淺析葡萄園套作紫云英綠肥栽培要點及應用效果

全紫曼,莫 坤,梁 琴,周澤弘,劉 濤,漆 燕*

(1. 四川省南充市農業科學院,四川 南充 637000;2. 四川省岳池縣土肥站,四川 岳池 638500)

近年來,我國葡萄栽培面積逐年增加,到2019年占全國果樹栽培面積和產量的比例分別為3.87%和7.46%[1]。傳統葡萄園栽培措施落后,過量施用化肥、農藥,導致葡萄園土壤質量及葡萄品質逐年下降。研究表明,果園套作綠肥既能減少化肥使用,又能改善土壤質量、提高果實產量和果品品質[2-5]。因此改變傳統的葡萄栽培管理模式,在果樹行間空地上種植綠肥,一定程度上可解決葡萄產業面臨的質量下降、可持續生產等問題。作為一種固氮能力較強的豆科綠肥,紫云英是改善土壤質量的“得力助手”。目前針對葡萄園套作并翻壓紫云英綠肥的生態服務功能及葡萄園套作紫云英綠肥栽培技術均有大量報道[6-10],為推動紫云英綠肥在葡萄園中的合理利用,淺析了葡萄園套作紫云英的作用,并針對已有的栽培技術進行了整合改進,以期為葡萄園套作紫云英栽培技術的應用推廣提供參考。

1 葡萄園套作紫云英栽培要點

1.1 選地

紫云英適宜生長在含水量20%～25%的土壤中,既怕旱又怕澇,因此需選擇排水系統較好的園地,園地土質以壤土或沙壤土為宜,采用深溝高壟栽培,壟哇面寬1.5 m,溝深0.5 m,每壟種植2行葡萄樹[11]。

1.2 播種

1.2.1 種子處理 為增加種子活力及吸水性,使種子迅速發芽,需在播種前進行曬種5 h左右,曬種時常翻動,避免直接暴曬,以免影響發芽率。曬種后可采用細砂反復摩擦去除種子表皮蠟質,以提高種子吸水能力,擦種時需注意力度,避免種子表皮損傷。擦種后采用5%～10%鹽水進行選種,淘汰空殼與病種,并清除種子表面菌核病的菌核,選種后,需用清水洗凈,晾干備用。在未種植過紫云英的葡萄園,播種前可用根瘤菌對種子進行接種,以提高紫云英的固氮效率,接種根瘤菌劑后需等種子陰干后12 h內完成播種[12-14]。

1.2.2 播期 紫云英種子萌發的最適溫度在15～25℃,一般選擇在9月底10月初播種,但不同區域氣候不一致,需根據當地氣溫進行合理安排。潘福霞、陳麗君等[15-16]研究表明,播期對紫云英的生長狀況和養分含量均有顯著影響,因此需根據溫度適時早播,以增加入冬前紫云英的營養生長期,確保幼苗健壯順利度冬,從而提高紫云英鮮草產量。

1.2.3 播種量 研究表明,紫云英鮮草產量隨播種量增加呈先增加后降低的趨勢[17-19],因此選擇合適的播量是提高鮮草產量的重要手段。紫云英最佳的播種量為22.5～37.5kg/hm2,但不同區域由于土壤理化性質及氣候不同,紫云英最適宜的播種量也不一致,因此需根據當地環境進行合理的調整。

1.2.4 播種方式 人工撒播,由于紫云英種子較小,不易撒播均勻,因此在播種前可在種子中加入等量的細沙,均勻撒于壟面中間位置,距離樹干底部20cm左右距離[11]。紫云英前期生長緩慢,競爭不過雜草,因此在雜草密度較大的園區需在播種前人工除草。

1.3 水分及病蟲害管理

紫云英生長過程中既怕旱又怕澇。出苗期間,若土壤水分過大易導致爛芽。在冬季,過干或過濕均會對紫云英根系生長造成影響;春季旺長期,積水會導致黃苗,影響紫云英生物量積累,因此在紫云英整個生育期要做好水分管理,播種前保證溝渠貫通,避免積水,遇嚴重干旱時,要及時灌“跑馬水”。紫云英病蟲害主要包括白粉病、菌核病、蚜蟲、潛葉蠅等,每年紫云英播種前用硫磺水與生石灰1∶2混合后對園區進行清園,并在園區安裝藍板、黃板、頻振式殺蟲燈或性誘劑物理殺蟲,盡量減少化學藥劑使用[11]。

1.4 施肥

紫云英作為固氮能力較強的一種豆科綠肥,生長期對化學氮肥的需求量較低,僅需少施或不施氮肥。張祥明等[20]研究表明,紫云英對磷肥最為敏感,磷肥能影響紫云英根瘤有效數目,從而影響紫云英固氮能力,加施鉀肥能促進紫云英對磷肥的吸收。因此紫云英基肥一般以磷、鉀肥為主,可施磷肥220～300kg/hm2,鉀肥15～30kg/hm2。在入冬前進行追肥,起到壯苗的效果,以提高紫云英防凍保溫的能力,追肥采用磷肥75kg/hm2左右,少量氮肥或鉀肥,以保證生長過程中對養分的需要。

1.5 紫云英刈割還田

1.5.1 還田時間 適時還田可提高紫云英的肥效,一般選擇3月底或4月初,此時紫云英處于盛花期,鮮草產量最高、肥效最好。

1.5.2 還田量 研究表明,增加還田量會影響養分的釋放率和釋放速率,因此選擇合適的還田量能有效提高紫云英利用率[21]。何春梅等[7]、林麗紅等[22]針對葡萄園適宜紫云英還田量進行研究,結果表明紫云英還田量超過22.5 t/hm2后再增加還田量對土壤肥力、葡萄品質的提高無明顯效果。因此紫云英還田量選擇在22.5 t/hm2左右最宜。

1.5.3 還田方式 翻壓入土：翻壓還田是綠肥還田的傳統途徑,先刈割后再用旋耕機旋耕翻壓至耕層10～20cm左右。該方式的優點是：紫云英腐解速率較快,累積腐解率更高;缺點是：翻壓入土可能會損傷葡萄根部,且研究表明紫云英翻壓量只有達到15t/hm2以上才能給葡萄園生態環境、果實品質提升帶來實質效果[22],而翻壓這么大體量的紫云英,在實際生產中操作困難。免耕覆蓋：將紫云英進行刈割后平鋪于廂面,該方式的優點是：與翻壓入土相比該方式在持續供應養分、保護土壤墑情和減少能源消耗方面的效果更好。缺點是：各養分的快速釋放期均短于翻壓還田[23]。鋪反光膜：將紫云英進行刈割后,采用反光膜(聚乙烯反光膜,膜厚度為0.02 mm左右)進行覆蓋,使其在膜下自然腐解[11]。該方式優點是較免耕還田紫云英腐解速率更快,鋪設反光膜能增加光照,提高葡萄品質,且覆膜能起到抑制雜草的作用。缺點是增加了覆膜的成本。

2 葡萄園套作紫云英的應用效果

2.1 培肥地力

紫云英是一種固氮能力強的豆科綠肥,氮、磷、鉀、有機質含量豐富,間作并翻壓紫云英是改良果園土質的“得力助手”。土壤有機質是植物營養的主要來源之一。早期大量研究表明,翻壓紫云英可顯著提高葡萄園土壤有機質含量[6,7,22]。吳志勇等[7]研究表明,紫云英還田處理比未經紫云英還田處理的土壤有機質含量增加了1.2%～3.3%。鐘少杰等[10]研究表明,翻壓紫云英22.5 t/hm2能顯著提高土壤有機質6.6%。除此之外,紫云英綠肥腐解后還能為葡萄提供生長所需的氮、磷、鉀等營養元素,鐘少杰等[10]研究表明,翻壓紫云英對提升土壤堿解氮、速效鉀、有效磷含量均具有顯著作用,與不翻壓處理相比增幅為6.0%～23.9%。何春梅等[7]研究也表明,翻壓量在6.0～22.5 t/hm2范圍內,葡萄園土壤氮磷鉀等養分含量與紫云英綠肥翻壓量呈正比。土壤微生物是土壤中物質轉化的動力,參與土壤中重要的物理、化學及生物過程, 是衡量土壤健康狀況的重要指標之一。土壤酶在維持土壤養分轉化等方面起到著重要作用,也與土壤肥力密切相關。何春梅等[7]研究表明,翻壓紫云英能提高土壤真菌、放線菌及細菌數量,對提高土壤酸性磷酸酶、過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶的活性也具有顯著作用,且土壤酶活性與紫云英翻壓量呈正比。其次張雨等[5]研究表明,翻壓紫云英,對改善葡萄園土壤酸化、鹽漬化也有一定效果。前期研究還表明,紫云英綠肥對土壤養分的影響受翻壓量影響,何春梅等[7]及林麗紅等[22]研究發現,當紫云英綠肥鮮草翻壓量15～22.5 t/hm2時,葡萄園土壤質量會隨紫云英綠肥翻壓量的增加而增加,但當翻壓量超過22.5 t/hm2時,對土壤養分提高效果不顯著。

2.2 減少化肥使用

紫云英固氮能力強,氮素利用效率也高,株體腐解時能釋放大量養分含量為葡萄樹供給養分,因此在葡萄園套作紫云英可有效替代部分化肥施用,達到減施化肥的目的。吳志勇等[6]研究表明,種植翻壓紫云英22.5 t/hm2并減施20%的化肥,葡萄一級果產量還能較常規施肥增產7.5%。鐘少杰等[10]研究也表明,種植翻壓紫云英能有效替代部分化肥,其中以替代25%化肥的效果最佳,較常規施肥一級果增產13.65%。紫云英含有大量苯-醇溶出物和水溶性物質,且C/N比值較低于[24],故翻壓后分解速度較快,在翻壓后前20 d紫云英中的可溶性有機物基本分解,這一時期正處于葡萄樹萌芽期間,該階段施肥量占全年施肥量的25%。因此,在此階段翻壓紫云英后可不用再施肥。

2.3 提升果品品質及產量

紫云英翻壓后通過增加土壤肥力為葡萄根系及植株提供了良好的水分及養分條件,從而有效提高葡萄產量和品質[25]。前期研究表明,翻壓紫云英能有效降低可滴定酸含量并提升葡萄可溶性糖、可溶性固形物、總黃酮、維生素C含量。吳志勇等[6]研究表明,紫云英還田可以顯著提高可溶性糖、維生素C含量2.1%～6.6%,4.0%～6.4%,降低可滴定酸含量15.5%～20.2%。鐘少杰等[10]研究表明,翻壓紫云英22.5 t/hm2時,能有效提升果實中可溶性固形物達7.5%。何春梅等[7]研究表明,葡萄園種植翻壓紫云英能有效提升葡萄可溶性固形物、中心糖、維生素C、總黃酮含量,且隨翻壓量的增多呈現出先增加后降低的趨勢,其中以翻壓22.5 t/hm2的效果最佳,同時可降低可滴定酸的含量,可滴定酸隨翻壓量的增多呈現逐漸降低的趨勢,這與林麗紅等[22]研究結果基本一致。此外研究表明種植翻壓紫云英對葡萄外觀品質無負面影響,但翻壓量達15 t/hm2以上,可有效提升葡萄果實硬度[7,22]。鐘少杰等[10]研究表明,翻壓紫云英22.5 t/hm2時,能有效提升一級果產量達23.38%。吳志勇等[6]也研究表明,種植翻壓紫云英綠肥22.5 t/hm2時,減施10%～20%氮肥條件下,依然可有效提升一級果產量7.5%～14.5%。何春梅等[7]、林麗紅等[22]研究均發現,葡萄產量會隨紫云英翻壓量的增加而呈現出先增后降的趨勢,以翻壓22.5 t/hm2增產效果最佳。

2.4 提升果園經濟效益

紫云英除作為綠肥作物之外,還可作為青儲飼料,取上部2/3作飼料,下部1/3及根部作綠肥,年可刈割2～3次。除此之外,紫云英也是我國主要蜜源植株,卜容燕等[26]研究表明,紫云英蜂蜜還原糖含量、淀粉酶活性、水分、蔗糖和羥甲基糠醛含量均達到了國家GH/T18796-2012的規定,其中羥甲基糠醛較洋槐蜜和油菜蜜分別低2.6、2.1 mg/kg,淀粉酶活性分別比洋槐蜜和油菜蜜高15.0%、46.5%。由此可見,在葡萄園種植紫云英既能充分利用果園行間空行的利用率,又能增加果園經濟效益。