果园土壤培肥技术研究现状

    徐小迪 周宇涵 石其宇 高君 曹丽

    摘 要：土壤培肥是培育土壤肥力，改善土壤结构的过程。该文对当今2种果园土壤培肥技术进行了综述，阐述了秸秆覆盖技术及翻压绿肥技术的国内外研究现状，分析了果园土壤管理存在的问题，并展望了果园土壤培肥技术的发展方向。

    关键词：果园;秸秆覆盖;翻压绿肥;土壤性状

    中图分类号 S567.239文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）07-0119-04

    Research Status of Soil Fertility Improvement Technology in Orchard

    XU Xiaodi et al.

    （Agriculture College of Yanbian University，Yanji 133002， China）

    Abstract： Soil fertility is the process of cultivating soil fertility and improving soil structure. This article reviews the current two orchard soil fertilization technologies， expounds the current domestic and foreign research status of straw mulching technology and rolling green manure technology， analyzes the problems of soil management in orchards， and looks forward to the direction of development of soil fertilization technology in orchards.

    Key words： Orchard; Straw mulch; Green manure overturning; Soil properties

    土壤是农业生产最基本的自然资源，土壤中含有的物质为作物提供各种营养、水分、能量等，以供其正常生长。实践表明，土壤肥力能够在一定程度上决定作物的生长状况，进而影响产量[1]。特殊的地理位置及自然情况导致部分地区土壤结构复杂，土壤肥力较弱，导致果园经济效益较差。采用覆盖穴盘、翻压绿肥等方式，既能提高土壤肥力，又能改善土壤性质，可以缓解当前面临的土壤及环境问题。

    1 果园土壤管理

    当前，我国水果产业日益兴盛，栽培技术优化，经济效益可观，已成为推动现代农业发展、农村经济发展的重要产业，我国果园面积和水果产量均位列世界第一[2]。但目前我国果园大多仍采用传统模式进行栽培，一些农户为增加水果产量过度施用化学肥料，导致土壤本身肥力差，土壤性质明显下降。果园土壤管理是通过采用适宜的耕作技术，改良土壤性状、培肥土壤，为果树生长发育提供良好的环境。果园一般采用清耕、生草栽培、秸秆覆盖等土壤管理方式。果园清耕条件下，土壤持水能力较差，表面温度变化较大，且土壤中养分消耗较快，因此清耕并不是理想的果园管理方法。采用适宜的土壤培肥技術，优化土壤性质，增加果园产量，丰富果实营养，进而获得良好的收益。

    2 秸秆覆盖技术相关研究

    2.1 秸秆覆盖对土壤性质的影响 秸秆覆盖技术是将作物秸秆覆盖在果树周围土壤上，多用于干旱地区及透气性、排水性好的果园。秸秆覆盖技术一般需要在春季覆盖，将果树树盘的土壤深翻，气温回升时进行秸秆覆盖，将玉米秸秆切碎，以宽度1.5m，厚度0.25m覆盖于果园树盘内，撒适量土压实。将秸秆覆盖技术运用于果园生产中可以提高土地肥力、降低投入成本;减少土壤水分蒸发和地表径流;净化环境，消除火灾隐患;解决秸秆处理难题。将秸秆覆盖在果园土壤表面，可以起到一定的保护作用，能减轻太阳光线照射及地面蒸发，可以有效预防高、低温冷害，为根系提供适宜的生长环境。果园覆盖秸秆2年后，大量腐烂的秸秆能够为土壤提供丰富的养分，增加土壤有机质及速效N、P、K含量[3]。同时，产生的有机质可以促进微生物繁殖，有利于增加土壤微生物数量及丰富生物种类。

    2.2 国外研究概况 秸秆是全世界都有的农业废弃物，直接焚烧不仅会浪费资源[4]，而且会带来环境问题。一些发达国家秸秆利用的经验值得我们借鉴，他们将废弃的秸秆再投入到农业中，采取直接还田及果园覆盖等方式，可以直接覆盖于果园树盘，或将其翻耕到更深的土壤中。美国在秸秆再利用方面已取得了一定的成效，将秸秆进行堆肥处理，可以使土壤富含有机质，同时改善了土壤的持水能力[5]。美国秸秆每年的还田量占总产量的68%[6]，具有良好的生态效益。加拿大西部草原地区，耕地面积约占全部72%[7]，也采用了少耕、免耕技术体系，大力促进了秸秆还田、秸秆覆盖，以达到防风蚀目的[8]。澳大利亚传统的铧式犁翻耕土壤使土壤土层变浅，水土流失严重[9]，为改善这些问题，该国积极实施少耕、免耕等技术，秸秆覆盖技术已成为重要的农业措施之一[10]。

    Amir[11]等研究发现，将秸秆覆盖在干旱地区的土壤表面，能够减少表面水分蒸发，连续几年覆盖后的粮食稳产。Forge [12]等研究表明，覆盖秸秆可以增加土壤中多种微生物数量，同时可以提高微生物多样性 [13]。Palese[14]等研究表明，覆盖秸秆能有效减少土壤水土流失，一定程度上改善土壤结构，保水保墒效果比清耕好。Myburgh[15]在研究葡萄园土壤持水问题时发现，在果园土壤表面覆盖秸秆可以减少土壤水分流失，秸秆覆盖量越多持水力越好。Sun[16]等研究枣园的覆盖处理后发现，不同覆盖处理下，秸秆覆盖的保水保墒效果最好。Stagnari[17]等研究表明，秸秆覆盖可以增加土壤含氮量，有效保水保墒，同时可以使小麦产量增加，进而增加经济效益。

    2.3 国内研究概况 中国是世界农业大国之一，每年秸秆产量约9亿t，是世界秸秆资源量第一的国家[18]。吉林省带动推广秸秆覆盖耕作技术[19]，以防治水土流失、节约成本、改善土壤性质为目的，实践发现，应用秸秆覆盖技术的玉米地块长势明显较好，株高与往年变化不大，抗旱效果较好。

    王清江[20]等研究表明，秸秆覆盖模式具有良好的保水效果，可相对有效地平衡地温，提升土地肥力，提升土壤有机质、碱解N、速效P、K含量，对于抑制杂草生长也有很大效果。周江涛[21]等进行多种覆盖处理后发现，4种覆盖处理得到的苹果果实质量均高于清耕。徐祖祥[22]等研究发现，秸秆覆盖技术比单施肥土壤的有机质含量高5.6%～6.5%，同时可以提高土壤全氮、有效磷含量。董智[23]等研究发现，相比于免耕无覆盖处理，秸秆覆盖处理的土壤有机质含量在5年间增加了29.1%。徐锴[24]等研究表明，对果园土壤进行覆盖可以有效减少水分流失，保持土壤持水量，防止土壤板结，改善树体生长情况，增加土壤中各种养分的含量。何圣米[25]等研究表明，茭白秸秆覆盖后的果园，夏季土壤表面温度下降了6.78℃，春冬季节可以起到保温效果。郑明强[26]等试验发现：秸秆覆盖能提高土壤温度，增加土壤养分含量，同时还可以调节土壤pH值，覆盖水稻秸秆的效果比覆盖玉米秸秆更好。赵鹏[27]等在梨园进行了秸秆覆盖等3种还田方式，试验表明，覆盖秸秆可以提高梨园 CO2浓度，进而提高果园产量和品质。刘立晶[28]等研究表明，对土壤进行秸秆覆盖能够一定程度上减缓雨水下渗，降低降雨径流消耗。

    合理覆盖秸秆有利于改善土壤物理性质，利于团性结构的形成，增加土壤田间持水量，促进植株地上、地下部生长，进而增加果实产量，提高果实品质，增加农户收入，推动果园产业绿色发展。

    3 翻压绿肥技术相关研究

    3.1 翻压绿肥对土壤性质的影响 绿肥是一种养分丰富的生物肥料，既可以作为肥源提供养分，还可以促进土壤性质的改良。绿肥是中国传统的有机肥料之一，翻压绿肥作为一项改善土壤质量、保护生态环境的重要措施，已被广泛用于农业生产中。在绿肥的生长期，将其幼嫩茎、叶切成10～20cm[29]，撒在土壤表面，再翻压到土中，操作简单，节省成本，除此之外，翻压分解后可大大增加土壤中的有机质含量，有利于提高土壤肥力[30]。栽培作物的土壤中含有一部分难溶性的磷、钾，难以被作物直接吸收及利用，而绿肥所产生的分泌物及翻压到土壤里腐解后所产生的有机酸恰好可以将其转化为有效磷、有效钾，促进作物生长。翻压绿肥时要考虑气候、地形等自然因素，绿肥选用的种类及与施用化肥的配比均会影响土壤理化性质及土壤微生物活性，根据绿肥及果园实际情况确定适宜的翻压时间，制定合理可行的翻压方式及技术措施，使肥效最佳，从而创造良好的经济效益[31]。

    3.2 国外研究概况 国外绿肥种植面积大，利用方式丰富多样，大多被用到生态农业中。19世纪初，绿肥由我国最初传入欧洲、美洲，随后被广泛应用于农业生产中，逐渐发展成为欧美地区主要的作物覆盖物之一。位于澳大利亚墨尔本的Peter Schreurs & Sons农场专业生产绿色的蔬菜，如撇蓝、韭菜、菊苣等，该农场大规模种植适宜生长的绿肥，播种、翻压绿肥等环节也实现了机械自动化。翻压绿肥技术减少了人力成本，更能提高土壤肥力，提高蔬菜质量[32]。日本农业资源有限，而日本友邦农庄堪称生态农业的典范，其主要采用有机农业型生产，在生产中几乎不施用化学农药、肥料，而采用秸秆还田及翻压、施用绿肥等方法，既能防止水土流失、平衡土壤成分，又能同時保护生态环境、维持生态农业可持续发展。除此之外，美国、英国、荷兰等国家也积极研究绿肥种植及翻压技术，并研制出可以完成播种、施肥、翻压等一系列操作的自动化农业器械，省工省力，取得了良好的成效。

    Brown[33]等研究了绿肥对苹果园杂草和害虫防治的影响，结果表明，在果园进行堆肥处理，对抑制杂草生长和防治害虫有显著效果，是一种有望减少果园农药施用的管理方法。

    Jeon[34]等研究发现，用野豌豆作为绿肥进行处理后，土壤孔隙度明显增加，水稻产量也有所增加。Pattanayak[35]等对3种绿肥进行了田间评价，结果表明：翻压绿肥有利于促进土壤中钾、磷、钙、镁等养分的循环，在土壤和作物之间循环，增加水稻产量。Teasdale[36]等研究发现，土壤表面覆盖的绿肥，能够抑制田间杂草的生长。Fleischner[37]等研究表明，长期施用无机氮肥会对土壤微生物环境造成影响，降低土壤微生物数量及多样性。Gunapala[38]等比较了番茄的传统耕作和有机耕作方式，结果表明，将绿肥翻压到土壤后，土壤有机质含量明显增加[39]。

    3.3 国内研究概况 中国利用绿肥的历史极为悠久。化学肥料的营养含量高、肥效快等优点显而易见，化肥施用量日益增加，但随之带来的土壤理化性质差、环境恶化等问题也不容小觑。绿肥合理利用、翻压施用等技术环节亟待研究，2017年9月，我国绿肥产业体系全面实施[40]。目前，国内许多学者对翻压绿肥技术环节及其对土壤性质的影响进行了深入研究。王茂凡[41]等以金秋梨为材料进行试验，发现绿肥翻压还土对果园增产具有明显效果，不仅降低了果园的投入成本，提高了产品品质，而且使土壤的有机质含量有所增加，抑制了杂草生长[42]，使果园具有良好的生态效应。袁继存[43]研究表明，绿肥是一种重要的有机肥源，能够改善土壤培肥能力，加快土壤中速效N、P、K等养分的转化，防止地表径流。徐祥玉[44]等研究发现，当施用化肥量为常规的85%时，翻压绿肥技术可以明显提高土壤活性。白小军[45]等研究表明，翻压绿肥可以降低土壤pH，同时提高了土壤中有效N、P、K含量，一定程度上改善了土壤的生态环境。王劲松[46]等研究表明，氮磷化肥与绿肥合理施用，可以提高土壤有机质含量，降低土壤容重，提高土壤中有效钾含量，改善土壤结构及理化性质。李杨辉[47]等研究发现，在苹果园连续5年种植绿肥后，可以增加土壤碳含量和其他有效养分含量，还可以调节土壤pH值，有效培肥土壤。牛雅琼[48]等将三种豆科绿肥翻压到猕猴桃园土壤后，分析了果实品质和土壤性质，结果表明，翻压后的土壤容重下降，而总孔隙度，全量N、P、K以及速效N、P、K含量均有所增加，同时提高了猕猴桃品质。于越[49]等对芒果园种植绿肥进行了分析，结果表明，在芒果园种植绿肥，可以调节果园生态环境平衡，提高芒果的产量和品质。

    4 结语

    秸秆覆盖技术能优化果园土壤性质、改善土壤结构，又能增加微生物数量，提高土壤养分利用率等[50]。翻压绿肥有利于改善土壤性状，使微生物在土壤中快速繁殖，增强微生物活性[51]，生成大量腐殖质，促使土壤中难溶性养分转化，增强养分的有效性[52]。合理利用秸秆、绿肥等农作物资源，能够保护生态环境，同时可以解决目前过度依赖化肥农药的现状，有效推动绿色食品产业发展[53]。

    参考文献

    [1]文麒麟，石能文，郑宏飞，等.太阳能温室装备化的构想与新设计[J].大众科技，2012，14（08）：128-131.

    [2]付尧，任舸，夏冬，等.基于SWOT的观赏果树在园林景观中的应用分析[J].安徽农业科学，2019，47（23）：137-138，146.

    [3]韦丽娇，李明，卢敬铭，等.蔗叶机械化粉碎还田负面效应分析与控制[J].安徽农业科学，2011，39（09）：5331-5333.

    [4]徐小红，王豫章，姜利昭.福建省废菌棒综合利用探析[J].福建农机，2018（03）：19-23.

    [5]王平，田長彦，张小勇，等.黑液腐植酸肥料对棉花生长及土壤肥力的影响[J].干旱地区农业研究，2012，30（04）：70-75.

    [6]杨柏松，王深研，熊文江.作物秸秆和根茬机械化处理技术与设备研究现状[J].农业开发与装备，2016（07）：55.

    [7]顾朔硕.哈尔滨市秸秆综合利用模式研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019.

    [8]梁武，聂英.农作物秸秆综合利用：国外经验与中国对策[J].世界农业，2017（09）：34-38.

    [9]靳贞来，靳宇恒.国外秸秆利用经验借鉴与中国发展路径选择[J].世界农业，2015（05）：129-132.

    [10]朱立志.秸秆综合利用与秸秆产业发展[J].中国科学院院刊，2017，32（10）：1125-1132.

    [11]Jacob Amir，Thomas R.Sinclair. A straw mulch system to allow continuous wheat production in an arid climate[J]. Field Crops Research，1996，47（1）：21-31.

    [12]T.A Forge，E Hogue，G Neilsen，et al. Effects of organic mulches on soil microfauna in the root zone of apple：implications for nutrient fluxes and functional diversity of the soil food web[J].Applied Soil Ecology，2003，22（1）：39-54.

    [13]吴凤芝，沈彦辉，周新刚，等.添加小麦和燕麦秸秆对连作黄瓜生长及土壤微生物群落结构的调节作用[J].中国农业科学，2015，48（22）：4585-4596.

    [14]A.M.Palese，N.Vignozzi，G.Celano，et al.Xiloyannis.Influence of soil management on soil pHysical characteristics and water storage in a mature rainfed olive orchard[J].Soil & Tillage Research，2014，144：96-109.

    [15]Myburgh.Effect of shallow tillage and straw mulching on soil water conservation and grapevine response[J]. South African Journal of Plant and Soil，2013，30（4）：219-225.

    [16]Hongyong Sun，Liwei Shao，Xiuwei Liu，et al.Determination of water consumption and the water-saving potential of three mulching methods in a jujube orchard[J]. European Journal of Agronomy，2012，43：87-95.

    [17]Fabio Stagnari， Angelica Galieni，Stefano Speca， et al. Effects of straw mulch on growth and yield of durum wheat during transition to Conservation Agriculture in Mediterranean environment[J].Field Crops Research，2014，167：51-63.

    [18]高永祥，李若尘，张民，等.秸秆还田配施控释掺混尿素对玉米产量和土壤肥力的影响[J/OL].土壤学报：1-13.

    [19]徐小淇.关于吉林省全面推广实施秸秆覆盖还田保护性耕作技术的调研与思考[J].当代农村财经，2020（02）：46-48.

    [20]王清江.矮砧苹果园秸秆覆盖模式及秸秆机械化覆盖作业技术研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2017.

    [21]周江涛，程存刚，闫帅，等.复合覆盖对旱地苹果叶片矿质元素及果实品质的影响[J].北方园艺，2020（05）：46-50.

    [22]徐祖祥.长期秸秆还田对冬小麦产量及土壤肥力的影响[J].山地农业生物学报，2010，29（01）：10-13.

    [23]董智，解宏图，张立军，等.东北玉米带秸秆覆盖免耕对土壤性状的影响[J].玉米科学，2013，21（05）：100-103，108.

    [24]徐锴，张少瑜，袁继存，等.地膜和秸秆覆盖对梨园土壤养分的影响[J].浙江农业学报，2017，29（03）：421-427.

    [25]何圣米，陈可可，周佳燕，等.茭白秸秆果园覆盖对土壤温度的影响[J].浙江农业科学，2020，61（05）：901-902.

    [26]郑明强.樱桃园覆盖秸秆对土壤肥力与温度的影响[J].农技服务，2019，36（08）：22-23.

    [27]赵鹏，詹国勤，徐加宽，等.梨园秸秆和修剪枝条的还田效果研究[J].南京农业大学学报，2015，38（04）：610-616.

    [28]刘立晶，高焕文，李洪文.秸秆覆盖对降雨入渗影响的试验研究[J].中国农业大学学报，2004（05）：12-15，50.

    [29]潘周云，包正元，田景先，等.绿肥压青对植烟土壤改良研究进展[J].安徽农学通报，2019，25（16）：115-117.

    [30]劉桂莲，李金莲.绿肥在我县农业生产中的作用[J].山西农业，2001（12）：16.

    [31]王建平，姚月明，周家麟，等.机插水稻高产简化施肥模型研究[J].江苏农业学报，1989（03）：40-43.

    [32]吴惠昌，游兆延，高学梅，等.我国绿肥生产机械发展探讨及对策建议[J].中国农机化学报，2017，38（11）：24-29.

    [33]M.W Brown，Thomas Tworkoski.Pest management benefits of compost mulch in apple orchards[J]. Agriculture，Ecosystems and Environment，2003，103（3）：465-472.

    [34]Jeon W T，Choi B，El-Azeem S，et al.Effect of different seeding methods on green manure biomass，soil properties and rice yield in rice-based cropping systems[J].African Journal of Biotechnology，2011，10（11）：2024-2031.

    [35]Pattanayak S K，Mishra K N，Jena M K，et al.Evaluation of green manure crops? fertilized with various pHospHorus sources and their effect on subsequent rice crop.Journal of the Indian Society of Soil Science，2001，49（2）：285-291.

    [36]Teasdale J R，Mohler C L.Light Transmittance，Soil Temperature，and Soil Moisture under Residue of Hairy Vetch and Rye[J].Agronomy Journal，1993，85（3）：673-680.

    [37]Fleischner T L.Ecological costs of livestock grazing in western North America.Conservation biology，1994，8（3）：629-644.

    [38]Gunapala N，Scow K M.Dynamics of soil microbial biomass and activity in conventional and? organic farming systems.Soil Biology and Biochemistry，1998，30（6）：805-816.

    [39]王伯诚，赖小芳，陈银龙，等.带籽紫云英翻耕对水稻产量及稻田土壤性质的影响[J].南方农业学报，2013，44（03）：437-441.

    [40]张晴丹.绿肥产业“老树开新花”[J].农村·农业·农民（B版），2018（02）：35-36.

    [41]王茂凡，杨汉竹，石忠美，等果园绿肥翻压肥料减量试验研究[J].农技服务，2015，32（03）：61.

    [42]朱少应.霍山县低产茶园土壤的改良措施[J].安徽农业，1998（10）：26.

    [43]袁继存.梨园绿肥种植与利用技术[J].果树实用技术与信息，2015（12）：18-19.

    [44]徐祥玉，孟贵星，袁家富，等.翻压绿肥对植烟土壤活性有机质和土壤酶的影响[J].中国烟草科学，2011，32（S1）：103-107.

    [45]白小军，冯海萍，张丽娟，等.种植及翻压绿肥对设施土壤养分及微生物区系的影响[J].北方园艺，2014（23）：144-147.

    [46]王劲松，戴茨华，徐红，等.红壤连续施用绿肥和有机肥对玉米产量及土壤肥力的影响[J].中国土壤与肥料，2012（05）：27-30.

    [47]李杨辉，张朝阳，席琳乔，等.苹果园间作苜蓿绿肥对土壤理化性质的影响[J].塔里木大学学报，2020，32（03）：72-79.

    [48]牛雅琼，吴兴洪，冉斌，等.豆科绿肥翻压对猕猴桃产质量和土壤肥力的影响[J].北方园艺，2020（05）：87-94.

    [49]于越，赵兴东，白亚东，等.芒果果园种植绿肥措施分析[J].中国果菜，2019，39（12）：86-88.

    [50]刘会.不同基质和粒径微生物菌肥对苹果生长发育和氮素利用的影响[D].泰安：山东农业大学，2017.

    [51]郑克华.微生物代谢作用对油藏物性和流体性质的影响[D].大庆：东北石油大学，2017.

    [52]曹雪莹.污染农田休耕修复中土壤镉有效性及肥力变化研究[D].长沙：湖南师范大学，2019.

    [53]陈新平.绿色可持续是我国果业的发展方向——果业名词“绿色发展”解读[J].果农之友，2020（01）：25-26.

    （责编：张宏民）