1、本文于 2012 01 09 收到 ， 2012 01 30 收到修改稿 。* 北京市科技计划项目 ( Z090605006009010) 。韩振海为通讯作者 ， 电话 : ( 010) 62732467试试试试试试试试试试试试 验验验验验验验验验验验验 研研研研研研研研研研研研 究究究究究究究究究究究究北京郊区苹果园生草栽培适宜草种的筛选与评价*邱昌朋 ， 王 忆 ， 张新忠 ， 韩振海( 中国农业大学园艺植物研究所 ， 北京 100193)摘 要 分析了北京市郊区苹果园生草栽培间作 12 个草种的出苗率 、密度及越冬返青等指标 ，筛选出该区域苹果园生草栽培适宜的草种 ; 对适宜草种间作苹果
2、园土壤容重 、土壤 pH 值 、土壤温湿度 、土壤速效氮等指标进行了评价 。结果表明 ， 苹果园间作高羊茅和紫花苜蓿可降低土壤容重 、土壤温度和土壤 pH 值 ， 提高土壤速效氮含量 。综合分析认为 ， 高羊茅可作为北京市郊区苹果园生草栽培的草种 。关键词 苹果园 生草 草种 高羊茅 紫花苜蓿 自然生草 覆盖 清耕生草栽培是苹果生产可持续发展的耕作方法之一 ， 具有良好的生态效益及经济效益 。我国地域辽阔 ， 苹果不同区域生态条件相差较大 ， 不同地区生草栽培的适宜草种不同 。渭北旱地苹果园种植白三叶草在小气候综合效应方面优于多年生黑麦草 1。在陕西省洛川县和长武县的苹果园生草试验中发现 ，
3、三叶草对富士苹果园土壤具有保水作用 2。尽管在洛川县苹果园另一项试验中 ， 黑麦草比白三叶草能更好地改善土壤贮水力 3， 但仍然认为渭北旱塬乃至兰州苹果园生草首选草种为白三叶草 4 5。北京地区果园采取冬季覆盖越冬防护措施的条件下 ， 种植白三叶草 、鸭茅能够降低地温 ， 保持土壤水分 ， 增加土壤营养 6。本研究分析了北京市郊区苹果园间作 12个草种的出苗率 、密度以及越冬返青情况等指标 ， 筛选出该区域苹果园生草栽培的适宜草种高羊茅 、紫花苜蓿 。对高羊茅 、紫花苜蓿生草栽培 2 年苹果园的土壤容重 、土壤 pH 值 、土壤温度 、土壤含水量 、土壤速效氮等指标进行了效果评价 ， 以期为北
4、京市郊区苹果园生草栽培提供参考 。1 材料与方法1. 1 试验材料与设计试验区位于北京市昌平区阳坊镇中国农业大学果树试验站苹果园 ， 树龄 3 年生 ， 栽植行株距 5 m 3 m， 土质为褐土 ， 有灌溉条件 。选择 12 个草种进行筛选试验 ， 草种名见表 1。采用随机区组试验设计 ， 小区面积为 4 500m2， 3 次重复 ， 以自然生草为对照 ， 分别调查各供试草种的出苗率 、密度 、越冬返青等情况 ， 从中筛选最优草种 。2010 年 5 月 24 日机械播种 ， 行距 18 cm， 各草种播种量见表 1，播种后旋喷灌溉 。秋末果树株间穴施农家肥 ，每 667 m2施 2 m3。所
5、有草种采用草坪割草机( Husqvarna 350) 修剪 ， 草高维持在 20 cm 左右 。1. 2 测定项目与方法( 1) 出苗率 出苗率为播种后 10 天的每81中国果树 China Fruits 2012 ( 2) 2012 年 3 月表 1 苹果园生草草种及其播种量种名 品种名播种量( kg/hm2)高羊茅 ( Festuca elata Keng ex E. Alexeev) Showtime 255黑麦草 ( Lolium perenne Linn. ) Neruda 1 255苇状羊茅 ( Festuca arundinacea Schreb. ) Fawn 255早熟禾 (
6、 Poa annua Linn. ) Euromyth 105高丹草 ( Sorghum sudanense Stapf. ) Future 300无芒雀麦 ( Bromus inermis Leyss. ) 255披碱草 ( Elymus dahuricus Turcz. ) 255紫花苜蓿 ( Medicago sativa Linn. ) 150草木犀 ( Melilotus officinalis ( Linn. ) Pall. ) 150红豆草 ( Onobrychis viciifolia Scop. ) 150沙打旺 ( Astragalus adsurgens Pall. )
7、150白三叶 ( Trifolium repens Linn. ) Milkanova 105平方米出苗数除以每平方米播种种子粒数 。随机取 3 个样点 ， 每个样点 1 m2， 计数幼苗株数 ， 计算平均出苗率 。( 2) 出苗时间 从播种到该草种出苗占出苗总量的 70%所需的天数 。( 3) 密度 播种后 40 天调查单位面积草的株数 。每小区随机取 3 个样点 ， 每个样点 1m2， 计数草的株数 ， 取平均值 。( 4) 返青密度 2011 年 4 月下旬调查单位面积草的株数 。每小区随机取 3 个样点 ， 每个样点 1 m2， 计数草的株数 ， 取平均值 。对于试验筛选的适宜草种 ，
8、 以清耕 、覆盖稻壳和自然生草为对照 ， 分别评价生草对苹果园土壤容重 、土壤 pH 值 、土壤含水量 、土壤温度 、土壤速效氮等指标的影响 。( 5) 土壤容重 分别于 2010 年 5 月 17日 、11 月 17 日和 2011 年 11 月 17 日在各小区内随机取 3 个样点 ， 挖土壤剖面 ， 在 0 10cm 和 10 20 cm 用环刀和铝盒均匀取样 ， 采用烘干法测定土壤容重 7。( 6) 土壤养分 分别于 2010 年 5 月 17日 、11 月 17 日和 2011 年 11 月 17 日在各小区内随机取 3 个样点 ， 用土钻取 0 20、20 40、40 60 cm
9、土层的土样 ， 供测土样先经自然阴干 ， 然后粉碎过 200 目筛 ， 放置于自封袋待测 。土壤养分采用浙江托普仪器公司的 TPY6PC 土壤养分测定仪进行测定 。土样 pH 值用美国 Beckman 公司生产的 pH 计 ( 型号 :340PH/Temp Meter) 进行测定 。( 7) 土壤水分和土壤温度 采用浙江托普仪器公司的土壤水分温度测定仪 ( 型号 :TZS 5X) 对地块进行测定 ， 土壤温度 、土壤湿度传感器埋于相应处理地表下方 20 cm 处 ，每小时记录 1 次数据 。2 结果与分析2. 1 草种出苗率等的比较供试的 12 种草播种后 7 天 ， 紫花苜蓿 、高羊茅 、高
10、丹草和披碱草出苗率均在 80% 以上 。早熟禾 、沙打旺 、草木犀 、黑麦草出苗率在 45%以下 ( 表 2) 。12 种草出苗时间为播后第 8 14 天 。高丹草 、披碱草 、高羊茅 、紫花苜蓿在播后 9 天内出苗 ， 黑麦草 、苇状羊茅 、无芒雀麦 、草木犀 、白三叶 、红豆草在播后 11 12 天出苗 ，早熟禾 、沙打旺出苗较晚 ( 表 2) 。供试的 12 种草密度明显不同 ， 每平方米0. 67 1 970. 33 株 。高羊茅每平方米密度为1 970. 33 株 ， 表现出明显优势 ， 超过苹果园常见杂草稗草的还有紫花苜蓿和黑麦草 ; 高丹草 、无芒雀麦 、白三叶 、草木犀 、披碱
11、草 、红豆草 、早熟禾 、苇状羊茅密度较低 ， 每平方米0. 67 180. 67 株 ( 表 2) 。供试的 12 种草返青密度草种间差别明显 ，变异幅度在每平方米 0. 33 1 627. 33 株 。高羊茅每平方米返青密度为 1 627. 33 株 ; 紫花苜蓿 、无芒雀麦 、苇状羊茅 、沙打旺 、草木犀返青良好 ， 每平方米返青 密度为 367. 67 727. 67 株 ; 红豆草 、白三叶 、早熟禾 、披碱草 、黑麦草返青差 ; 高丹草是 1 年生草种 ( 表 2) 。91中国果树 China Fruits 2012 ( 2) 2012 年 3 月表 2 12 种草种的出苗情况草种
12、出苗率( %)出苗时间( 天 )密度( 株 /m2)返青密度( 株 /m2)紫花苜蓿 80 9 710. 33 727. 67高羊茅 80 9 1 970. 33 1 627. 33沙打旺 45 13 250. 33 420. 67无芒雀麦 66 11 170. 33 540. 67高丹草 84 8 180. 67 0. 67早熟禾 30 14 0. 67 0. 33披碱草 85 8 56. 67 0. 33草木犀 42 12 90. 67 367. 67红豆草 61 11 12. 00 93. 33苇状羊茅 49 12 0. 67 527. 33白三叶 62 11 103. 00 27. 3
13、3黑麦草 40 12 520. 67 0. 67自然杂草 ( 稗草 ) 330. 332. 2 生草对苹果园土壤的影响2. 2. 1 生草对土壤容重的影响不同草种 、不同耕作方式对苹果园土壤容重影响不同 。与 2010 年 5 月测定的苹果园土壤容重值比较 ， 种植紫花苜蓿 、高羊茅 0 20cm 土层土壤容重均降低 ， 总的说来 ， 种植紫花苜蓿 0 20 cm 土层土壤容重较种植高羊茅降低幅度大 ; 其中 ， 种植紫花苜蓿 、高羊茅均表现 10 20 cm 降低幅度较 0 10 cm 大 ，2011 年与 2010 年趋势一致 。覆盖稻壳和自然生草 2010 年 0 20 cm 土层土壤容
14、重均升高 ，除覆盖稻壳 10 20 cm 土层土壤容重升高幅度较小外 ， 其余升高幅度均较大 ; 2011 年 0 20cm 土层土壤容重均降低 ， 但降低幅度均较小 。清耕 0 10 cm 土层土壤容重降低 ， 2011 年降低幅度较小 ; 10 20 cm 土层土壤容重明显升高 ， 2011 年与 2010 年趋势一致 ( 表 3) 。2. 2. 2 生草对土壤 pH 值的影响不同草种 、不同耕作方式对苹果园土壤pH 值影响不同 。供试苹果园土壤 pH 值偏碱性 ， 均在 8. 0 以上 。与对照清耕相比 ， 种植高羊茅 0 60 cm 土层土壤 pH 值降低 ， 2010 年20 40、
15、40 60 cm 土层土壤 pH 值降低幅度与相应对照清耕差异不显著 ， 2010 年 0 20 cm表 3 生草苹果园土壤容重变化率年份土层( cm)土壤容重变化率 ( %)紫花苜蓿高羊茅覆盖稻壳自然生草清耕( 对照 )2010 0 10 7 5 12*11*810 20 14123*13 142011 0 10 8*9*2 2 110 20 12101*3*8注 : 表中数据为 2010 年 11 月和 2011 年 11 月容重测定值均与 2010 年 5 月容重初始值比较增减的百分比 。* 表示在同一行与清耕相比达到差异显著 ( P 0. 05) 。表示在同一行与清耕相比达到差异极显著
16、 ( P 0. 01) ， 下表同 。和 2011 年 0 20、20 40、40 60 cm 土层土壤 pH 值降低幅度均显著高于相应对照清耕 。种植紫花苜蓿 0 60 cm 土层的土壤 pH 值降低 ， 2010 年 20 40、40 60 cm 和 2011 年 020 cm 土层土壤 pH 值降低幅度与相应对照清耕差异不显著 ， 2010 年 0 20 cm 和 2011 年20 40、40 60 cm 土层土壤 pH 值降低幅度均显著高于相应对照清耕 。覆盖稻壳 2010 年和 2011 年 0 60 cm 土层的土壤 pH 值与相应对照清耕差异均不显著 。自然生草 2010 年和2
17、011 年 0 60 cm 土层的土壤 pH 值与相应对照清耕差异均不显著 。清耕 2010 年和 2011 年 0 60 cm 土层土壤 pH 值在 8. 41 8. 56 ( 表 4) 。表 4 生草苹果园土壤 pH 值年份土层( cm)土壤 pH 值紫花苜蓿高羊茅覆盖稻壳自然生草清耕( 对照 )2010 0 20 8. 29*8. 26*8. 37 8. 48 8. 4120 40 8. 41 8. 42 8. 47 8. 45 8. 4540 60 8. 46 8. 44 8. 51 8. 48 8. 492011 0 20 8. 40 8. 30*8. 38 8. 38 8. 422
18、0 40 8. 42*8. 35*8. 51 8. 51 8. 5140 60 8. 34*8. 24*8. 50 8. 49 8. 562. 2. 3 生草对土壤温度和土壤含水量的影响与对照清耕相比 ， 种植紫花苜蓿 、高羊茅 、覆盖稻壳和自然生草苹果园 7 月地温均较低 ， 降 低 幅 度 分 别 为 1. 34、1. 11、1. 63、02中国果树 China Fruits 2012 ( 2) 2012 年 3 月1. 02 。种植紫花苜蓿 、高羊茅和覆盖稻壳苹果园 11 月土壤温度均高于清耕 ， 提高幅度分别为 1. 61、1. 33、3. 23 ， 其中覆盖稻壳对土壤温度上升影响较大
19、 。苹果园种植紫花苜蓿 、高羊茅 、覆盖稻壳 、自然生草土壤温度全年变化比对照清耕小 ( 表 5) 。种植紫花苜蓿 、高羊茅 、覆盖稻壳和自然生草苹果园 5、9、10 月土壤含水量显著高于对照清耕 ， 5 月 分 别 高 4. 64、3. 55、6. 89、5. 28 百分点 ， 9 月分别高 4. 77、3. 56、5. 42、4. 29 百 分 点 ， 10 月 分 别 高 4. 47、3. 47、4. 95、3. 36 百分点 ， 但 6、7、8、11 月各处理苹果园土壤含水量与对照清耕无显著差异( 表 5) 。表 5 生草苹果园土壤温度及土壤含水量月份土壤温度 ( ) 土壤含水量 (
20、%)紫花苜蓿 高羊茅 覆盖稻壳 自然生草 清耕 ( 对照 ) 紫花苜蓿 高羊茅 覆盖稻壳 自然生草 清耕 ( 对照 )5 19. 51 21. 03 21. 46 20. 44 19. 44 26. 72*25. 63*28. 97*27. 36*22. 086 22. 64 22. 81 23. 98 23. 26 24. 36 32. 27 27. 57 30. 56 31. 55 26. 427 25. 64*25. 87*25. 35*25. 96*26. 98 33. 30 31. 04 31. 43 34. 37 29. 938 24. 65 24. 92 25. 52 25. 1
21、3 25. 74 32. 59 30. 48 31. 82 32. 86 28. 499 18. 93 18. 83 19. 45 19. 17 18. 60 30. 51*29. 30*31. 16*30. 03*25. 7410 13. 43 12. 98 14. 32 13. 12 12. 53 29. 95*28. 95*30. 43*28. 84*25. 4811 7. 73*7. 67*9. 576. 34 6. 12 29. 73 28. 70 30. 97 29. 66 26. 90平均 18. 93 19. 16 19. 95 19. 06 19. 11 30. 72 28.
22、 81 30. 76 30. 67 26. 432. 2. 4 生草对土壤速效氮含量的影响种植紫花苜蓿 、高羊茅和自然生草均能提高 0 20 cm 土层土壤速效氮含量 ， 2010 年分别比对照清耕提高 1. 37、0. 85、1. 21 mg/kg，2011 年分别比对照清耕提高 4. 13、2. 83、2. 00 mg/kg ( 表 6) 。各处理 20 40、40 60cm 土层的土壤速效氮含量与对照清耕差异不大 。表 6 生草苹果园土壤速效氮含量年份土层( cm)土壤速效氮含量 ( mg/kg)紫花苜蓿高羊茅覆盖稻壳自然生草清耕( 对照 )2010 0 20 7. 96*7. 44*5
23、. 80 7. 80*6. 592011 0 20 10. 91*9. 61*7. 43 8. 78*6. 783 讨论与小结草种出苗时间的长短和出苗率的高低反映出该草种与杂草的竞争潜力大小 ， 出苗时间短 、出苗率高的草种与杂草竞争力强 。密度反映草种的生长速度及分蘖能力 ， 生长速度快 、分蘖能力强的草密度高 ， 地表覆盖性状好 ， 与杂草的竞争力强 。返青密度是次年返青后草种的生长密度 ， 反映草种的越冬性 ， 越冬性差的草种不适宜用作果园生草 。紫花苜蓿 、高羊茅 、高丹草和披碱草在出苗率和出苗时间方面表现优异 。高丹草仅为 1 年生草种 ， 而披碱草和黑麦草基本都难以越冬 。所以在北
24、京褐土苹果园全年生长及越冬后第 2 年均表现优异的为高羊茅和紫花苜蓿 。由于生草根系分泌物 、根系腐烂以及微生物的作用 ， 土壤理化特性会发生一定的变化 8。与清耕相比 ， 在北京褐土苹果园种植高羊茅和紫花苜蓿土壤 pH 值分别降低 0. 21、0. 32。在江苏省丰县 15 年生富士苹果园进行行间种植白三叶草发现 ， 连续生草 2 年能使该苹果园土壤 pH 值降低 0. 4 个单位 9。内蒙古6 年生苜蓿地较 1 年生苜蓿地土壤 pH 值平均下降了 0. 13 10。本研究表明 ， 在北京褐土苹果园种植紫花12中国果树 China Fruits 2012 ( 2) 2012 年 3 月苜蓿
25、、高羊茅 、覆盖稻壳和自然生草土壤温度全年变化均较清耕小 。在南京丰水梨园连续 4年种植高羊茅早春时提高地温 2 ， 在夏季可降低地温 3 4 ， 因此生草或覆盖果园地表温度的变化幅度小 ， 早春土温上升缓慢 ， 从而根系开始活动迟 ， 可使果树避过晚霜危害 ， 夏季可避免表层根系因土壤温度过高而老化甚至死亡 11。甘肃省白银市林场连续 3 年种植白三叶草 ， 与清耕相比 ， 生草能够在 7 月和 8 月降低地表下 5 cm 处地温 4. 6 5。与清耕相比 ， 种植紫花苜蓿和高羊茅土壤容重降低 。内蒙古大学农场种植紫花苜蓿的土壤容重随着生长年限的增加而减小 8。渭北旱地苹果园种植白三叶草 ，
26、 随着生草年限的增加 ， 苹果园生草区 0 60 cm 土层土壤容重降低 ， 总孔隙度增加 12。本研究表明 ， 北京褐土苹果园种植高羊茅和紫花苜蓿与清耕相比土壤速效氮含量提高 。北京京州园艺场进行苹果园间种鸭茅和白三叶草 ， 20 30 cm 土壤速效氮含量增加了 26. 88mg/kg 13。内蒙古大学农场种植紫花苜蓿对土壤的改善效果随着时间的延长逐渐提高 10。本研究种植高羊茅和紫花苜蓿 ， 在 20 40、40 60 cm 土层中土壤速效氮含量影响不明显 ， 可能与生草年限较短有关 。渭北旱地苹果园种植白三叶草 ， 从草被的培育到稳定群落建成一般要 2 3 年时间 12。在北京市褐土苹
27、果园 ， 紫花苜蓿的密度 、返青密度均较高羊茅稍差 。紫花苜蓿的根系深 ，长年种植的紫花苜蓿根系所处的生态位与苹果树根系的生态位极为相近 14 16， 与果树存在严重的水分竞争问题 。而高羊茅根系分布浅 ， 与苹果的吸收根分布相比 ， 二者根系分布土层不同 ， 可避免和减轻二者水分需求的矛盾 。另外 ，紫花苜蓿能为多种果树害虫提供良好的栖息繁殖场所 ， 易造成害虫大面积发生危害 17。经综合分析 ， 本研究供试的 12 种草中 ，高羊茅 ( 品种 : Showtime) 可以作为北京市郊区苹果园生草的最佳草种 。参考文献1 李会科 ， 梅立新 ， 高 华 . 黄土高原旱地苹果园生草对果园小气候
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