北京郊区苹果园生草栽培适宜草种的筛选与评价

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。在陕西省洛川县和长武县的苹果园生草试验中发现，三叶草对富士苹果园土壤具有保水作用。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，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。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。

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5m×3m，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4500m²，3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18cm，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667m²施2m³。所有草种采用草坪割草机(Husqvama350)修剪，草高维持在20cm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1m²，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1m²，计数草的株数，取平均值。

对于试验筛选的适宜草种，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10～20cm用环刀和铝盒均匀取样，采用烘干法测定土壤容重。

(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、40～60cm土层的土样，供测土样先经自然阴干，然后粉碎过200目筛，放置于白封袋待测。土壤养分采用浙江托普仪器公司的TPY～6PC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/TcmpMeter)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20cm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0.67～1970.33株。高羊茅每平方米密度为1970.33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0.33～1627.33株。高羊茅每平方米返青密度为1627.33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)。

2.2　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0～20cm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10～20cm降低幅度较0～10cm大，2011年与2010年趋势一致。覆盖稻壳和自然生草2010年0～20cm土层土壤容重均升高，除覆盖稻壳10～20cm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0～10cm土层土壤容重降低，2011年降低幅度较小；10～20cm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0～60cm土层土壤pH值降低，2010年20～40、40～60cm土层土壤pH值降低幅度与相应对照清耕差异不显著，2010年0～20cm和2011年0～20、20～40、40～60cm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0～60cm土层的土壤pH值降低，2010年20～40、40～60cm和2011年0～20cm土层土壤pH值降低幅度与相应对照清耕差异不显著，2010年0～20cm和2011年20～40、40～60cm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0～60cm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2011年0～60cm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0～60cm土层土壤pH值在8.41～8.56(表4)。

2.2.3　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、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。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)。

2.2.4　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0～20cm土层土壤速效氮含量，2010年分别比对照清耕提高1.37、0.85、1.21mg/kg，2011年分别比对照清耕提高4.13、2.83、2.00mg/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。

3、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。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。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。

本研究表明，在北京褐土苹果园种植紫花苜蓿、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。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5cm处地温4.6℃。

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。渭北旱地苹果园种植白三叶草，随着生草年限的增加，苹果园生草区0～60cm土层土壤容重降低，总孔隙度增加。

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，20～30cm土壤速效氮含量增加了26.88mg/kg。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。本研究种植高羊茅和紫花苜蓿，在20～40、40～60cm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。

在北京市褐土苹果园，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，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。

经综合分析，本研究供试的12种草中，高羊茅(品种：sh0wtime)可以作为北京市郊区苹果园生草的最佳草种。