生具有一定作用,表现在土壤水势、叶片水势和蒸腾速率下降速度减缓}随着干旱程度的加重,叶片光合速率也随之下降,同样生草栽培可延缓光合速率下降,且4项指标间均呈极显著正相关关系。
在番荔枝果园,在夏季高温期间生草栽培可在一定程度上提高叶片光合速率,套种柱花草、套种百喜草和套种丰花草的光合速率分别比对照增加71.54%。94.36%和37.95%。
3.4对果树生长发育的影响
在龙眼果园,生草栽培可以促进龙眼树的生长。干周和冠幅的增长率比清耕对照的分别提高31.70%~57.12%和142.34%~248.18%。
在柑桔园,在5年间各生草区柑桔树干围增长比对照区高3.6~11.3,平均高8.8,而且累计增长量差异显著。在低磷土壤中,刈割柱花草,可促进柑橘的生长,显著提高柑橘根系对磷的表观吸收速率,显著增加植株的磷含量、磷吸收量,显著加长根系长度。
在李园,生草栽培可极显著提高李树新梢生长量,叶片叶绿素含量和根系活力。
3.5对果树产量和品质的影响
生草栽培可以有效地改善果园生态环境,降低久早暴雨后的裂果率,有利于提高果的商品质量和经济效益。在柑橘园,生草栽培可减轻异常高温干旱引起的落果,提高果实产量和果实可溶性固形物含量,降低果实柠檬酸含量。
在成龄李园,生草栽培果树个头均匀,比对照增加产量20.38%,单果重单果重及100 g以上单果重比例,3年平均分别为103 g和86%,对照区分别为98 g和60.8%,且果实较对照区优,光泽度好,肉质细脆化渣,优质商品果率明显优于对照区。
3.6对果园经济效益的影响
在果园经济效益方面,生草栽培主要是通过减少落果而提高果园产量,通过提高果实品质和降低劳动力成本,从而影响果园的经济效益。在7年生甜柿园中,生草栽培可提高果实品质,产量增加近11%,净增收16 500元/hm2在15年生积砧脐橙园中,每年可实现直接经济效益6 400~9 000元/hm2(包括增产部分的效益,防止果园水土流失所产生的间接经济效益及生态效益未计算在内);而在丘陵山地溪蜜柚果园中,平均降低成本225~405元/hm2,产量提高8%,果农增收节支4 500元/hm2。
3.6对害虫防治及天敌的影响
在果园生草栽培的害虫防治及天敌方面,报道较少。在柑桔园,糠片蚧为害柑桔树的指数由起初的37.1%~53.3%下降到3年后的33.3%~34.5%,叶片上平均活蚧虫数由起初的4.5头下降到2年后的0.3头,寄生蜂在糠片蚧上的寄生率比清耕区高2.4倍,在潜叶蛾幼虫上的寄生率比清耕区高2.5倍。
4 存在问题及展望
(1)杂草控制问题果园生草的初期,常发生杂草的侵害;因此,应选择抗杂草能力强的草种,并注意及时清除杂草;(2)养分水分竞争问题果园生草与果树争夺水肥是果园生草栽培的主要问题,应根据草种和果树的生长特点,及时灌水和补充肥料,以及及时割草覆盖;(3)土壤通透性问题生草长期覆盖地面,会降低土壤的通透性,使好气性微生物受抑制,应实行行间生草并刈割,覆草于株间及树盘,提高土壤的通气性。
在果园间种牧草,必然会或多或少影响树体内碳水化合物和氮素等营养元素化合物的运输和分配,但是从长远来说生草有利于提高果园的综合经济效益。目前,生草和果树养分水分竞争机理不明,成为了阻碍果园生草栽培推广的主要问题之一,诚然选择适宜草种、加强苗期管理和肥水管理和科学刈割在一定程度上能缓解生草与果树竞争养分水分,但并不能从根本上解决生草与果树竞争肥水问题。因此,需要进一步研究生草和果树养分水分竞争机理,以加快果园生草的推广。另外,针对不同草种的应用方法及其作用的研究缺乏,应进一步研究不同草种在果园生草中的最佳应用方法及其作用,从而形成一套成熟的果园生草技术体系,以促进果园生草的发展。
随着社会的发展,果园生草将会朝着立体式生态农业发展,由单一模式(生草养地)向复合模式发展(生草结合养殖业和畜牧业)。复合模式主要有果草禽复合生态系统、果草鱼复合系统和牧沼果草生态果园复合模式,果园生草养鹅、牛羊等禽畜,不仅可以提高经济效益,而且禽畜粪、牧草枯枝落叶返还土壤,可改良土壤,提高土壤肥力,提高生态效益,解决农村剩余劳动力。而牧沼果草生态果园模式更是一种极具发展前景的高效节能的复合模式,以沼气池为纽带将果草畜禽相结合构建复合式的立体生态果园,不仅解决了生活用能和果园有机质短缺、肥力不足的问题,而且降低了生产成木,减少环境污染,提高果园综合经济效益。
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