哈斯亞提·托遜江 劉晨 哈麗代·熱合木江 等
摘要:在紅棗果園間作不同牧草,測定產(chǎn)草量以及對果園小環(huán)境的影響,與清耕區(qū)進行比較分析,為紅棗果林行間種草利用提供科學依據(jù)。結(jié)果表明,紅棗林行間套種草木犀、大葉苜蓿、蘇丹草、一年生黑麥草的干草產(chǎn)量為9 198.3、8 775.3、14 331.75、7 576.8 kg/hm2;與清耕區(qū)相比,生草區(qū)的地溫與空氣溫度降低,空氣相對濕度得到提高;土壤全量養(yǎng)分發(fā)生變化,有機質(zhì)含量得到有效提高,間作豆科牧草對全氮含量的改善較明顯,表現(xiàn)為豆科>禾本科>清耕,各處理區(qū)中土壤全磷含量隨土層加深略有上升的趨勢,全鉀含量則差異均不顯著。紅棗間作牧草不僅可以保證一定的牧草產(chǎn)量和品質(zhì),而且對果園生態(tài)具有改善作用。
關(guān)鍵詞:紅棗;牧草;間作;果園;小環(huán)境;土壤養(yǎng)分
中圖分類號: S344.2文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2015)01-0327-03
收稿日期:2014-03-06
基金項目:新疆維吾爾自治區(qū)科技計劃(編號:201231114)。
作者簡介:哈斯亞提·托遜江(1989—),女,新疆克拉瑪依人,碩士研究生,研究方向為牧草生產(chǎn)與育種。E-mail:hasiyat@vip.qq.com。
通信作者:艾比布拉·伊馬木,博士,教授、博士生導師,研究方向為飼料與反芻家畜營養(yǎng)代謝。E-mail:aibibula@sina.com。 紅棗(Ziziphus jujuba)是一種生長在溫帶地區(qū)的小喬木,在新疆新興棗產(chǎn)區(qū)采用稀植模式大面積種植,主要分布在環(huán)塔里木盆地邊緣區(qū)域,其面積已達47.36萬hm2[1]。隨著新疆農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整,特色林果業(yè)已發(fā)展成為區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),果農(nóng)套種小麥、棉花等常規(guī)農(nóng)作物逐漸開始退出了果林套種生產(chǎn)模式,而采取清耕方式對林間土地進行管理,會造成土地資源浪費。牧草及飼草作物主要以地上生物量作為飼料,草類的生長受光熱及水肥的影響相對低于谷類作物和經(jīng)濟作物。果林行間套種飼草,不僅可以充分利用果地生產(chǎn)飼草飼料,抑制雜草生長[2],還能改善園內(nèi)的生態(tài)環(huán)境[3]。研究證明,果樹行間種植多年生植物,具有保持水土、提高土壤肥力[4]、優(yōu)化果園生態(tài)環(huán)境[5]、提高果樹產(chǎn)量和品質(zhì)[6-7]等多種功能,在國外果園管理上已廣泛利用[8]。本研究通過在紅棗果園間作不同品種牧草,測定其產(chǎn)草量及對紅棗果園小環(huán)境的影響,與清耕果園進行比較分析,為進一步推廣應用果園間作牧草生產(chǎn)技術(shù)提供基礎理論數(shù)據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗地概況
試驗設在新疆阿克蘇地區(qū)新和縣塔木鄉(xiāng)英艾力克村境內(nèi),位于塔里木盆地北緣,地理坐標為80°55′~82°43′E、40°45′~41°45′N。屬溫帶大陸性干旱氣候,年均氣溫11.4 ℃,7月最熱,月均氣溫25.9 ℃;1月最冷,月均氣溫-10.7 ℃,年均降水量86.7 mm,年平均蒸發(fā)量 1 992.7 mm。灌溉水源來自渭干河。土壤類型為沙壤土。本試驗地紅棗品種為駿栆,五年生,平均株高、干徑和冠幅分別為(1.64±0.34)、(0.27±0.04)、(1.26±0.24) m,株行距4 m×2 m。
1.2供試牧草品種及種植方法
選用和田大葉苜蓿(Medicago sativa L.)、草木樨(M. suaveolens Ledeb.)、一年生黑麥草(Lolium multiflorum)、蘇丹草[Sorghum sudanense (Piper) Stapf.]等4種牧草,于2013年3月26日播種。播種前先施基肥(N:75 kg/hm2,P2O5:240 kg/hm2,K2O:90 kg/hm2),用旋耕機旋耕整地,撒播。灌溉以滿足紅棗需水量為主,分別于2013年4月10日、5月25日、6月10日、7月2日、7月20日進行漫灌。
1.3測定項目及測定方法
1.3.1產(chǎn)草量及營養(yǎng)成分采用“取樣測產(chǎn)法”測定牧草產(chǎn)量,在種草地隨機取樣3處,每處1 m2刈割后立即稱質(zhì)量即可得鮮草產(chǎn)量,留茬高度為5 cm。切碎混合后取樣500 g,在105 ℃恒溫烘箱中烘24 h至恒質(zhì)量,稱質(zhì)量即得干物質(zhì)質(zhì)量。牧草樣品風干后,粉碎至全部通過40目篩孔,供營養(yǎng)成分分析。水分含量采用烘干法測定[9];粗蛋白(CP)含量采用凱氏定氮法測定[9];中性洗滌纖維(NDF)以及酸性洗滌纖維(ADF)含量采用范氏洗滌纖維分析法[9]測定。
1.3.2空氣溫濕度及土壤理化性狀 于2013年7月2日10:00、12:00、14:00、16:00、18:00分別在草木樨與一年生黑麥草種草區(qū)和清耕區(qū)對地溫和空氣溫濕度進行測定。地溫在土壤表層以下5、15 cm處采用TR-72U溫濕度記錄儀進行測定;空氣溫濕度同樣使用TR-72U溫濕度記錄儀在距離地表1 m高處測定。種草區(qū)牧草刈割后,采集地面下0~30 cm處的土壤,采用烘干法測定含水量,采用環(huán)刀法[9]和烘干法測定土壤容重。2013年6月8日第2次刈割后,采用蛇形采樣法分層取0~60 cm土樣(20 cm為1層),晾干粉碎后測定有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量,3次重復。有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-外加熱法[9];全氮含量采用凱氏定氮法測定[9];全磷含量采用酸溶-鉬銻抗比色法測定[9];全鉀含量采用火焰光度法測定[9]。
1.4數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003、SPSS 17.0進行統(tǒng)計分析。
2結(jié)果與分析
2.1林草間作對牧草產(chǎn)量的影響
在相同的種植方法和管理水平下,供試牧草1年內(nèi)均可刈割3次,草木犀、大葉苜蓿、蘇丹草、一年生黑麥草的全年合計干草產(chǎn)量分別為9 198.3、8 775.3、14 331.75、7 576.8 kg/hm2,各牧草品種間產(chǎn)草量從高到低依次為蘇丹草>草木樨>大葉苜蓿>一年生黑麥草(表1)。紅棗林間套種草木犀、大葉苜蓿、蘇丹草、一年生黑麥草產(chǎn)草量在第2茬最高,分別占總產(chǎn)草量的41.13%、36.54%、4555%、51.78%。endprint
2.2林草間作牧草的營養(yǎng)成分含量
表1紅棗果園間作牧草的年產(chǎn)量
牧草名稱鮮草產(chǎn)量(kg/hm2)第1茬第2茬第3茬合計干草產(chǎn)量
(kg/hm2)草木樨15 333.45 21 400.05 15 300.15 52 033.65 9 198.30大葉苜蓿14 990.10 16 183.35 13 116.34 44 289.79 8 775.30 蘇丹草15 700.05 20 116.20 8 343.45 44 159.70 14 331.75 一年生黑麥草14 006.70 23 766.75 8 122.00 45 895.45 7 576.80
試驗結(jié)果(表2)表明,間作豆科牧草品質(zhì)較高,營養(yǎng)豐富,草木樨、大葉苜蓿粗蛋白質(zhì)含量分別為18.39%、2205%,與其相比,禾本科牧草具有粗蛋白含量和纖維素含量均偏低的特點。表2紅棗果園間作牧草的營養(yǎng)成分含量(干基)
牧草名稱含水量(%)粗蛋白含量(%)中性洗滌纖維含量(%)酸性洗滌纖維含量(%)草木樨82.32 18.39±2.9162.92±0.8838.76±1.09大葉苜蓿80.19 22.05±1.8259.11±3.1131.32±2.47蘇丹草67.55 9.96±1.2234.67±0.4525.63±0.89一年生黑麥草83.49 11.71±0.7951.77±0.0629.26±1.35
2.3林草間作對地溫及空氣溫濕度的影響
地溫是影響土壤理化特性、養(yǎng)分轉(zhuǎn)移、微生物活動和植物根系生長發(fā)育的重要因素,土壤表層性質(zhì)的改變對土壤溫度的時空變化影響較大。由圖1、圖2可知,7月清耕區(qū)果園地下5、15 cm處土壤溫度明顯高于生草區(qū),一年生黑麥草和草木樨種草區(qū)地下5 cm土層溫度差在12:00—14:00較為明顯,分別比清耕區(qū)低9.5、9.7 ℃;而15 cm土層溫度在12:00變化較明顯,分別比清耕區(qū)低5.9、5.2 ℃。可見,15 cm處土層溫度日變化幅度明顯小于5 cm處土層溫度。
果園空氣溫度、濕度與當?shù)貧夂蛱攸c關(guān)系密切。由圖3、圖4可以看出,果園地表1 m處空氣溫度在14:00達到最高,此時種草區(qū)空氣溫度均低于清耕對照區(qū),最高能降低1.5 ℃。紅棗果園傍晚時濕度較大,隨著氣溫降低,濕度不斷升高,但種草區(qū)始終高于清耕區(qū)。
2.4林草間作對土壤理化性狀的影響
由表3可見,種草區(qū)的平均土壤含水量均高于清耕區(qū),其中0~20 cm土層草木樨土壤含水量最高為13.99%,種草區(qū)20~40 cm土層含水量均在13%左右,隨著土層加深,水分含量有所下降,但各處理間差異基本一致。間作牧草還能改善果園土壤容重,與清耕區(qū)相比,間作草木樨降低土壤容重效果最明顯,0~20、20~40、40~60 cm土層分別降低12.8%、121%、5.5%;其次是間作一年生黑麥草。40~60 cm土層容重的改善效果遠低于表層,與清耕區(qū)相比差異不明顯。表3紅棗間作牧草對不同土層物理化學性狀的影響
土壤中有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀通常用于衡量土壤養(yǎng)分的基礎肥力。紅棗果園間作牧草后土壤養(yǎng)分比清耕區(qū)有不同程度的改善或提高,尤其是土壤中的氮含量明顯增多,有機質(zhì)等其他營養(yǎng)成分含量也有所提高。一年生黑麥草與草木樨種草區(qū)的表層有機質(zhì)含量達8.69、11.53 g/kg,分別比空白對照區(qū)提高了16.64%、54.77%;全氮含量達11.22、13.34 g/kg,比對照區(qū)分別提高了13.79%、35.29%。各處理區(qū)中土壤全磷含量隨土層加深略有上升,與清耕區(qū)相反。而各處理間全鉀含量隨著土層加深差異均不明顯。
3結(jié)論與討論
近年來,隨著新疆種植業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整,林果業(yè)作為加快該區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),得到快速、規(guī)?;l(fā)展。在環(huán)塔里木盆地形成了以紅棗、核桃、香梨等為主的特色林果主產(chǎn)區(qū),紅棗產(chǎn)區(qū)大面積種植,其面積已達47.36萬hm2,但是大部分果農(nóng)采取清耕的方式管理土地,造成土地資源的浪費。考慮套種牧草對果林的影響,在距離樹體0.5 m以外的行間可供套種利用。不同行距的果園所能利用的行間面積也不相同,行距越大利用空間就越大,果林行距和行間可利用面積之間的回歸關(guān)系為利用率(%)=28.18×ln(行距)+33.40,r2=0.967。例如,試驗所選紅棗果林的行株距多采用4 m×2 m,根據(jù)方程可計算出667 m2果園的行間利用空間可達7247%。
本試驗在紅棗林間套種草木犀、大葉苜蓿、蘇丹草、一年生黑麥草年干草產(chǎn)量為9 198.3、8 775.3、14 331.75、7 576.8 kg/hm2,雖然低于大田人工草地的最低標準[10],但在林草的管理上可以優(yōu)先照顧果樹,同時還能獲得一定的干草產(chǎn)量,而且通過及時刈割,控制牧草的生長高度,使收獲的牧草正處于營養(yǎng)生長階段,可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的牧草產(chǎn)品。其中,草木樨、蘇丹草、一年生黑麥草無論是產(chǎn)量還是品質(zhì),均具備較高的潛力和生產(chǎn)可能性。
本研究結(jié)果顯示,在夏季高溫干旱時,與清耕區(qū)比較,一年生黑麥草和草木樨地下5 cm處土壤溫度分別降低9.5、9.7 ℃,而在地下15 cm處分別降低5.9 、5.2 ℃。15 cm處土層溫度日變化幅度明顯小于5 cm處土層溫度日變化水平。清耕區(qū)正午時分氣溫和空氣相對濕度分別達36.9 ℃和25%,而一年生黑麥草和草木樨種草區(qū)的氣溫分別降低了11、1.5 ℃,相對濕度增加了0.7、0.9百分點,說明果園間作牧草具有改善園區(qū)氣溫和提高空氣相對濕度的作用,這與周野所得結(jié)果[11]基本一致。
牧草密集的根系和草腐爛后豐富的腐殖質(zhì)有利于土壤良好結(jié)構(gòu)的形成,改善土壤容重[12]。本研究中種草區(qū)土壤含水量均高于清耕對照區(qū),土壤容重種草區(qū)低于清耕區(qū),說明間作牧草后果園地表土壤的物理性狀發(fā)生了變化,這對環(huán)塔里木特色林果栽培區(qū)具有重要的意義。研究發(fā)現(xiàn)生草區(qū)0~20 cm 土層中有機質(zhì)增加較其他層次更顯著,表明因生草栽培而增加的有機質(zhì)主要積累于果園表層土壤,其含量隨深度增加而逐漸減少,與谷艷蓉等的蘋果園試驗結(jié)果[13]一致。同時,間作豆科牧草(草木樨)對全氮含量的改善較明顯,表現(xiàn)為豆科>禾本科>清耕,種草區(qū)深層全氮含量在統(tǒng)計學上無顯著差異。各處理區(qū)中土壤全磷含量隨土層加深略有上升,與清耕區(qū)相反。而各處理間全鉀含量隨著土層加深差異均不明顯。
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doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2015.01.110endprint