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果园种草提升土壤质量，助力果园提质增效
文章来源：体系办    提交时间：2023-09-21 00:00:00.000000         

牧草生产实际技术

果园种草提升土壤质量，助力果园提质增效

青藏高原牧草栽培岗位 沈禹颖 李渊 王自奎

果园种草—提质增产促效益

1. 背景概述

由于其较高的经济价值，果园种植系统已成为农业的重要组成部分。在过去几十年中，果园面积和水果产量迅速增加，以满足强劲的水果消费需求。2000年至2019年，全球果园种植面积和水果产量分别增长了约22%和54%。我国拥有世界上最大的果园种植面积和最高的水果产量。2019年，我国果园生产了24920万吨水果，面积1549万公顷，分别占全球水果总产量的约23%和果园面积的约28%。然而，果园生态系统产生的温室气体排放量相当于102 Tg的二氧化碳，比谷类作物生产系统的排放量更大；同时，果园种植系统对土壤有机碳（SOC）库影响存在很大的不确定性，这主要是由果园系统管理不当导致的。

清耕与果园种草是两种很有代表性的果园管理措施，它们对SOC储量和土壤健康的影响引起了广泛的关注。清耕是指通过犁耕或喷洒除草剂来保持果树行内/间土壤裸露，以防止下层植被与果树争夺光照、土壤水分和养分。已有研究表明，果园系统中清耕会导致土壤SOC储量减少。相反，果园种草可以通过提供有机物输入减少SOC损失，并减少温室气体排放。通常来说，果园种草增加SOC储量的机制有两种：种草通过根系分泌物或根系腐烂增加地下SOC输入，种草直接将新鲜有机残留物输入土壤；有机物的输入改善了土壤物理性质，提高了土壤微生物和酶活性，促进了团聚体的形成和稳定，进而改善了土壤结构并促进了SOC的固存。土壤健康的提升对最终增加果园产量意义重大。因此，种草是极具潜力的果园优化管理措施之一。

2. 研究进展

本研究量化了全国范围内果园种草对0-30 cm土壤养分含量，微生物丰度和酶活性，以及SOC储量的影响，以期为优化果园种草管理提供有价值的启示。研究结果表明：（1）与清耕相比，种草分别增加了52.6%、61.2%、78.7%、47.3%和9.4%的微生物生物量碳、细菌、真菌和放线菌的丰度和微生物多样性（Shannon指数）；（2）种草还增加了转化酶，脲酶，酸性磷酸酶，碱性磷酸酶，过氧化氢酶和纤维素酶的活性，分别提高了26.0%，27.0%，15.1%，26.6%，11.9%和71.0%；（3）这些变化随所种植草的性状（例如，草类型，固氮功能），气候条件（年均降水和年均温），土壤特性（例如，土壤pH值，土壤质地）和管理措施（例如，果园年龄，种草的持续时间和种草模式）而异。同时，基于已有的和我们的研究，我们提出综合考量种草果园的土壤养分、土壤微生物、酶活性、SOC含量和果实产量的潜在机制模型（图1）。总之，果园种草需要综合考虑草类植物的特性，如，栽培或乡土草种，固氮特性；果园的水温条件；土壤特性，如，土壤酸碱度，土壤质地；管理措施，如果园年龄，覆草的持续时间和种草模式（单播，混播，特别是豆禾混播），以此发挥果园种草的最大效益，改善果园土壤健康，提高果园产量。

图1 种草改善果园土壤生物特性的概念图。值显示百分比变化，仅给出显著的结果，p＜0.05。向上（橙色）和向下（蓝色）箭头分别表示增加和减少趋势。缩写为土壤变量（EV），植物性状（PT），气候因子（CF），管理措施（MP），土壤有效氮（AN），有效磷（AP），有效钾（AK），总磷（TP），土壤微生物生物量碳（MBC），香农指数（SI），细菌丰度，真菌丰度，放线菌丰度，转化酶，脲酶，酸性磷酸酶（ACP），碱性磷酸酶（ALP），过氧化氢酶（CAT）和纤维素酶的活性。

3. 研究展望

除了优化果园种草模式外，其它管理方式对土壤健康状况和果园产量也有很大的影响。已有的研究还表明，与不施肥相比，在生草果园中，施用有机和无机肥料会显著提高SOC；与雨养条件相比，灌溉增加系统的净初级生产力，进而提高SOC储量。为进一步优化果园管理方式，指导当地最优的管理模式。未来的研究还应该考虑种草模式，施肥和灌溉管理的作用。同时，本研究只关注表层土壤健康状况，因此，未来的研究还应该考虑增加土壤剖面或深层土壤SOC及土壤养分状况。

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