河北省果園生草生態(tài)功能和草種選擇

秦文利

（河北省農林科學院農業(yè)資源環(huán)境研究所/河北省肥料技術創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050051）

河北省是世界上落葉果樹的最佳適生區(qū)，在我國水果生產中占據(jù)著重要地位。2018 年河北省果園面積52.97 萬hm2，水果產量1347.93 萬t，分別占全國指標的4.46%和5.25%，其中梨樹種植面積和產量分別為 12.03 萬 hm2和 329.68 萬 t，均居全國第 1 位。水果產業(yè)是河北省實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的主要支柱產業(yè)，而承載農業(yè)綠色發(fā)展目的的田園綜合體是我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施的重要抓手。保護生態(tài)環(huán)境、生產綠色果品是河北省田園綜合體建設的重要目標。果園生草具有良好的生態(tài)功能，是我國綠色果品生產技術體系的重要構成部分[1]。推廣果園生草技術是實現(xiàn)河北省果品綠色生產、提升田園綜合體建設水平、促進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施的重要途徑。結合河北省水果產地環(huán)境狀況，闡述了果園生草的生態(tài)功能，并探討了果園生草草種選擇應遵循的原則，旨為河北省水果產業(yè)的健康發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 果園生草的生態(tài)功能

1.1 覆蓋地表，減少霾塵源，減輕大氣污染

河北省是我國大氣污染嚴重地區(qū)之一，其中土壤風蝕塵是造成河北省大氣污染的主要因素，對大氣污染物PM10的貢獻率高達20%以上[2]。清耕制是河北省傳統(tǒng)的果園地面管理制度，清耕后果園地表裸露，會加重土壤風蝕、增加霾塵源，不利于河北省大氣污染的防治。果園生草增加了地表植被覆蓋度，可以從3 個方面防止土壤風蝕、減少霾塵源。首先，地表粗糙度與土壤風蝕率呈顯著負相關，而果園生草可增加地表粗糙度，有助于減弱風速，降低土壤風蝕動力。其次，草地下根系可固結土壤，地上植株可削弱風力，二者均可增強土壤的抗風蝕能力。果園生草還可大量補充土壤有機質，促進水穩(wěn)性團聚體形成，增強土壤顆粒抗剪切的能力[3，4]。

1.2 提高土壤固碳潛力，增強土壤碳匯功能，緩解溫室效應

大氣中CO2濃度增大是導致地球溫室效應加重、氣候變化加劇的主要原因。降低大氣中的CO2濃度，維持全球碳平衡是緩解地球溫室效應的重要途徑。土壤有機質是重要的碳庫，在全球碳平衡中發(fā)揮著至關重要的作用[5]。土壤水穩(wěn)性團聚體是有機碳在土壤中的固持場所，有機碳中的腐殖物質可維持團聚體的穩(wěn)定性，是主要的固碳物質[6]。果園生草能補充土壤有機質，提高土壤腐殖物質含量，增加土壤水穩(wěn)性團聚體數(shù)量，有助于提高土壤固碳潛力、增強土壤碳匯功能、維持全球碳平衡、緩解溫室效應。閆濤宇[7]研究表明，隨著果園生草年限的增加，0～20 cm 土層土壤中不同粒徑的團聚體有機碳含量呈增加趨勢，且粒徑＜0.25 mm的微團聚體對土壤有機碳起到了重要的物理保護作用。王義祥等[8]研究發(fā)現(xiàn)，與清耕相比，果園長期生草能平均提高土壤微團聚體有機碳含量達21.41%。

1.3 改善果園生態(tài)環(huán)境，減輕果園立體污染，促進果品綠色生產

果品生產過程中不合理使用農藥和化肥等，會造成大氣、生物、土壤、水體等多層面的立體交叉污染。果園立體污染是制約河北省果品綠色生產的最大障礙因素。果園生草可通過抑制雜草發(fā)生、吸引害蟲天敵、提高土壤肥力等來降低化肥和農藥的施用量，減輕果園立體污染。寇建村等[9]研究發(fā)現(xiàn)，果園生草對雜草的抑制效果與種植草種的生長特性和草種蓋度密切相關，春播多年生黑麥草、白三葉、紅三葉、高羊茅、紫羊茅等草種，當年就能顯著抑制雜草生長。果園生草還可提高果園植物種類的多樣性，為多種果樹害蟲天敵提供休憩、繁衍場所，有利于害蟲的生物防治。姜玉蘭等[10]研究表明，蘋果園種植苜蓿和三葉草對蚜蟲的防控率為72.26%以上，對害螨的防控率為32.59%以上，對其它害蟲的防控率為45.64%以上。河北省果園土壤有機質含量普遍較低，果園生草能明顯提高土壤有機質含量，尤其是果園生草后所形成的有機質團聚體具有強大的吸附能力，能減輕肥料的揮發(fā)、淋溶等損失，提高肥料利用率[11]。因此，果園生草有利于果園農藥和化肥的雙減，對果品的綠色生產具有重要意義。

1.4 豐富果園空間層次，增強果園生態(tài)系統(tǒng)功能，調節(jié)果園生態(tài)小氣候

過量使用化肥導致河北省果園土壤環(huán)境質量下降，微生物種類減少[12，13]。清耕制會降低果園生物多樣性，使果園生態(tài)系統(tǒng)層次簡單，功能減弱[14]。果園生草可豐富果園地上地下空間層次，增強果園生態(tài)系統(tǒng)功能，改善果園土壤環(huán)境質量，調節(jié)果園生態(tài)小氣候[15]；還可增加土壤淺層根系，促進果樹根系深扎，從而利用深層土壤的水分和養(yǎng)分，提高果樹的抗旱性和養(yǎng)分利用率。土壤根系的增加還可補充土壤有機質，一方面可為微生物活動提供碳源，優(yōu)化土壤微生態(tài)環(huán)境；另一方面可提高土壤對降水的入滲能力，增加土壤貯水量，緩解果園旱情。果園生草后地上空間層次結構由“果樹—地面”變?yōu)椤肮麡洹荨孛妗保輰哟蔚脑黾硬粌H可改善土壤熱量狀況，平衡地溫，還可提高春季果園相對濕度，降低盛夏期果園氣溫，改善果樹的生長環(huán)境[16]。因此，果園生草能豐富果園空間層次，增強果園生態(tài)系統(tǒng)功能，調節(jié)果園生態(tài)小氣候，有利于果實產量和品質的提高。但果園生草生態(tài)功能的發(fā)揮取決于不同生境下草地的成功建植，而根據(jù)不同生境條件和利用目的選擇適宜的草種是果園草地成功建植的關鍵。

2 果園生草的草種選擇原則

2.1 選擇抗逆性強、耐踐踏的草種

河北省寒暑懸殊，冬季嚴寒少雪，夏季高溫多雨，且近些年來隨著全球氣候變化，年平均降水量呈減少趨勢，旱災頻發(fā)。河北省果園土壤有機質含量普遍較低，貧氮少磷，因此在進行果園生草覆蓋時，應選擇耐寒、耐熱、抗旱、耐瘠薄的草種。果樹田間作業(yè)程序多，如蘋果樹田間作業(yè)就有整形、修剪、疏花疏果、病蟲害防治等，人和機械對草踩踏、碾壓嚴重，所以果園生草所選草種一定要耐踐踏。

2.2 選擇根系分布淺、與果樹水分競爭弱的草種

河北省水資源匱乏，是典型的資源型缺水省份，全省人均水資源量僅為全國水平的12.5%，農業(yè)用水尤其不足[17]。為促進高效、合理用水，減輕地下水過度開采帶來的生態(tài)退化，河北省制定了農業(yè)生產用水定額，因此，節(jié)約用水、提高水分利用效率是河北省果園可持續(xù)發(fā)展的關鍵。在果園生草時選擇耗水量小、根系分布淺（根系主要集中分布于30 cm 土層內）的草種，有利于草和果樹根系分別占據(jù)不同深度的土層，形成合理的空間分布，吸收利用不同深度土壤中的水分，從而實現(xiàn)土壤水分的高效利用[18]。

2.3 選擇利于改善果園生態(tài)環(huán)境的草種

河北省是水果生產大省，但不是水果生產強省，實現(xiàn)果品生產的提質增效是河北省成為水果生產強省的重要前提，而改善果園生態(tài)環(huán)境是實現(xiàn)果品生產提質增效的有效途徑。果園生草時選擇根系分布淺、根系生物量大、能快速覆蓋地表的草種，有利于果園生態(tài)環(huán)境的快速改善。果園草根系生物量大，可穿插、切割土壤，改善土壤孔性，協(xié)調土壤的水肥氣熱；還可補充土壤有機質和各種礦質養(yǎng)分，促進土壤微生物活動，優(yōu)化土壤微生態(tài)環(huán)境，促進果樹根系對土壤水分和養(yǎng)分的高效利用[19]。果園草快速覆蓋地表后，能為天敵的繁衍棲息提供場所，增加天敵數(shù)量，減少害蟲發(fā)生。果園生草覆蓋層的增加，能有效利用散落光能，提高果園光能利用效率和果品質量。

2.4 選擇適宜秋播、耐低溫、落籽自生能力強的越年生或多年生草種

河北省四季分明，春季干旱、風大、雜草生長迅速，春播進行果園生草不易獲得成功。秋季土壤墑情好，雜草長勢弱，溫度適宜，秋播有利于草種出苗和生長，但要經(jīng)歷寒冬，因此秋播進行果園生草應選擇耐寒草種。為了降低投入成本，果園生草時最好選擇管理簡單、落籽自生能力強的越年生或多年生草種。

2.5 選擇符合果園生產利用目的的草種

符合果園生產利用目的的生草模式是實現(xiàn)果園生草可持續(xù)發(fā)展的前提。果園生草利用模式主要有果-草-肥模式、果-草-畜禽模式、果-草-游模式、果-草-藥模式4 種。應根據(jù)不同的果園生草利用模式選擇相應的草種，以提高果園生草的經(jīng)濟和生態(tài)效益。

2.5.1 果-草-肥復合模式 增施有機肥是改善果園土壤理化性狀、提高果品質量的關鍵措施。畜、禽廢棄物等含有重金屬和抗生素，若不進行無害化處理，施用后會污染土壤和地下水，破壞生態(tài)環(huán)境。而綠肥具有潔凈、無污染特點，是一種環(huán)境友好型的有機肥源。將果園草適時翻壓還田做綠肥，可實現(xiàn)養(yǎng)分良性循環(huán)、保護生態(tài)環(huán)境，改善樹體營養(yǎng)，促進果品綠色生產[20]。果園綠肥分為冬綠肥和夏綠肥，其中，用作冬綠肥的果園草一般在秋季播種，用于夏綠肥的果園草一般在春季或早夏播種[21]。河北省冬季嚴寒、春季干旱，冬綠肥草種應選擇抗寒、耐旱、生物量大的品種，如黑麥、飼用小黑麥、鼠茅草、二月蘭、毛葉苕子、箭筈豌豆、草木樨、油菜等；夏季酷熱、降雨集中，夏綠肥草種應選擇耐高溫、耐陰、耐澇、速生的品種，如田菁、圓葉決明、綠豆、秣食豆、檉麻、野豌豆、山黧豆等。

2.5.2 果-草-畜禽復合模式 河北省不僅是農業(yè)大省，更是畜牧大省。充足的優(yōu)質飼草料是河北省畜牧業(yè)轉型升級的物質保障，其中建立果-草-畜禽復合生產模式可為草食畜牧業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質牧草。果-草-畜禽復合生產模式包括果-草-禽生產復合模式、果-草-畜生產復合模式等。果-草-禽生態(tài)復合模式是在果園種植菊苣、苦荬菜、百脈根、三葉草、小冠花、鴨茅、黑麥草等優(yōu)質牧草，定期放養(yǎng)雞、鵝等禽類。果-草-畜生產復合模式是在不影響果樹生長的情況下，在果園種植紫花苜蓿、籽粒莧、高丹草、雜交狼尾草、飼用黑麥、飼用小黑麥、毛葉苕子、箭筈豌豆、菊苣、苦荬菜等高產、優(yōu)質牧草，定期刈割，做青飼料或者進一步加工成青干草、青貯料、草顆粒、草粉等草產品。

2.5.3 果-草-游復合模式 河北省是我國多種水果的重要產地，果樹春花秋實、觀賞價值高，果實即食性強，具有發(fā)展旅游的先天優(yōu)勢。打造休閑觀光采摘果園，是發(fā)展融生產、生活、生態(tài)于一體的現(xiàn)代都市農業(yè)的重要組成部分，有助于《河北省鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018-2022 年）》的實施。通過果園生草打造園地景觀，可吸引游客春賞花、夏乘涼、秋摘果。河北省休閑觀光采摘果園在草地建植時，應選擇觀賞價值高、耐踐踏、抗逆性強、不影響果樹正常生長的草種，如油菜、二月蘭、白三葉、紅三葉、雜三葉、毛葉苕子、百脈根、小冠花、扁莖黃芪、紫羊茅、高羊茅、草地早熟禾、多年生黑麥草、鴨茅、貓尾草等。結合冀中南地區(qū)梨花節(jié)、桃花節(jié)、杏花節(jié)等旅游節(jié)的召開，選擇油菜、二月蘭等開花早、花期長、花色艷麗的草種進行林下秋季播種，翌年春季可形成色彩繽紛的果園景觀。

2.5.4 果-草-藥復合模式 河北省是中藥材大省，在我國中藥材生產中占據(jù)著重要地位，如祁沙參、山楂、柴胡、黃芩等產量均約占全國總產量的60%。隨著環(huán)境污染的加劇和人們健康意識的提高，中藥材需求市場擴大，中藥材產值提高，生產日益受到重視。河北省耕地資源緊張，通過果園生草可有效拓展中藥材種植空間。果園光照不充分、作業(yè)環(huán)節(jié)多，可選用耐蔭、植株低矮、抗逆性強、管理簡單的中藥材草種，如蒲公英、扁莖黃芪、百脈根、半夏、黃芩、桔梗、丹參、北沙參、天南星、紫苑、柴胡等[22]。同時，還應根據(jù)果園實際情況因地制宜選擇草種，如，旱地果園可套種柴胡、知母、黃芩等耐旱的藥用植物，尚未封行的幼齡果園可套種柴胡、遠志、北板藍根、牛膝等喜光的藥用植物，成齡果園可套種半夏、天南星、玉簪等耐陰的藥用植物。

3 建議

不同草種的生態(tài)適應性不同，對不同果樹的影響也不一樣。為提高果園草地建植的成功率，要針對河北省不同生態(tài)類型區(qū)、不同的果園開展適宜草種的篩選與評價研究。

選擇生態(tài)位互補的牧草進行混播，可以提高枝條密度、改變草層結構、增加草層厚度，改善土壤質量，抑制雜草發(fā)生、減輕病蟲害[23]。但不同草種的生物學特性不同。因此，篩選出適宜河北省不同生態(tài)類型區(qū)果園的最佳組合草種進行混播并研究其栽培技術，有助于促進果園生草生態(tài)功能的進一步發(fā)揮。