南疆蘋果園間作綠肥品種篩選

王林娜，張朝陽，王棟，席琳喬*

(1.吐魯番職業技術學院，新疆 吐魯番 83800； 2.塔里木大學動物科學學院 新疆生產建設兵團 塔里木畜牧科技重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300)

隨著新疆林果業的快速、規模化發展，截至2017年底新疆特色林果業數據統計，林果總面積達274.65萬hm2，果品產量超過2251.83萬t[1]，其中環塔里木盆地周邊林果區面積和產量占全疆的75%以上，形成了以紅棗、核桃、蘋果等為主的特色林果業[2]。南疆林果業在成園初期，間種小麥、棉花等農作物，隨果樹郁閉度逐漸增加，農作物減產明顯而逐漸退出，近年來由于林果業低迷、南疆飼草料缺乏，人們開始建立果-草套種復合種植模式，提高果園綜合經濟效益，種植的飼草品種有蘇丹草、苜蓿、飼用甜菜、草木樨、飼用油菜、高羊茅、鴨茅、黑麥草等，但很少作為綠肥使用，塔里木盆地土壤類型以棕色荒漠土為主，有機質較低，嚴重制約林果業的發展。

果園種植綠肥植物已廣泛應用在土壤管理中，綠肥粉碎翻壓可改善果園生態環境[3]，包括提高土壤有機質、改善土壤結構、增加土壤全氮含量[4]、降低病蟲害的發生率、改善果園小氣候、促進樹體生長發育[5]、改善果實著色和品質[6]。因此，因地制宜種植果園綠肥，實現用地與養地相結合，可促進南疆特色林果業的健康持續發展。研究擬篩選出適宜南疆蘋果園種植的高產、優質的綠肥品種，為綠肥植物的林下種植提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在新疆阿拉爾市13團2連主干型蘋果園進行。蘋果樹齡3年，株行距1.5 m×4 m，灌溉方式為春秋季漫灌和生長期滴灌。試驗點綠肥播種前取行間0～60 cm土壤進行理化性質分析，各養分含量結果顯示為，蘋果園土壤有機質3.39%，全氮0.76%，堿解氮14.20 mg·kg-1，pH值8.58，總鹽1.55 mg·g-1，速磷14.90 mg·kg-1，速鉀150.17 mg·kg-1。

供試綠肥品種為白芥(Semensinapis)、一年生黑麥草(Loliummultiforum)、毛苕子(Viciavilosa)、燕麥(AvenasativaL.)、芥菜BWFB(Brassicajuncea)、肥田蘿卜(RaphanussativusL.)、芥菜SGBW(Brassicajuncea)和TG-8(R.sativusL.)均為克勞沃(北京)生態科技有限公司提供，另設自然生草蒙山萵苣(SonchusoleraceusL.)為對照。

1.2 方法

1.2.1 播種

果林行間不單獨進行施肥，2017年4月1日播種，不同品種隨機區組排列，重復3次，行距為15 cm，小區面積4 m×10 m。自然生草優勢植物種類為蒙山萵苣。

1.2.2 測定項目及方法

產草量。采用取樣測產法測定，2017年6月21日測產并碎草還田，刈割1 m×1m的地上植物量，共重復5次進行，刈割后立即稱重為鮮草產量，切碎混合后取樣500 g，水分測定為溫度65 ℃，烘箱中烘24 h，并恒重。

養分測定。植株樣品用H2SO4-H2O2進行消煮，全氮含量用蒸餾法測定，全磷含量用釩鉬黃比色法測定，全鉀含量用火焰光度法測定，鈣和鎂采用原子吸收分光光度計測定波長分別為422.7和285.2 nm。

1.3 數據分析

采用Excel 2010、SPSS 11.0進行數據整理，多重比較采用新復極差法進行檢驗，綜合模型建立灰色關聯分析。

2 結果與分析

2.1 干草產量

由圖1可知，干草產量依次為肥田蘿卜>TG-8>芥菜SGBW>燕麥>自然生草>毛苕子>白芥>芥菜BWFB>一年生黑麥草，最高干草產量達到756.10 kg。因此，肥田蘿卜、TG-8、芥菜SGBW和燕麥是蘋果林下有機物積累能力較強的植物，其次為毛苕子和白芥，而芥菜BWFB和一年生黑麥草的有機物積累能力較小。

圖1 9種綠肥品種干草產量

2.2 養分含量

由表1可知，毛苕子氮含量最高達到0.30%，一年生黑麥草、燕麥和蒙山萵苣含量較低。肥田蘿卜的磷、鈣和鎂含量最高，分別為0.54%，2.57%和0.76%。燕麥的鉀含量最高達0.62%，其次為毛苕子和肥田蘿卜。

表1 不同綠肥地上部分植株養分含量

2.3 養分富集

由表2可知，TG-8對氮的吸收能力最強，肥田蘿卜對磷、鈣、鎂的活化能力最強，燕麥對鉀的活化能力最強。肥田蘿卜對養分總體活化能力最強，顯著高于其他綠肥；其次為TG-8和芥菜SGBW，顯著高于除肥田蘿卜外的其他綠肥。

表2 不同綠肥地上部分植株養分富集能力

2.4 灰色關聯分析

測定9種林下間作牧草的干草產量、地上植株的N、K、P、Ca、Mg含量與地上植株N、K、P、Ca、Mg的富集能力結果，以此作為綜合評價9個牧草品種優劣的指標。根據生產實際需求，以上測定值越大，說明牧草的生產性能和各項指標越好[7]。

選擇每個指標的最優值構成參考序列X0(k)(表3)，林下間作牧草9個品種為比較序列Xi(k)，i為參試品種數，k=1，2，3，…，9。采用均值法對試驗數據進行無量綱化處理，并計算絕對差值，得到min∣X0(k)-Xi(k)∣=0，max∣X0(k)-Xi(k)∣=2.079 3。

表3 9個牧草品種各性狀值

關聯系數：

(1)

(2)

(3)

通過公式(1)(2)，分別計算9個牧草品種與參考序列的各性狀關聯系數，用灰色關聯分析法[8]計算權重：ω1=0.091 0，ω2=0.082 7，ω3=0.117 3，ω4=0.081 0，ω5=0.086 2，ω6=0.073 1，ω7=0.067 4，ω8=0.082 1，ω9=0.062 8，ω10=0.074 5，ω11=0.059 9，ω12=0.055 6，ω13=0.066 5。指標權重順序為碳含量>干草產量>鉀含量>氮含量>氮富集能力>磷含量>鉀富集能力>鎂含量>鈣含量>養分富集總量>磷富集能力>鎂富集能力>鈣富集能力。

通過公式(2)計算加權關聯度，根據權重建立綜合評價模型：Zk=0.091 0ξ1+0.082 7ξ2+0.117 3ξ3+0.081 0ξ4+0.086 2ξ5+0.073 1ξ6+0.067 4ξ7+0.082 1ξ8+0.062 8ξ9+0.074 5ξ10+0.059 9ξ11+0.056 6ξ12+0.066 5ξ13。關聯度的大小可反映參試品種與參考序列的差異，關聯度值越大，表明該品種與參考序列的標準品種越接近，反之越小。由表4可知，肥田蘿卜的關聯值最大，與最優集更接近；其次分別為TG-8和毛苕子，因此，在蘋果園下間作牧草時優先考慮肥田蘿卜。

表4 9個牧草品種的加權關聯度

3 小結與討論

光照對林下綠肥生長發育有一定的影響，隨果園郁閉度的增加，綠肥品種生長發育會受到抑制，且適宜種植的種類越來越少[9]。選擇耐鹽、耐干旱、耐陰、生長速度快等特點的植物，播后2～3個月即可翻壓肥田。核桃園一般選擇耐核桃醌毒性的植物，如甜菜、小麥等。在試驗中也發現，草木樨和燕麥的耐旱和耐鹽堿能力強，油菜耐旱能力較差[10]。在南疆4.5 m×2.0 m紅棗樹下種蘇丹草、草木樨、苜蓿和一年生黑麥草，667 m2干草產量分別可達1 360.68、613.64、586.96和506.92 kg。在阿克蘇地區3.0 m×2.2 m紅棗樹下種谷子、汾綠肥豆、苜蓿、草木樨，667 m2干草產量在737.65～1 020.51 kg。4.5 m×3.0 m核桃的667 m2干草產量可達907.12 kg[6]。在南疆4 m×6 m香梨樹下套種高羊茅、鴨茅、黑麥草，干草產量分別可達366.85、240.12和313.49 kg[11]。本次篩選的667 m2最高的地上植物量可達到756.1 kg，且產量低于蘇丹草和谷子，但生長期較短，宜作綠肥，也能減少田間作業次數和對果樹的影響。

綠肥產量和養分富集是綠肥篩選與評價的重要指標，其中養分富集能力決定化肥的減施量[12]。綠肥種類不同，養分供給能力也存在差異，一般以營養生長期或初花期養分含量較高，翻壓可為土壤提供較多的有機物和養分。據研究報道，北京郊區林下種多年生黑麥草、三葉草、毛葉苕，667 m2可提供的氮磷鉀分別為26.10、11.70和21.70 kg[13]；翻壓田菁作綠肥可使糧食作物化學氮肥減施63.00%，磷肥減施28.00%，鉀肥減施51.00%[14]；獼猴桃園內每667 m2翻壓黑麥草、箭筈豌豆1 000.00 kg，配合復合肥可減量15.00%～45.00%[15]，種植紫云英、毛葉苕子和油菜翻壓后溫室氣體排放量較少，其中種植毛葉苕子有良好的培肥能力、增溫效果較低[16]。本次引種的肥田蘿卜，對鈣的富集能力最強，每667 m2可達19.46 kg，且通過綠肥礦化，能提高土壤鈣含量，通過改善蘋果樹根際鈣離子供應可增加果實中鈣離子含量，降低苦痘病的發生[17]。提高蘋果果實中氮、鈣含量，可減少鈣營養失調，導致蛋白酶鈣失調，從而失去生理活性，造成機能障礙，導致細胞壁壞死，形成苦痘病[18-19]。通過翻耕、修剪、排灌、控制果量，以及噴施黃腐殖酸生態鈣、淄醇鈣、全能鈣等藥劑，可減少苦痘病的發生[20]。通過增加土壤鈣離子含量，水肥耦合效應可提高果實中鈣含量，而形成的健康果實更能迎合消費者需求。由此可見，肥田蘿卜、TG-8和毛苕子適宜在南疆主干型蘋果園種植。