長期不同植草方式下果園土壤有機質組成的變化研究

鄒秀鳳 陳恩 葉菁 王成己 王義祥

摘要：為有效阻控果園水土流失，提高土壤有機質，培肥地力，促進果樹生長，在果園長期套種圓葉決明Chamaecrista rotundifolia、平托花生Arachis pintoi等牧草。結果表明：無論順坡還是平臺果園套種牧草，均能顯著提升土壤有機質含量，增幅為9.09%～32.81%，和順坡相比，平臺果園套種牧草更有利于土壤有機質的積累。隨著試驗年份的推移，所有處理土壤富里酸和胡敏酸含量總體呈增加趨勢，順坡和平臺果園套種牧草更有利于土壤腐殖質的積累，而且套種平托花生的效果優于圓葉決明。

關鍵詞：果園;套種牧草;山地紅壤;有機質;腐殖質

中圖分類號：S 66文獻標志碼：A文章編號：0253-2301（2022）04-0073-04

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2022.04.012

Study on the Change of Soil Organic Matter Composition in Orchards Under DifferentMethods of Long-term Grass Planting

ZOU Xiu-feng， CHEN En， YE Jing， WANG Cheng-ji， WANG Yi-xiang*

（Agricultural Ecology Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences/Fujian Key Laboratory of

Agricultural Ecological Process of Red Soil Mountain， Fuzhou， Fujian 350013， China）

Abstract： In order to effectively prevent and control the soil erosion， improve the soil organic matter & soil fertility and promote the the growth of fruit trees， the herbages such as Chamaecrista rotundifolia and Arachis pintoi were interplanted in the orchard for a long time. The results showed that interplanting the herbages could significantly increased the content of soil organic matter in both the downward slope and terrace orchard， with an increase of9.09%-32.81%. Interplanting herbages in the terrace orchard was more beneficial to the accumulation of soil organic matter than that of the downward slope. With the passage of testing years， the contents of fulvic acid and humic acid in all the treated soils showed an overall increasing trend. And interplanting herbages in the the downward slope and terrace orchard were more beneficial to the accumulation of soil humus， and the interplanting effect of Arachis pintoi was better than that of Chamaecrista rotundifolia.

Key words： Orchard; Interplanting herbages; Mountain red soil; Organic matter; Humus

果園是重要的陸地生態系統，多建于坡地，養分流失多，土壤侵蝕嚴重。紅壤丘陵區是我國熱帶和亞熱帶地區重要的果樹種植區。由于過度開發，加上土壤本身的特性，這些地區水土流失嚴重，土壤不斷退化。果園生草栽培作為一項有效的土壤管理方法[1]，通過地被覆蓋可有效減少水土流失，提高土壤保水保肥能力。已有研究表明，套種草本植物可有效阻控果園水土流失，提高土壤有機質，培肥地力，促進果樹生長[2-4]。土壤有機質是土壤肥力的基礎，是水肥、微生物的載體，能促進土壤團粒結構的形成;土壤腐殖質是土壤有機質的主要組成部分，占土壤有機質總量的50%～70%，且大多通過與土壤礦質顆粒結合形成有機無機復合膠體，以增加土壤有機碳的穩定性[5-6]。影響土壤有機質及組成的因素也非常多，包括氣候、土地類型、植被覆蓋類型、外源添加有機物料等[7-9]。本研究果園長期套種豆科牧草圓葉決明、平托花生，坡面套種百喜草、南非馬唐護坡，香根草護梗，探討15年來果園長期套種牧草對土壤有機質及組成的變化，旨在為提高果園土壤肥力，穩定土壤結構，提高果園土壤生產力提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗區概況

試驗在福建省尤溪縣玉池徑流場進行，試驗地坐標為26°25′N，117°57′E，海拔150 m，坡度15°。玉池徑流場于1996年4月建成，主要進行不同水土保持措施下果園水土流失長期定位觀測[10]。試驗區屬亞熱帶季風性濕潤氣候，全年日照時間1781 h，年降水量1600～1800 mm，年均氣溫19.2℃，無霜期312 d以上。土壤為第四紀山地紅壤、質地為黏土，建場前土壤（0～20 cm）基本理化性質為：pH 4.25，有機質23.80g·kg-1，全氮 1.02g·kg-1，全磷 0.24g·kg-1，堿解氮100.10mg·kg-1，速效鉀31.60mg·kg-1。3468319E-B228-414A-9F6F-FDFB0D1C8ABF

1.2試驗設計

試驗設置5個處理，每個處理3次重復，按照水土保持試驗規范要求設置[7]。T1（對照1）：順坡+果樹，順坡開墾清耕，25 m長坡劃分8等分，每一等分種1株甜柿，坡面不種草;T2：順坡+果樹+平托花生，順坡開墾不修臺，25 m長坡劃分8等分，每一等分種1株甜柿，上下樹間種50 cm寬的草帶百喜草、南非馬唐，其余坡面種平托花生;T3（對照2）：平臺+果樹，小區25 m長坡劃分8等分，每個平臺前埂后溝，前埂高15 cm、后溝寬深各15 cm，梯埂各臺面上不種草，每個平臺中間開挖直徑80 cm、深80 cm土坑，種1株甜柿;T4：平臺+果樹+圓葉決明，小區25 m長坡劃分8等分，每個平臺前埂后溝，前埂高15 cm、后溝寬深各15 cm，梯埂上種香根草，臺面上種豆科牧草圓葉決明，平臺中間開挖直徑80 cm、深80 cm坑，種1株甜柿;T5：平臺+果樹+平托花生，小區25 m長坡劃分8等分，每個平臺前埂后溝，前埂高15 cm、后溝寬深各15 cm，梯埂上種百喜草和南非馬唐，臺面上種豆科牧草平托花生，每個平臺中間開挖直徑80 cm、深80 cm坑，種1株甜柿。各處理管理方式一致。

1.3測定指標及方法

分別于2005年、2010年、2015年和2020年采集果園0～20 cm土壤進行分析。先撿出根系及雜物等，風干后過20目和60目篩備用。土壤理化性質測定方法：有機質按NY/T 1121.6-2006《土壤檢測 第6部分：土壤有機質的測定》方法[11];土壤腐殖質參照魯如坤[12]的方法進行。

1.4數據處理

采用Microsoft Excel 2007進行數據計算，利用t檢驗進行差異顯著性分析。

2結果與分析

2.1土壤有機質含量的變化

土壤有機質（soil organic matter，SOM）包括腐殖質類、非腐殖質類、有機殘體、土壤微生物等，是衡量土壤肥力高低的重要指標。由圖1可知，無論順坡還是平臺果園套種牧草，隨著種植年限的增加，果園表層（0～20 cm）SOM含量均呈增加趨勢。與2005年相比，2010年、2015年和2020年T1～T5處理SOM分別提高了9.28%～19.85%、10.20%～13.59%、11.82%～29.68%、9.09%～14.44%和9.85%～32.81%（圖1）。2020年5個試驗處理的SOM含量的高低順序為T5>T2>T4>T3>T1，無論順坡還是平臺，套種牧草的處理SOM含量均顯著（P<0.05）高于未套種牧草處理;和順坡相比，平臺果園套種牧草更有利于土壤有機質的積累。

2.2土壤富里酸和胡敏酸含量的變化

土壤腐殖質主要由富里酸（FA）、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）組成，其中胡敏酸作為活躍成分對土壤肥力產生重要影響;而富里酸經氧化縮合形成胡敏酸，在胡敏酸的積累過程中起重要作用。由圖2、圖3可知，隨著試驗年份的推移，所有試驗處理土壤富里酸和胡敏酸含量總體呈增加趨勢。所有試驗年份，T1和T3處理土壤富里和胡敏酸含量均小于T2、T4、T5處理，且T5>T4>T2處理，說明順坡和平臺套種牧草更有利于土壤富里酸和胡敏酸的積累，而且平托花生的效果優于圓葉決明。

2.3土壤富里酸/胡敏酸的變化

由圖4可知，果園表層土壤富里酸和胡敏酸總量為6.00～10.20g·kg-1，與T1和T3處理相比，套種牧草處理腐殖質含量都有所提高，且T5>T4>T2>T3>T1。土壤胡敏酸/富里酸（HA/FA）是土壤胡敏酸與富里酸的比值，其可用來反映土壤有機質腐殖化程度。不同處理胡富比（HA/FA）在0.20～0.30，不同處理間差異不顯著（圖5）。

3結論與討論

土壤有機質是土壤養分的重要來源，能夠為果樹生長發育提供多種營養，是實現水果優質、高產的重要條件。許多試驗研究表明，果園生草可以有效地增加土壤有機質含量，且生草對土壤有機質的影響與生長年限有關。如楊露等[13]研究表明，彎葉畫眉草生草處理2年后果園土壤有機質提高了23.53%。吳波波等[14]研究也表明，與清耕果園相比，狗牙根條帶覆蓋、狗牙根全園覆蓋和經濟作物蘿卜-大豆輪作條帶覆蓋等均可不同程度地提高土壤有機質含量。本研究表明，無論順坡還是平臺果園套種牧草，均能顯著增加土壤有機質含量，增幅為9.09%～32.81%，這是因為果園生草處理每年地上凋落物和枯死根系等殘體在土壤中降解、轉化，形成腐殖質，土壤中的有機質會不斷提高。與和順坡相比，平臺果園套種牧草更有利于土壤有機質的積累，這與羅旭輝等[10]的研究結果一致。隨著種植時間的延長，果園土壤有機質的含量呈現不斷增加的趨勢，其中套種平托花生處理土壤有機質的增幅高于套種圓葉決明處理，這與平托花生為匍匐型、節節生根，植物木質化程度低、凋落物易分解轉化，且耐蔭性強，可保持園面長期覆蓋有關[6]。

土壤腐殖質的組成和性質反映了土壤形成條件及形成過程的特點，不同類型土壤的腐殖質組成及性質各不相同。胡敏酸（HA）、富里酸（FA）是土壤腐殖質的主要組成成分，胡富比（HA/FA）常作為衡量土壤腐殖質聚合程度及腐殖酸活性的指標[15]。HA/FA值大表明腐殖質聚合程度較高，相反則表明土壤具有較低的聚合程度。劉建新等[16]研究表明，覆草能夠顯著提高杏園和蘋果園土壤的腐殖質含量，改變腐殖質各組分與結合態的比例。而清耕條件下隨著種植年限的增加，果園土壤中穩結態腐殖質的質量分數變化不明顯。劉文利等[17]研究發現，隨著果樹種植年限的延長，土壤中富里酸和胡敏酸含量總體呈增加趨勢，順坡和平臺果園套種牧草更有利于土壤腐殖質的積累，而且套種平托花生的效果優于圓葉決明。土壤胡敏酸/富里酸（HA/FA）隨年份增加呈增加趨勢，且HA質量分數小于FA質量分數，說明土壤腐殖化程度逐年提高，促進了富里酸進一步縮合轉化為芳香化程度高、結構復雜的胡敏酸，增加了土壤腐殖質的聚合程度與腐殖化度[17-18]。胡敏素是與土壤礦物質緊密結合的腐殖物質，是腐殖質中的惰性物質，在養分保持和碳截獲方面有重要意義。3468319E-B228-414A-9F6F-FDFB0D1C8ABF

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收稿日期：2022-03-22

作者簡介：鄒秀鳳，女，1978年生，實驗員，主要從事土壤理化分析。

*通信作者：王義祥，男，1978年生，研究員，主要從事生態修復與紅壤保育研究（E-mail：sd_wolong@163.com）。

基金項目：福建省農業科學院協同創新工程項目（XTCXGC2021010）;福建省農業科學院科技創新團隊建設項目（CXTD2021009-1）。3468319E-B228-414A-9F6F-FDFB0D1C8ABF