果园生草对土壤质量提升的研究进展

果园种草已被广泛采用，其通过改善土壤肥力来提高果实产量。然而，环境因素对大范围覆草果园土壤有机碳（SOC）储量变化的影响仍不明确。通过对139份已发表文章（包含中国各地342次观测结果）进行分析，本研究旨在研究与清耕相比（无草覆盖的传统耕作），果园0-30 cm土层SOC储量对覆草的响应。

研究结果表明：与清耕相比，果园覆草显著提高了SOC储量21.47%。草龄和土壤黏粒含量是驱动果园覆草SOC储量变化的主要因素。通常来说，成熟落叶果园（≥ 5年）中覆草（覆盖时间≥ 12个月）能够有效地增加SOC储量；特别是在降雨量和温度合适（MAP ≥ 400 mm，MAT ≥ 10 °C），初始土壤有机质含量低（SOM < 15 g kg−1）的酸性（pH < 6.5）土壤果园中覆草。因此，综合考虑覆草的植物特性、气候因素、果园土壤特性和管理措施（图1），我们的研究明确了覆草是提高我国果园0-30 cm土层SOC储量的有效措施。

图1 通过聚合增强树模型分析植物性状（即FTT，果树类型；GT，草类型；OA，果园年龄；GA，草龄），气候因子（即MAP，年平均降水量；MAT，年平均温度），土壤特性（即SOM，初始土壤有机质；STN，初始土壤总氮；pH；SC，土壤黏粒含量）和管理措施（即GS，覆草类型；GGM，覆草生长模式；GM，覆草刈割措施；MRP，覆草割后残留物处理；施肥；灌溉）对SOC储量的相对影响（RI; %）。子图缩写表示土壤变量（EV）、植物性状（PT）、气候因素（CF）和管理措施（MP）。

进展2

果园覆草通过提高土壤生物特性而增强SOC固存。我国拥有世界上最大的果园面积和最高的水果产量，但是缺乏全国范围内果园土壤生物学特性对覆草响应的定量评估。本研究对103份已发表文章进行整合分析，评估覆草对0-40 cm土壤中微生物丰度和多样性，及酶活性（主要是转化酶，脲酶，磷酸酶和多酚氧化酶）的影响。

研究结果表明：（1）与清耕相比，覆草分别增加了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）覆草还增加了转化酶，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）这些变化随覆盖草的性状（例如草类型、固氮功能）、气候条件（MAT和MAP）、土壤特性（例如土壤pH值、土壤质地和土壤采样季节）和管理措施（例如果园年龄、覆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，我们提出综合考量覆草果园土壤养分、土壤微生物、酶活性、SOC含量和果实产量的机制模型（图2）。总之，根据覆盖草的特性、气候、土壤和管理条件，本研究对精准果园覆草管理和可持续果园生产具有重要指导意义。

图2 覆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（红色）和向下（蓝色）箭头分别表示增加和减少趋势。土壤可溶性有机碳（DOC），土壤颗粒有机碳（POC）和温室气体（GHG）缺乏相关值。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。

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