離樹間距對間作苜蓿土壤理化性質及產量的影響

孟炎奇 劉永福 萬素梅,2 周婷婷 李燕芳王沛娟 田玉剛 陳國棟,2*

（1塔里木大學植物科學學院，新疆 阿拉爾 843300）

（2中國農業科學院棉花研究所-塔里木大學棉花科學學院，新疆 阿拉爾 843300）

塔里木盆地光照充足，熱量資源豐富，晝夜溫差較大，降雨稀少，非常適合瓜果生長。近年來，新疆政府大力推動林果業的發展，塔里木地區已然成為新疆現代化林果業發展基地中重要的一環[1]。紅棗是塔里木盆地主栽果品之一，其種植面積由2009年的2.9×105公頃增長至2014年的5.0×105公頃[2]，紅棗種植區域和種植面積逐年增加，但低矮幼齡果樹植被覆蓋率普遍較低，兩行棗樹之間的裸露面積較大，水分蒸發快，導致水土流失、土壤鹽堿化等現象逐年增加。為了能高效利用果園中富余的土地資源，提高果園的綜合效益，果農一般采用幼齡果樹與其他農作物間作、套作的種植模式[3]，其中，果草間作是重要的模式之一。果草間作不僅可以有效地防止土壤養分的流失，并且在草種、土質、果樹樹種等條件適宜的情況下可以增加作物的產量[4]。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是多年生豆類植物牧草，在世界上大面積種植，并有“牧草之王”之稱[5]，具有改善土壤結構、防風固沙、提高土壤肥力等優點[6]，常被間作種植在幼齡棗園中[7]。棗苜間作對提高地表覆蓋率、防雜除草[8]、改善土壤結構、改善棗園生態環境有促進作用，并可以提高棗樹的產量和品質。大量研究結果表明，在不同果園種植牧草后，其土壤容重和田間持水量可以得到一定程度改善。章家恩等[9]研究表明，間作系統中若土壤粒級小于0.01 mm，則單作果園土壤顆粒的質量和分數會顯著降低。李會科等[10]得出的結論表明，間作區0～40 cm土壤容重比清耕區土壤容重下降6.5%，果園間作對土壤機械組成和質地具有相當明顯的改善效果。前人關于果草間作土壤化學性質的變化規律的研究大多集中在施肥、灌水、耕作措施等方面，而對間距對土壤化學性質的影響研究較少。本試驗在棗苜間作條件下設置不同離樹間距，通過探索苜蓿不同時期土壤理化性質和苜蓿產量，以探究離樹間距對棗苜間作系統土壤理化性質及苜蓿產量的影響，以期為新疆棗園間作苜蓿提供合理的種植間距，為實際生產提供合理的理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2019—2020年在新疆維吾爾自治區阿拉爾市塔里木大學園藝試驗站（北緯40°32′34″、東經81°18′07″，海拔1 015 m）進行，該區位于北半球中緯度地帶，屬暖溫帶大陸干旱荒漠氣候區[11]，降水稀少，空氣中的水分含量低，且大氣透明度較好；光照時間長，年均氣溫10.7℃；無霜期較長，約149～246 d；年日照超過 2 900 h，4～10月平均日照長為9.5 h/d；年降水量約50 mm，是典型的灌溉農業區。試驗地土質為砂壤土，地勢較平坦，土層較深，用于試驗的棗樹為2012年酸棗直播建園，2014年春嫁接紅棗，棗樹行株距為3.0 m×0.5 m。試驗選用紫花苜蓿品種為阿爾岡金，該品種根系粗壯，深入土層，根莖發達。莖直立、叢生以至平臥，四棱形，無毛或微被柔毛，枝葉茂盛。種子卵形，長1～2.5 mm，平滑，黃色或棕色，花期5～7月，果期6～8月，對環境有很強的適應性[12]。

1.2 試驗設計

2019年4 月底于棗樹行間條播苜蓿，設3種棗苜間作種植模式，分別為距離紅棗樹0.5 m、1 m、1.5 m處種植苜蓿，記為M1、M2、M3，另設對照苜蓿單作AM，共4個處理，每個處理重復3次，共12個小區，每小區面積為10 m×3 m，田間完全隨機排列。播種深度1～2 cm，行距30 cm。灌溉方式為滴灌，間作模式全生育期灌溉定額共為600 mm，苜蓿單作為260 mm。試驗期間各處理田間管理保持一致，定期清除雜草。

1.3 測定項目與方法

分別于2019年5月18日、6月18日、7月18日和9月18日，在苜蓿的中間行用直徑4 cm土鉆采集0～20 cm、20～40 cm土層土樣；土樣充分混勻，自然風干之后過1 mm篩用于測定土壤的化學性質；取土樣的同時測定土壤物理性質。

1.3.1 土壤物理性質

土壤含水量采用烘干法；土壤容重采用環刀法；土壤緊實度采用TJSD-750土壤緊實度測定儀。

1.3.2 土壤化學性質

土壤堿解氮采用堿解擴散法；速效磷采用鉬銻抗比色法。

1.3.3 苜蓿產量構成指標

試驗期間在不同茬次測定苜蓿產量，分別于2019年7月28日和2019年10月9日進行刈割，每茬收割面積為1 m2，留茬高度3 cm，重復3次。收割后，立即稱鮮草重，取200～500 g全株帶回實驗室，置于烘箱中，先于105℃下烘15 min（殺青），然后在60～80℃（24 h）下烘至恒重，即干物質重。

因為本首幼兒歌曲結構為一段式，可采用情緒性舞蹈形式進行歌表演。在編創舞蹈時，主要以動作的節奏、速度、力度的對比變化來突出“小豬賀喜”這一單一主題，要求舞蹈具有直觀性、形象性和模仿性。主題動作“小豬送禮”確定之后，經過不斷的變化、重復、衍生，最終塑造了憨傻、可愛、幽默的小小豬形象，更易于幼兒模仿和創造，也更具有童真童趣。

1.4 數據分析方法

試驗數據采用Microsoft office 2016整理匯總，用DPS 9.5軟件進行方差分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 間作條件下不同間距對土壤物理性質的影響

2.1.1 間作條件下不同間距土壤含水量的比較

在同一間距下，不同時期的土壤含水量總體表現為“先下降、后上升、再下降”的變化規律（表1）。從苜蓿各個時期來看，5月份各間作處理土壤含水量高于其他時期，6月份M1間距下的土壤含水顯著高于M3處理，7月份M3間距下的土壤含水均高于其他時期，9月份M1間距下的土壤含水均高于其他處理，全生育期內M1土壤含水量最高且顯著高于AM。

表1 果草間作條件下0～100 cm平均土壤含水量比較（%）

2.1.2 間作條件下不同間距土壤容重的比較

容重是土壤的基本物理狀況指標之一[13]，土壤容重大小能夠直接反映土壤結構狀況的優劣，容重越小（不低于1.14 g/cm3）則土壤越疏松，土壤結構越好。表2所示，三種間距下不同時期土壤容重呈“先升后降”的趨勢，并在7月達到峰值。5月份M1土壤容重值最小，6月份M3土壤容重值最小。從整個生長時期的土壤容重平均值可以看出，各間距土壤容重差異不明顯，而M2間距下，土壤容重平均值最大，M1次之，M3最小，M2比 M1大 0.79%，比 M3大1.59%。在M3間距下，土壤平均容重最低，土壤疏松度最佳。

表2 果草間作條件下0～40 cm土壤容重比較

2.1.3 間作條件下不同間距土壤緊實度的比較

土壤緊實度能夠影響作物的根系生長，從而影響作物的生長情況及最終的產量表現[14]。從表3可以看出，在棗苜間作條件下，各處理土壤緊實度變化趨勢不一，M1、M2和M3在5、6、7月先降低再增加，M1、M2在9月再次降低，而M3呈現小幅度上升，AM土壤緊實度呈“先增后減”的趨勢，7月達到最高值。從不同時期的土壤緊實度平均值可以看出，M3間距的土壤緊實度平均值皆小于M1、M2間距，在M3間距下，土壤緊實度最小，土質疏松，土壤通透性佳，對間作苜蓿的根系生長有良好的促進作用。

表3 果草間作條件下0～30 cm平均土壤緊實度比較

2.2 間作條件下不同間距對土壤化學性質的影響

2.2.1 間作條件下不同間距土壤堿解氮的比較

表4 果草間作條件下0～40 cm土壤堿解氮含量比較

2.2.2 間作條件下不同間距土壤速效磷的比較

土壤中磷的供應情況能夠對作物的產量及品質產生影響，并在植物的生長過程中有很重要的促進作用[16]。由表5得知，棗園間作條件下，紫花苜蓿生長的各個時期土壤速效磷含量總體表現為“先降低后升高”的規律。不同間距對5月份土壤速效磷含量的影響達極顯著水平，且M2間距極顯著高于其他間距，但在其他時期差異不明顯。在5月這一生長期內，M2間距的速效磷含量比M1間距多19.60%，比M3間距44.47%，在5月和9月M2土壤速效磷含量最高，6月M1土壤速效磷含量最高，7月土壤速效磷含量在M3達到最高值。不同間距土壤速效磷的大小依次為M2>M1>M3>AM，由此得知，M2間距土壤中速效磷含量最高。

表5 果草間作條件下0～40 cm土壤速效磷含量比較

2.3 間作條件下不同間距對苜蓿產量的影響

苜蓿的產量一般是以面積為單位透過光合作用產生的地上生物量，以鮮重或干重表示[17]。生物量的水平反映植物光合產物積累，是衡量草地生產性能的主要指標，確定其變化規律對合理利用草地非常重要[18]。從表6得知，兩茬苜蓿產量相差較大，棗苜間作條件下各間距第一茬鮮草重均高于第二茬，占全年總64.62%～71.43%，而第二茬僅占28.57%～35.38%。從各茬次看，第一茬的鮮草重明顯高于第二茬。M1、M2全年鮮草重均高于對照AM，且M2的全年產量最高；M2間距下苜蓿全年總產比M1間距多28.56%，比M3間距多59.71%。由此證明在M2間距下種植，苜蓿產量最高，收益最好，M3間距下產量最低，該處理間距配置產量欠佳。

表6 果草間作條件下苜蓿鮮草產量比較

3 討論

3.1 不同處理對棗園土壤物理性質的影響

土壤含水量是影響土壤肥力的關鍵因素之一，影響養分的吸收和植物的生長發育。在5月份，苜蓿生長緩慢，需水少，土壤含水量較高，6月和7月，苜蓿生長較快需水量大，同時氣溫較高，地面蒸發嚴重導致土壤含水量較低，呈下降趨勢。在M3間距，5月和6月土壤含水量相對較少，這可能是因為M3間距大，種植密度小，地表裸露面積大，水分蒸發嚴重所致。所有處理中M1含水量最高，這與王雪[19]的研究結果大致相同，這說明表土蒸發是不同間距棗苜間作系統土壤水分散失的主要影響因子。李國懷等[20]在對南方地區果園土壤的研究中發現，秋季種植三葉草和百喜草相較于清耕而言，雖均能提高土壤含水量，但漲幅僅為1.0%～2.1%，差異不顯著，因此果草間作對土壤含水量的提升效果可能因土壤特點、地域氣候和牧草草種等因素的不同而表現出一定差異。

土壤容重可以有效地反映土壤物理性狀，例如水分、導熱率和氣體比例。三種間距的土壤容重值相差甚小，可能相同草種不同密度對土壤的疏松作用無明顯差異。其中M3容重最低，土壤疏松度最好。而在7月M1、M2、M3的土壤容重比其他時期相對較大，或因踩踏致使土壤板結，容重較大。

3.2 不同處理對棗園土壤化學性質的影響

各處理中，土壤堿解氮含量表現為AM高于其他處理，這與王淑媛[21]的研究一致，因為苜蓿與棗樹在生長季早期氮素需求較高，而苜蓿單作則避免了與棗樹的養分競爭，所以堿解氮含量高于間作處理。土壤堿解氮含量在6月和7月較低，這是由于此時苜蓿固氮能力較小，而紅棗與苜蓿生長旺盛氮肥需求量大，而9月時堿解氮含量提高，或因后期作物生長對氮需求較小，且苜蓿根系較前期發達，固氮能力提高所致。M3堿解氮含量在6月均高于其他處理，可能是因為苜蓿種植密度最小，氮素的消耗量少于積累量。陳久紅等[22]在香梨園生草的試驗中發現，白三葉的固氮能力顯著強于其他試驗草種，且顯著提高了土壤的全氮含量。牧草雖有一定的固氮作用，但在選擇草種時還需因地制宜，草種是影響土壤肥力的關鍵因素之一[23]，如果所選草種與果樹樹種的生態位相似，則可能導致土壤中全氮或堿解氮的含量下降。

M1與M2速效磷含量均高于AM，且M2土壤中速效磷含量最高，M1由于種植密度最大，且苜蓿根系發達，對磷素地消耗大于積累，所以速效磷含量略低于M2。

3.3 不同處理對苜蓿產量的影響

從苜蓿全年產量來看，第一茬的產量明顯高于第二茬，或因第一茬苜蓿刈割以后土壤肥力下降，第二茬苜蓿生長力較低所致。張帆等[24]在對苜蓿產量和品質的研究中發現，隨著種植間距的增大，苜蓿產量逐漸下降。本研究結果顯示，M2間距下苜蓿產量均高于其他間距，說明M2為適宜的種植間距。

4 結論

隨著苜蓿與棗樹間距增加，土壤含水量呈下降趨勢，即土壤含水量M1>M2>M3，M3間距下土壤容重最低、土壤緊實度最小、土壤堿解氮均含量最高，速效磷M2>M3>M1，苜蓿產量M2顯著高于其他間距，M3間距理化性質優，對土壤改善效果明顯，M2間距下苜蓿產量最高；M2理化性質與M3無顯著差異，而M2產量顯著高于M3，由此得知棗苜間作條件下最佳間距為M2，即間作距離為1米時，既能在一定程度上改善土壤理化性質，也可提高苜蓿的產量，較好地達到了涵養土壤與保證作物產量之間的平衡。因此，M2種植間距最適合推廣應用。同時，本試驗也為相關間作體系的科學種植和間作間距設置提供理論借鑒。