韋 鑫, 張朝權(quán), 謝彩云*, 張 莉, 李 娟, 張禮維

(1.貴州省草業(yè)研究所, 貴州 貴陽(yáng) 550006; 2.安龍縣春潭街道農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心, 貴州 安龍 552400; 3.黔西南州農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展中心, 貴州 興義 562400)

0 引言

【研究意義】中國(guó)果樹種植面積和水果產(chǎn)量居世界第一[1],貴州省園林水果種植面積則居全國(guó)第七,水果種植已成為促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。但貴州地處巖溶山區(qū),石漠化特征明顯,生態(tài)系統(tǒng)脆弱,土地貧瘠,土壤水土流失和侵蝕嚴(yán)重,土壤大面積裸露[2-3]。貴州傳統(tǒng)果園管理方式以清耕為主,清耕果園地面空間大面積閑置,造成土地資源浪費(fèi)[4],加上肥料和除草劑的過(guò)量施用,破壞土壤結(jié)構(gòu),導(dǎo)致土壤肥力下降。面對(duì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的雙重要求,亟需發(fā)展生態(tài)高效、綠色健康的果園管理模式。果園生草是國(guó)內(nèi)外大力推廣的一種先進(jìn)、實(shí)用、高效的現(xiàn)代化果園管理方式[5],主要包括在果樹行間或全園自然生草和人工生草兩種模式[6],研究貴州果園生草對(duì)地力提升、改善土壤小生態(tài)環(huán)境,以及促進(jìn)果樹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】與果園清耕相比,果園生草可提高果園單位面積的復(fù)種指數(shù),抑制雜草生長(zhǎng),維持地溫和氣溫,減少環(huán)境污染,優(yōu)化果園土壤理化性質(zhì),促進(jìn)果樹生長(zhǎng),增加果實(shí)產(chǎn)量和提升果實(shí)品質(zhì),長(zhǎng)期生草對(duì)果園可持續(xù)生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)意義[7-10]。董春華等[11]研究表明,果園套種豆科牧草,能有效增加土壤中氮磷含量,增加冠徑和春秋梢數(shù)及長(zhǎng)度,提高果實(shí)單果重和產(chǎn)量。付雪琴等[12]研究表明,果園行間生草有利于改善土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,增加表層土層有機(jī)碳含量,改善果實(shí)鮮食品質(zhì)。陳久紅等[13]研究表明,果園生草能改善梨園小氣候綜合效應(yīng),提高梨樹葉片凈光合速率,從而增加單果質(zhì)量,提升果實(shí)品質(zhì),以套種白三葉效果最好。張朋朋等[14]通過(guò)研究不同生草年限對(duì)果實(shí)的影響發(fā)現(xiàn),梨園生草可以提高果實(shí)形態(tài)和品質(zhì),且生草3年以上對(duì)果實(shí)品質(zhì)的改善最好。王永恒[15]研究發(fā)現(xiàn),在貴州西部山地梨園生草,能改善土壤環(huán)境,提高產(chǎn)量,提高果實(shí)外觀和內(nèi)在品質(zhì),增加經(jīng)濟(jì)效益?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,有關(guān)喀斯特地區(qū)果園生草的研究鮮見報(bào)道,因此,選擇耐陰性強(qiáng),被稱為“果園草”的禾本科牧草鴨茅,生長(zhǎng)繁殖快、應(yīng)用范圍廣的豆科牧草白三葉以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)民普遍種植的豆科牧草光葉紫花苕進(jìn)行梨園生草試驗(yàn)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究不同類型牧草在當(dāng)?shù)毓麍@的適應(yīng)性、果園生草后冬夏兩季果園表層土壤、地面和底層空氣的溫度,以及生草對(duì)果樹單果重、單株產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響,以期為貴州生態(tài)果園的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在貴州省黔西南州安龍縣招堤街道金秋梨園(105.46° N,25.09° E)進(jìn)行,海拔1 416 m;果園面積3.33 hm2,樹齡為16年,株行距3.5 m×4 m,土壤為黃壤,果園管理以清耕為主。

1.2 試驗(yàn)材料

牧草品種分別為禾本科牧草鴨茅(Dactylisglomerata),品種名為安巴;豆科牧草光葉紫花苕(Viciavillosa),當(dāng)?shù)仄贩N;豆科牧草白三葉(Trifoliumrepens),品種名為海法。鴨茅和白三葉種子購(gòu)自貴州綠冶農(nóng)牧業(yè)開發(fā)有限公司,光葉紫花苕種子由貴州省黔西南州安龍縣招堤街道農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心提供。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018年9月開始,共設(shè)4個(gè)處理。處理DG:鴨茅,播種量為5 kg/667m2;處理VR:光葉紫花苕,播種量為2 kg/667m2;處理TR:白三葉,播種量為2 kg/667m2;以清耕為對(duì)照(CK)。每處理各設(shè)3個(gè)種植小區(qū),小區(qū)面積40 m2(5 m×8 m),隨機(jī)排列,播種前進(jìn)行土地翻耕和除草后將草種撒播于小區(qū)內(nèi),輕覆1層薄土。生草栽培過(guò)程中不施肥,在牧草生長(zhǎng)初期除1次草。果園生草第3年進(jìn)行牧草產(chǎn)量、果園溫度和果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)測(cè)定。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1 鮮草產(chǎn)量及風(fēng)干率 在光葉紫花苕初花期進(jìn)行鮮草產(chǎn)量測(cè)定,在種植小區(qū)內(nèi)按1 m×1 m樣方隨機(jī)取樣,每小區(qū)3次重復(fù)。鮮草產(chǎn)量測(cè)定后,每處理的3次重復(fù)均取500 g鮮草裝入袋中帶回實(shí)驗(yàn)室,在通風(fēng)干燥處自然風(fēng)干,計(jì)算風(fēng)干率。

風(fēng)干率=干草重量/鮮草重量×100%

1.4.2 果園溫度 分別在7月和12月對(duì)園內(nèi)溫度進(jìn)行測(cè)量,使用電子溫度計(jì)(品牌INVESIBLE,型號(hào)T-105)測(cè)量果園表層土壤(0～20 cm)、地表(0 cm)、距地面10 cm、20 cm和30 cm空氣溫度。

1.4.3 梨樹單株產(chǎn)量 每處理隨機(jī)選擇1棵梨樹,摘取20個(gè)果實(shí),用電子天平測(cè)量單果重,統(tǒng)計(jì)小區(qū)每棵果樹的果實(shí)數(shù)量,計(jì)算小區(qū)內(nèi)單株果樹的平均產(chǎn)量。

1.4.4 果實(shí)品質(zhì) 每處理小區(qū)內(nèi)隨機(jī)摘取果實(shí),帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行果形指數(shù)(縱徑/橫徑)(使用游標(biāo)卡尺測(cè)定)、可食率(使用電子天平測(cè)定)、可溶性固形物(采用折光儀測(cè)定)、可溶性總糖(采用蒽酮比色法)、可滴定酸(采用直接滴定法)和維生素C(采用二氯酚靛酚法)測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 牧草的鮮草產(chǎn)量和風(fēng)干率

由表1可知,3種牧草間的鮮草產(chǎn)量差異均不顯著,以鴨茅最高,為2 501.25 kg/667m2;其次為光葉紫花苕,為2 476.79 kg/667m2;白三葉最低,為2 232.23 kg/667m2。風(fēng)干率以白三葉最高,為30.37%;其次是鴨茅,為21.68%;光葉紫花苕最低,為19.14%。

表1 梨園種植3種牧草的鮮草產(chǎn)量和風(fēng)干率

2.2 果園的溫度

2.2.1 夏季溫度 從圖1看出,不同處理夏季溫度隨著距離地面高度的增加變化不大,同一高度溫度DG、VR和TR處理間差異均不顯著,均極顯著低于CK。與CK相比,DG、VR和TR處理的表層土壤(0～20 cm)溫度分別低1.1 ℃、1.7 ℃和1.8 ℃,0 cm處空氣地表溫度分別低4.8 ℃、4.8 ℃和4.7 ℃,10 cm處空氣溫度分別低5.2 ℃、5.0 ℃和4.8 ℃,20 cm處空氣溫度分別低5.5 ℃、5.0 ℃和4.9 ℃,30 cm處空氣溫度分別低4.4 ℃、4.7 ℃和4.3 ℃,差異均達(dá)極顯著水平。說(shuō)明,果園生草可極顯著降低夏季果園溫度,種植鴨茅、光葉紫花苕和白三葉對(duì)夏季果園同一高度溫度的影響無(wú)明顯差異。

注：不同大、小寫字母分別表示差異極顯著(P<0.01)和差異顯著(P<0.05),下同。

2.2.2 冬季溫度 從圖2看出,不同處理冬季溫度隨著距離地面高度的增加而降低,同一高度溫度生草處理均高于CK。果園表層土壤(0～20 cm)溫度:DG、VR和TR分別比CK高0.7 ℃、0.5 ℃和1.0 ℃,3個(gè)生草處理間差異不顯著,DG和TR處理顯著高于CK;地面溫度(0 cm):DG、VR和TR分別比CK高0.8 ℃、0.5 ℃和1.0 ℃,DG和TR顯著高于CK;距地面10 cm空氣溫度:DG、VR和TR分別比CK高1.2 ℃、0.6 ℃和0.8 ℃,3個(gè)生草處理間差異不顯著,DG和TR顯著高于CK;地面20 cm處空氣溫度:DG、VR和TR分別比CK高0.7 ℃、0.4 ℃和0.9 ℃,3個(gè)生草處理間差異不顯著,TR顯著高于CK;地面30 cm處空氣溫度:DG、VR和TR分別比對(duì)照高1.1 ℃、0.3 ℃和1.0 ℃,DG和TR顯著高于CK。說(shuō)明,果園生草均可提高冬季果園溫度,種植鴨茅、光葉紫花苕和白三葉對(duì)冬季果園同一高度溫度的影響有一定差異。

圖2 果園生草不同處理冬季果園的溫度

2.3 果實(shí)產(chǎn)量

從圖3看出,不同生草處理的單果重和單株產(chǎn)量均高于CK,且各處理間差異均不顯著。與CK相比,DG、VR和TR的單果重分別重12.31%、12.91%和14.01%,單株產(chǎn)量分別高3.39%、8.70%和5.82%。

2.4 果實(shí)品質(zhì)

由表2可知,果形指數(shù):DG、VR和TR分別較CK低9.11%、0.51%和1.87%,其中,DG顯著低于CK,VR和TR與CK間差異不顯著?？墒陈?DG、VR和TR分別較CK高0.37、1.74和1.48百分點(diǎn),各處理間差異均不顯著,以VR最高?？扇苄怨绦挝锖?DG、VR和TR分別較CK高0.74,0.94和0.41百分點(diǎn),DG和VR與CK間差異均達(dá)顯著水平,以VR最高。果實(shí)可溶性總糖含量:DG、VR和TR分別較CK高56.70%、81.37%和55.64%,差異均達(dá)顯著水平,以VR最高。可滴定酸含量:DG、VR和TR處理較CK分別低49.33%、14.91%和13.58%,DG含量顯著低于其他處理,VR和TR與CK間差異不顯著。維生素C含量:DG、VR和TR分別較CK高50.75%、83.87%和75.89%,差異均達(dá)顯著水平,以VR最高。

表2 果園生草不同處理的果實(shí)品質(zhì)

3 討論

鴨茅與白三葉為多年生牧草,一次種植后能在果園中生長(zhǎng)多年,光葉紫花苕雖為一年生或越年生牧草,但可利用其硬籽特性,每年均可在果園中自生,種植3年后果園覆蓋度達(dá)90%[16],具有良好的果園覆蓋作用。在選擇牧草是否適合套種特定果園的時(shí)候,需要比較研究果園生草后草產(chǎn)量、果實(shí)產(chǎn)量以及果實(shí)品質(zhì)等指標(biāo)的變化[17]。試驗(yàn)結(jié)果表明,鴨茅、光葉紫花苕和白三葉都能在果園獲得較高的產(chǎn)量,說(shuō)明這3種牧草在當(dāng)?shù)毓麍@適應(yīng)性良好。

果園生草實(shí)施后,利用牧草生長(zhǎng)對(duì)果園地表形成生草覆蓋,避免果園土壤直接裸露,表層土壤和近地面空間的光、熱等生態(tài)因子也相應(yīng)隨之改變[18]。果園生草在高溫季節(jié)能起到阻止土壤溫度迅速上升的作用,而在低溫季節(jié),也能起到減緩?fù)寥罒崃垦杆偕⑹У淖饔肹19-21]。焦?jié)櫚驳萚22]研究表明,生草在高溫季節(jié)能抑制果園地溫大幅上升,而在低溫季節(jié)則對(duì)果園具有保溫效應(yīng);高啟明等[23]研究表明,果園生草能調(diào)節(jié)果園近地層空氣溫度;陳久紅等[13]研究表明,生草對(duì)梨園不同土層溫度具有調(diào)節(jié)作用,在夏季具有降溫效應(yīng),在溫度較低的季節(jié)具有增溫效應(yīng)。本研究表明,相較于清耕,3種生草處理對(duì)果園土壤、地面和近地面空氣溫度有顯著的調(diào)節(jié)作用,各處理間無(wú)明顯差異,這與前人研究結(jié)果一致。

王永恒[15]研究表明,果園生草能增加貴州山地金秋梨園果實(shí)重量,提高果實(shí)可溶性固形物含量,改善果實(shí)品質(zhì),提高果樹產(chǎn)量;郭曉睿等[7]通過(guò)文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn),果園生草能增加果實(shí)單果重,提高果園產(chǎn)量。本研究表明,3種生草處理均可增加金秋梨的單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量,各處理間無(wú)明顯差異。

果園生草可以增加果實(shí)可溶性固形物、總糖和維生素C含量,降低可滴定酸含量[14,24-25]。本試驗(yàn)也取得了一致的研究結(jié)果,套種鴨茅、光葉紫花苕和白三葉,果實(shí)中的可溶性固形物含量比清耕分別高0.74、0.94和0.41百分點(diǎn),可溶性總糖分別高56.70%、81.37%和55.64%,維生素C分別高50.75%、83.87%和75.89%,可滴定酸分別降低49.33%、14.91%和13.58%。果園生草能夠改變果園小生態(tài)環(huán)境,調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)和微生物結(jié)構(gòu)[19],有利于土壤團(tuán)聚體形成,降低土壤容重,提高土壤通透性,促進(jìn)根系生長(zhǎng),更有效地促進(jìn)根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的吸收,促進(jìn)葉片光合作用,進(jìn)而促進(jìn)果園果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[26-28]。

4 結(jié)論

貴州山地金秋梨園套種鴨茅、光葉紫花苕和白三葉3種牧草中鴨茅產(chǎn)量最高,白三葉干物質(zhì)量最高。生草對(duì)果園夏季有降溫作用,冬季有保溫作用,夏季果園表層土壤溫度降低1.1～1.8 ℃,地表溫度降低4.7～4.8 ℃,底層空氣溫度降低4.3～5.5 ℃;冬季果園表層土壤溫度增加0.5～1.0 ℃,地表溫度增加0.5～1.0 ℃,底層空氣溫度增加0.3～1.2 ℃。果園生草可增加果實(shí)單果重、提高梨樹單株產(chǎn)量,降低果實(shí)的果形指數(shù)和可滴定酸含量,增加果實(shí)可食率,提高果實(shí)中可溶性固形物、可溶性總糖和維生素C的含量。果園生草對(duì)果園內(nèi)溫度具有調(diào)節(jié)作用,有效促進(jìn)果樹增產(chǎn),提升果實(shí)品質(zhì)。果園套種光葉紫花苕的果實(shí)產(chǎn)量最高,品質(zhì)較優(yōu)。