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实行果园生草制度的背景及生理生态意义

发布时间:2017-06-19点击量:34

1.生草制度的背景

(1)果园土壤环境恶化

        长期的清耕为主、偏施化肥的土壤管理制度导致我国苹果园土壤迅速恶化,土壤结构劣质化,pH值迅速下降,土壤微生物群落失调,养分失衡,生理障碍大范围发生。

(2)栽培技术效果打折

        栽培技术的实施效果下降,一定程度上为恶化了的生产条件所抵消。如肥料、水分利用率降低,植株营养水平低导致成花质量差,果实发育不良,品质性状不典型。

(3)果园综合生产能力下降

        树体亚健康,经济寿命明显缩短,产量不稳定,果实品质下降,耐贮性下降,粗皮病、钙失调等生理障碍频发,部分产区甚至常态化。

        而实行生草制是解决上述问题的根本出路。

        生草制的着眼点是“保持土壤结构、促进土壤发育,维持果园系统的生物多样性”。在我国现有农业生产条件下,难有充足的有机肥源投入到果园生产。目前,我国苹果园面积3000余万亩,要保持果园土壤有机质持续稳定(至少不下降),每年需要施入优质土杂肥共计15000万m3,需要存栏3000万头猪(按存栏1头育肥猪,每年可以产生优质肥5m3),才能满足全国苹果园有机肥的需要。因此,依靠传统的有机肥供应体系来满足全国苹果园土壤的可持续利用,存在重大困难。生草制成为我们必须选择的一条路。国际上果品生产较发达的国家几乎无一例外的实行果园生草。

        而且,近年来随着我国社会经济的发展,农村劳动力大量向城镇流动,导致农业生产从业人员老龄化,素质相对较低,生产效率低下,劳动力成本大幅度增加,传统上不是果园主要工作的除草也成为了生产成本的重要组成,因此,生草制度建立也有助于大幅度降低除草成本。

2.生草制度的生理生态学意义

        以生草制为代表的现代果园土壤管理制度,着眼于提高果园土壤稳定性、减少人工扰动、增加果园系统生物多样性,也减少传统管理技术体系下人工除草的用工。综合前人研究结果,生草制具有如下几个方面的作用:

        (1)增加土壤有机质含量,提高土壤缓冲性能:传统上人们可能会认为生草制提高土壤生产性能主要是通过草腐烂后提供养分,而实际上,土壤有机质对土壤生产能力的作用主要是提高了土壤系统的缓冲性能,养分的增加在其次。缓冲能力增强后,就不会因为短时期的水肥丰缺而导致植株生长发育出现障碍。

        (2)改善土壤结构,增加水稳性团粒数量:常年生草后,大量草根与地上部枝叶凋落物进入土壤系统,经过微生物的作用,形成各级团粒,尤其对水稳性大团粒的增加具有显著作用,从而对土壤结构的优良发育具有显著促进作用。

        (3)提高土壤养分的生物有效性:生草后果园土壤中生物因子活跃,生物因子组成丰富而优化,土壤养分循环、转化及机动性存储都得到优化,从而大幅度提高养分的生物有效性。典型的例子是土壤中难溶性的磷、钙等元素,经过土壤生物因子的综合作用,由生物有效性低的矿物态进入生物系统,有效性大幅度增加。

        (4)稳定土壤环境温度:温度是环境中变化最快的因子之一,温度的变化可以在多方面影响果树的生理生化过程。生草制度建立后,良好的草被具有很强的调节能力,可以有效降低果园土壤系统温度变化的日较差和年较差。同时,大量草群落的存在,可以通过蒸腾作用有效降低地上环境温度,从而在夏季高温时段减轻植株遭受高温逆境的程度,对于维持植株高的光合水平具有重要意义。该方面本团队前期的研究已经得出了结果。

        (5)稳定土壤水分条件:生草后果园系统水分散失主要通过植株和草的蒸腾过程,有效防止了水分的地面蒸发散失。良好的草被还有效减少径流、拦蓄降雪,从而可以最大限度提高果园系统对自然降水的截获能力。这一点在我国北方灌溉条件不理想的果园、盐碱地果园具有重要意义。

        (6)增加土壤微生物数量:大量研究表明,生草制果园土壤中微生物多样性显著增加,各类微生物种群数量丰富度指数增加、种群结构协调,不会出现异常的优势种群。多样性指数高的微生物群落对于土壤生物环境的稳定及维持高的土壤生产性能具有重要意义。

        (7)增加土壤原生动物数量:与传统的清耕制果园相比,生草后果园土壤中蚯蚓、蠕虫等原生动物数量大幅度增加,这对于促进土壤有机物转化、形成具有稳定结构的大团粒具有重要意义。

        (8)增加果园天敌数量:生草制果园为各类昆虫提供了优良而稳定的栖息环境,天敌数量大幅度增加,如捕食螨、步甲、蓟马、草蛉、瓢虫、蜘蛛、螳螂、黄蜂、食蚜蝇、蜻蜓、豆娘等在生草完善的果园经常可以观察到。天敌种类和数量的大幅度增加,对于控制果园害虫具有重要意义,实践证明,良好生草后,果园用于防治害虫的农药用量可以降低90%以上。

        (9)省去除草用工:毋庸置疑,一年4-6次的机械刈割用工量要远远低于传统的人工除草用工。

        所有上述的作用,都归结于促进树体生长发育。

(吕德国,秦嗣军,杜国栋   沈阳农业大学园艺学院/国家现代苹果产业技术体系土壤与营养研究室)