行間生草對山楂園土壤養分、酶活性及微生物的影響

王寶廣 邵澤龍 姬學俊 侯志勇 冉昆

摘 要：在山楂園行間連續種植4年毛苕子和黑麥草，研究生草對山楂園土壤養分、酶活性及微生物的影響，以期為生草栽培在山楂園土壤管理當中的應用提供參考。結果表明：山楂園行間種植毛苕子和黑麥草顯著提高0～20 cm、20～40 cm土層土壤有機質，與清耕相比分別提高37.7%、33.2%和29.7%、27.7%，但對40～60 cm土層的有機質含量沒有顯著影響。行間種植毛苕子和黑麥草顯著提高各個土層的堿解氮、速效磷、速效鉀含量以及0～20 cm、20～40 cm土層的蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性。此外，行間生草顯著增加了山楂園各個土層的土壤細菌、真菌和放線菌的數量。本研究表明，行間種植毛苕子和黑麥草可提高山楂園土壤養分含量、增加土壤酶活性，改善土壤微生物，提高土壤綜合肥力。綜合而言，毛苕子較黑麥草更適宜在山楂園中推廣。

關鍵詞：山楂園;行間生草;土壤養分;土壤酶活性;土壤微生物

文章編號：2096-8108（2021）04-0021-04? 中圖分類號：S661.5? 文獻標識碼：A

Effects of Interrow Grass on Soil Nutrients，Enzyme Activities and Microorganisms in Hawthorn Orchard

WANG Baoguang1，SHAO Zelong2，JI Xuejun2，HOU Zhiyong2，RAN Kun3

（1.Fruit and Tea Service Center of Fei County， Fei County 273400， China;

2.Administrative Examination and Approval Service Bureau of Fei County， Fei County 273400， China;

3. Shandong Institute of Pomology， Taian 271000， China）

Abstract：In this experiment， the leguminous vetch and the gramineous ryegrass were continuously grown between rows （4 years） to explore the effects of growing grass on soil nutrients， enzyme activities and microorganisms in hawthorn orchards. The results showed that planting vetch and ryegrass between rows in the hawthorn orchard significantly increased the soil organic matter in soil layers from 0 cm to20 cm and from 20 cm to 40 cm， and increased 37.7%， 33.2% and 29.7%， 27.7%， respectively， compared with clear tillage， but the organic matter content of soil layer from 40 cm to 60 cm has no significant effect. Planting vetch and ryegrass between rows significantly increased the content of available nitrogen， available phosphorus， and available potassium in each soil layer， and the activities of invertase， phosphatase and urease in the soil layers from 0 cm to 20 cm and 20cm to 40 cm. In addition， growing grass between rows significantly increased the number of soil bacteria， fungi and actinomycetes in each soil layer of the hawthorn orchard. This study showed that planting vetch and ryegrass between rows could increase soil nutrient content in hawthorn orchard， increase soil enzyme activity， improve soil microbes， and improve soil comprehensive fertility. Comprehensive comparison， vetch is more suitable for promotion in hawthorn orchard than ryegrass.

Keywords：hawthorn orchard; interrow grass; soil nutrient; enzyme activity; soil microorganism

山楂（Crataegus pinnatifida Bunge），別名紅果、山里紅等，薔薇科山楂屬落葉喬木。山楂果實可鮮食或進一步加工成罐頭、飲品，干制后還可入藥，是中國特有的藥食同源樹種。費縣是山楂的原產地之一，素有“費縣山楂佳天下，天下山楂佳費縣”的贊語，山楂栽培面積近0.67萬hm2，但由于立地條件普遍較差，土壤有機質含量低，導致果實品質較差。因此對山楂園土壤進行科學管理，提高土壤有機質含量，是山楂豐產優質的重要前提，也是山楂產業可持續發展的基礎。

生草栽培是果樹行間或全園種植1年生或多年生草本植物的土壤管理方式，主要包括自然生草和人工生草兩種方式。吳玉森等[1]在黃河三角洲梨園連續自然生草7年，結果表明生草可顯著提高土壤有機質含量、酶活性及礦質營養元素含量，從而提高梨果實品質。陳學森等[2]研究表明，人工生草結合自然生草2～6年顯著提升了蘋果園0～20 cm耕作層土壤的綜合肥力。袁嘉瑋等[3]研究發現，山西南部地區蘋果園行間種植苜蓿和三葉草顯著增加20～40 cm土層的土壤含水量，提高果園土壤的持水性能。前人研究也表明，生草處理可提高果園土壤有機碳含量，促進土壤大團聚體的形成，從而改善土壤結構穩定性[4，5]。綜上，生草栽培可以改善果園土壤理化性狀和生物學性狀，提高土壤有機質含量，優化根系生長環境，進而增加果園產量，提高果實品質[6]。但前人研究多集中于蘋果[2，6]、梨[1]、柑橘[6，7]、葡萄[8]、龍眼[9]等果園土壤，而對山楂園的研究較少;僅有研究發現覆草可以穩定山楂園地溫，增加土壤含水量[10]，提高山楂園土壤速效養分和有機質含量，促進樹體的生長發育，提高果實品質[11]。但生草栽培對山楂園土壤生物學性狀的影響鮮有報道。

因此，本研究選擇行間連續種植4年毛苕子和黑麥草的山楂園，以清耕為對照，測定土壤養分、酶活性及微生物的變化，探討行間生草對山楂園土壤綜合肥力的影響，以期為生草栽培在山楂園土壤管理當中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點為山東省費縣東蒙鎮紅山前山楂種植合作社，品種為10年生‘大金星，株行距為2 m×4 m，土壤類型為沙壤土，pH 6.7，有機質含量9.18 g/kg，堿解氮含量43.19 mg/kg，速效磷含量74.58 mg/kg，速效鉀含量142.67 g/kg。

1.2 試驗設計

試驗于2016年9月至2020年9月進行，設置毛苕子（Vicia villosa）、黑麥草（Lolium perenne）及清耕（對照，CK）3個處理，隨機區組試驗，每個試驗小區4 m×10 m，重復3次，毛苕子和黑麥草采用撒播方式于2016年9月中旬播種，連續行間生草4年，常規管理。

1.3 土樣采集

2020年9月下旬，按5點采樣法分別采集各個小區0～20、20～40、40～60 cm土層的土壤，同一小區的同土層土樣混勻后作為1個土壤樣品，剔除石子、植物殘根等雜物后裝入自封袋，過2 mm篩后一部分放置在4 ℃冰箱保存，用于測定酶活性及微生物，一部分自然風干用于測定土壤養分。

1.4 測定項目與方法

土壤有機質測定采用水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法;堿解氮含量采用堿解擴散法測定;速效磷測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法;速效鉀測定采用乙酸銨浸提-火焰光度計法[12]。

土壤蔗糖酶活性用3，5-二硝基水楊酸比色法;土壤脲酶活性用苯酚-次氯酸鈉比色法;土壤磷酸酶活性用磷酸苯二鈉比色法;土壤過氧化氫酶活性用高錳酸鉀滴定法[12]。

微生物數量利用稀釋平板涂抹培養計數法統計。細菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，放線菌采用改良的高氏一號培養基，真菌采用PDA培養基[12]。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對數據進行分析，采用DPS7.05軟件進行方差分析，以Duncans法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 行間生草對山楂園土壤養分含量的影響

由表1可以看出，隨著土壤深度的增加，土壤有機質、堿解氮、速效鉀和速效磷含量依次降低。山楂園行間種植毛苕子和黑麥草顯著提高0～20 cm、20～40 cm土層的有機質含量，與清耕（對照）相比分別提高37.7%、33.2%和29.7%、27.7%，但對40～60 cm土層的有機質含量沒有顯著影響。行間種植毛苕子和黑麥草使各個土層的堿解氮、速效磷、速效鉀含量均顯著高于清耕，其中毛苕子處理對0～20? cm、20～40 cm、40～60 cm土層的堿解氮含量提高幅度最大，增幅分別為47.8%、32.4%和32.0%;黑麥草處理對各個土層的速效鉀含量提高幅度最大，分別為11.2%、24.4%和15.9%;此外，黑麥草處理對0～20 cm、20～40 cm土層的速效磷含量提高幅度更大，分別為42.3%和28.6%，上述結果表明行間生草有利于提高山楂園土壤養分含量。

2.2 行間生草對山楂園土壤酶活性的影響

由圖1-圖3可知，山楂園土壤蔗糖酶、磷酸酶、脲酶活性隨著土層加深而逐漸降低。行間種植毛苕子和黑麥草均可顯著提高0～20 cm、20～40 cm土層的蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性，但毛苕子處理增幅大于黑麥草處理。在0～20 cm土層，毛苕子處理的土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性分別提高55.1%、47.8%和107.8%，在20～40 cm土層，增幅分別為65.7%、40.6%和67.9%;在40～60 cm土層，毛苕子處理顯著提高山楂園土壤蔗糖酶和磷酸酶活性，分別提高37.4%和35.8%，而黑麥草處理與清耕相比差異不顯著。

2.3 行間生草對山楂園土壤微生物的影響

由表2可知，行間生草顯著增加山楂園各個土層的土壤細菌、真菌和放線菌數量，其中細菌和放線菌的數量提高幅度較大，且毛苕子提高幅度大于黑麥草，分別使0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm土層的細菌數量增加176.4%、130.5%和80.9%，放線菌數量增加38.8%、46.6%和37.2%。

3 討論與結論

土壤有機質和礦質養分是土壤肥力的重要表征，是限制土壤理化性質、供肥保肥能力及養分有效性等的關鍵因素[13]。本研究表明，行間種植毛苕子和黑麥草均可顯著提高山楂園土壤的有機質、速效氮、速效磷和速效鉀含量，與前人在梨園[2，13]、葡萄園[14-16]的研究一致。但本研究結果表明，生草對40～60 cm土層的有機質含量影響不明顯，這可能與毛苕子和黑麥草的根系分布特點有關，毛苕子和黑麥草根系主要集中分布在0～20 cm土層，因此對深層土壤有機質影響較小[17]。此外，本研究還發現毛苕子處理對山楂園土壤堿解氮含量的影響更大，而黑麥草則對土壤速效磷和速效鉀含量的影響更大，這可能與毛苕子根系的固氮作用有關。因此，了解果園基礎地力，合理選擇草種至關重要，可以針對性的改善果園土壤狀況，進一步提高果園生產力。

土壤酶主要來源于土壤中動植物殘體分解、植物根系分泌和土壤微生物代謝，其活性可在一定程度上反映土壤生物活性和土壤肥力狀況[18]，蔗糖酶、脲酶和磷酸酶分別參與土壤中碳、氮、磷的循環，其活性與土壤養分轉化密切相關[19]。本研究結果表明，行間生草可顯著提高山楂園土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性，從而促進土壤養分轉化，增加土壤礦質養分含量。

土壤微生物對穩定土壤系統具有重要作用，其種類、數量受土壤溫度、水分、營養狀況及土壤理化性質等的綜合影響。研究表明，生草可以調節不同深度的土壤溫度，改善土壤理化性質[20]。

此外，果園生草很大程度上增加了土壤中有機碳的供給，為土壤微生物的生長和繁殖提供營養[21]，因此提高了各個土層土壤細菌、真菌、放線菌數量。井趙斌等[20]研究發現黑麥草、鴨茅草及二者混種增加了獼猴桃果園0～20 cm土層土壤微生物總量，與本研究結果一致。

綜上，行間生草可顯著增加山楂園土壤有機質和礦質養分含量，提高土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶的活性以及土壤細菌、真菌和放線菌等微生物的數量，從而改善土壤肥力，為山楂園優質增產奠定基礎。綜合來看，毛苕子較黑麥草更適宜在山楂園中推廣。

參考文獻

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收稿日期：2021-03-15

第一作者簡介：

王寶廣（1977-），男，農藝師，主要從事果樹栽培技術推廣等工作。電話：13953963802;E-mail：1170934720@qq.com