袁嘉瑋 ,張 健 ,張鵬飛 ,孫 權(quán) ,薛琴琴 ,張冬梅 ,張戰(zhàn)備 ,梁哲軍
(1.寧夏大學農(nóng)學院,寧夏銀川750021;2.山西農(nóng)業(yè)大學棉花研究所,山西運城044000)
果園生草栽培是隨灌溉系統(tǒng)的不斷發(fā)展而興起的現(xiàn)代化果園土壤管理模式[1]。我國于1998年將果園生草栽培作為綠色果品生產(chǎn)主要技術措施全面大面積推廣,但時至今日,生草栽培仍處于小面積應用階段,未成為我國主流果園土壤管理模式[2]。諸多研究表明,果園生草栽培可改善果園土壤生態(tài)及土壤理化性質(zhì),提高土壤含水量,增加土壤有機質(zhì)及營養(yǎng)元素含量,促進果樹生長發(fā)育,提高果實品質(zhì)及產(chǎn)量[3-12]。不同地區(qū)因其土壤生態(tài)環(huán)境的差異,其適宜種植的果園生草種類略有不同,目前有關山西南部地區(qū)蘋果園生草栽培對土壤含水量影響的報道較少。
本試驗以4種人工生草栽培與自然生草對比分析蘋果園不同深度土壤水分動態(tài)變化特征,篩選適宜在山西南部地區(qū)種植的果園生草品種。
試驗地點位于山西省運城市鹽湖區(qū)北相鎮(zhèn)振興莊村山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所楊包基地。試驗果園富士蘋果的株行距為4.0 m×1.5 m,樹齡6 a,樹形為紡錘形,果園采用噴灌系統(tǒng)進行灌溉。該地區(qū)空氣干燥,光熱條件較好,熱量資源豐富,屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,年平均氣溫13.3℃,無霜期212 d左右,年降雨量525 mm左右。試驗園土壤類型為黏土。
4個果園生草品種均從永濟市富橋鼠茅草種植有限公司購買,包括鼠茅草、毛苕子、三葉草、苜蓿,以自然生草為對照。
試驗于2018年4月下旬進行,各果園生草品種均采用行間播種,每個品種的生草面積在1300m2,覆蓋320棵蘋果樹。各草種的草籽質(zhì)量相同,草種播種密度10 g/m2,于8月下旬割除過高草種,留茬高度控制在10~15 cm,割除物留在果園行間自然分解。各草種灌溉方式及時間同果樹灌溉管理。
分別于6月15日、7月15日、8月15日、9月15日進行土樣采集。土樣采集采用5點取樣法,即在種植不同草種小區(qū)的東南、西南、西北、東北4個方位及中間采集 0~5、5~20、20~40、40~60 cm各土層土壤50 g,除雜混合并裝入鋁盒中稱質(zhì)量,放于烘箱中80℃烘干后第2次稱質(zhì)量,計算0~5、5~20、20~40、40~60 cm各土層土壤含水量。
數(shù)據(jù)采用Excel 2019作圖,采用SPSS13.0進行顯著性分析。
由圖1可知,6—9月不同生草栽培0~5 cm土層土壤含水量呈先上升后下降趨勢,除8月鼠茅草略低于自然生草外(無顯著差異),其余各處理均高于自然生草。6月,鼠茅草、毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高97.1%、44.2%、169.3%、159.8%,其中,三葉草顯著高于除苜蓿外其余草種,自然生草顯著低于除毛苕子外各生草栽培處理。7月,鼠茅草、毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高9.4%、12.9%、34.6%、44.8%,其中,苜蓿顯著高于自然生草。8月,毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高71.3%、153.7%、167.1%,其中,三葉草與苜蓿處理土壤含水量顯著高于其他處理。9月,鼠茅草、毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高13.4%、21.6%、15.1%、97.4%,各處理間無顯著性差異。
由圖2可知,6—9月不同生草栽培5~20 cm土層土壤含水量呈先上升后下降趨勢,7月和9月生草栽培各處理均高于自然生草,6月和8月鼠茅草、毛苕子均低于自然生草(無顯著差異)。6月,三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高87.3%、22.1%,其中,三葉草顯著高于其余處理。7月,鼠茅草、毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高 12.5%、41.2%、56.5%、64.7%,其中,三葉草和苜蓿顯著高于其他處理,自然生草顯著低于各生草栽培處理。8月,三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高12.5%、44.4%,其中,苜蓿處理顯著高于除三葉草外其他處理。9月,鼠茅草、毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高12.4%、22.2%、24.7%、98.3%,苜蓿處理顯著高于其他處理。
由圖3可知,7—9月鼠茅草土壤含水量均低于自然生草,8月毛苕子低于自然生草(無顯著差異)。6月,鼠茅草、毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高0.9%、7.4%、154.8%、70.5%,其中,三葉草顯著高于除苜蓿外其余處理。7月,毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高1.9%、52.0%、67.6%,其中,三葉草和苜蓿顯著高于其他處理。8月,三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高20.6%、22.4%,但與自然生草無顯著差異,且鼠茅草和毛苕子土壤含水量顯著低于其他處理。9月,毛苕子、三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高4.4%、22.3%、42.2%,苜蓿處理顯著高于鼠茅草處理,其他處理間無顯著差異。
由圖4可知,6—9月鼠茅草、毛苕子土壤含水量均低于自然生草,除7月鼠茅草與自然生草具有顯著差異外,其余均無顯著差異;6—9月三葉草和苜蓿土壤含水量均高于自然生草。6月,三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高42.3%、7.4%,其中,三葉草顯著高于其他處理。7月,三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高37.8%、51.2%,且其顯著高于其他處理。8月,三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高3.4%、53.1%,其中,苜蓿顯著高于鼠茅草處理,其他處理間無顯著差異。9月,三葉草、苜蓿較自然生草土壤含水量分別提高1.5%、31.5%,各處理間無顯著差異。
土壤含水量受灌溉、降雨、光照、土壤質(zhì)地、下滲和作物等多種因素的影響,不同土層受到的影響又不一致[13]。本試驗表明,7月不同生草栽培在0~5、5~20、20~40 cm土層均呈現(xiàn)峰值,其原因是受7月果園灌溉及降雨的影響,而在7月40~60 cm土層部分生草栽培未呈現(xiàn)峰值的原因是受不同草種的影響。0~5 cm土層的土壤含水量毛苕子、三葉草、苜蓿均優(yōu)于自然生草,鼠茅草于8月略低于自然生草。這與李曉龍等[14]研究結(jié)果“人工生草栽培在淺層土壤(5~10 cm)含水量均優(yōu)于自然生草”的結(jié)論不同,其原因可能是由于山西南部地區(qū)8月溫度較高,鼠茅草自身生長加快了土壤水分的消耗。5~20、20~40 cm土層土壤含水量三葉草與苜蓿處理總體上明顯優(yōu)于其他處理,與李曉龍等[14-15]的研究結(jié)論一致,部分月份未呈顯著性差異的原因可能是受其他因素影響。40~60 cm土層土壤含水量除7月外,4種人工生草栽培處理與自然生草處理無顯著差異,證明人工生草栽培對40~60cm土層土壤含水量沒有影響。而7月呈顯著差異的原因是由于受灌溉及降雨影響,表層土壤含水量豐富,三葉草和苜蓿處理改善了土壤的持水性能,從而使其土壤中下滲水分量較多,造成在40~60 cm土層下形成差異。