桃园有机栽培的生态效应

江苏农业科学２００６年第３期　一１０５一　桃园有机栽培的生态效应　刘伟忠，赵亚夫，张建英　（江苏丘陵地区镇江农业科学研究所，江苏句容２１２４００）　摘要：采用桃园生草、只施有机肥及仅使用国家环保总局有机食品认证中心（ＯＦＤＣ）允许使用的农药等有机　栽培技术措施，与常规栽培相比，桃园在防止水土流失、改善土壤环境及增加桃园生物多样性等方面生态效应　明显。　关键词：桃园；有机栽培；常规栽培；生态效应　中图分类号：￥６６２．１０４　．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１３０２（２００６）０３—０１０５—０３　２０世纪９０年代以来，我国有机农业从无到有，　面积从小到大，实行有机栽培的农作物种类及产量　均取得了快速的发展…。有机栽培是指符合一定　隔离条件的区域，在不使用化学合成农药、化学肥　料、生长调节剂等物质，不采用基因工程获得生物及　其产物的前提下，遵循自然规律和生态学原理，协调　种植业和养殖业系统的平衡，采用一系列可持续　发展的农业技术，维持持续稳定的农业生产栽培　收稿日期：２００５—１０—３１　过程…。　桃园有机栽培是以桃树为核心，在有机的条件　下人为地建立一个生态系统，通过合理的耕作制度　和栽培措施，保护和强化桃园的生物多样性，利用农　业措施、物理措施、辅助使用必要的生物措施，以利　于病、虫、草的防治，促使地力恢复和改良，水土得以　保持，促进桃园的生态平衡，以取得良好的生态效应　和经济效益。　１研究区概况　作者简介：刘伟忠（１９６４一），男，江苏常州人，在读硕士生，助理研究　员，主要从事有机农业的研究与开发工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉ．　ｕｗｅｉｚｈｏｎｇ１６８＠１２６．ｃｏｒｎ。　研究区位于江苏省句容市茅山有机农业圈内，　占地２０　ｈｍ　，平均海拔５７　ｍ，年均降水量１　０１８　ｍｍ，　到保鲜作用。　参考文献：　［１］吴有根，陈金印．壳聚糖在果蔬保鲜上的研究现状及前景［Ｊ］．　食品与发酵工业。２００２，２８（１２）：５２—５６．　（上接第１０４页）　０：和高ＣＯ：的微气调环境，从而抑制呼吸作用和膜　脂过氧化等需氧生理生化过程，延缓果实的衰老。　同时，壳聚糖的杀菌消毒作用，可以减少果实腐烂，　提高保鲜品质和延长贮藏寿命。　植物衰老过程就是活性氧累积代谢失调的过　程，产生的活性氧自由基使细胞正常代谢不能进　行－８　Ｊ。在正常条件下，果实会通过一定的生理生化　机制，使体内自由基产生和消除之间处于平衡状态。　ＳＯＤ是酶促防御体系中重要的保护酶，能清除０　，　对细胞起到保护作用。　本试验研究表明，随着贮藏期的延长，葡萄细胞　［２］刘兴华，寇莉苹，李彦萍．农产品贮藏运销学实验实习指导［Ｍ］．　杨凌：西北农业大学食品科学系。１９９７．　［３］何宇炯，徐如涓，赵毓橘．表油菜紊内酯对绿豆幼苗衰老的促进　作用［Ｊ］．植物生理学报，１９９６，２２（１）：５８—６２．　［４］王爱国，罗广华．植物的超氧自由基与羟胺反应的定量关系　［Ｊ］．植物生理学通讯，１９９０，２６（６）：５５—５７．　［５］朱广廉．植物生理学实验［Ｍ］．北京：Ｊｒ京大学出版社。１９９０．　［６］冯双庆，周丽丽．果蔬贮藏学实验指导［Ｍ］．北京：北京农业大　学出报社，１９９０．　膜透性增大，引发了膜脂过氧化作用，激发了０　的　产生，同时ＳＯＤ活性降低。通过涂膜处理可显著抑　制０　产生，延缓细胞膜透性增大和ＳＯＤ活性降低　的过程，抑制呼吸作用，从而延缓葡萄果实衰老，起　［７］陈少裕．膜脂过氧化对植物细胞的伤害［Ｊ］．植物生理学报，　１９９１，１７（２）：８４—９Ｏ．　［８］杨激慎，高俊风．活性氧、自由基与植物的衰老［Ｊ］．西北植物学　报，２００１，２１（２）：２１５—２２０．　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｉ　１０６　ｉ　江苏农业科学２ｏ０６年第３期　常年日照总时数２　１５２　ｈ，年日照率４９％，全年太阳　辐射总量４８７．６　ｋＪ／ｃｍ　，全年日平均气温ｌ５．２℃，　１０℃以上活动积温４　８４０℃，土壤为沙壤土，有机质　含量平均为１．５８％　。水资源依托库容量为８４万　ｍ　的白沙水库，水质达国家一级标准。研究区于　２００１年９月启动，土地治理时保持原有缓坡地形地　貌，保留了原有零星分布的较大树木。土地前期种　植作物为大豆、甘薯、玉米等。　２研究方法　选择３块４年生桃园，进行有机栽培（生草覆　盖、只施有机肥、只使用ＯＦＤＣ允许使用的农药）、常　规栽培（净园、常规施肥、常规用药）对比研究，小区　面积３００　ｍ　。　３研究经过　有机栽培区人工种植白三叶草（覆盖率１０％）、　黑麦草（覆盖率２５％）、印度豇豆（覆盖率２０％）、天　然杂草（覆盖率３５％），各种草采用人工刈割还田。　桃树株行距为４　ｍ×８　ｍ，密度为３１５株／ｈｍ　。病虫　害防治采用ＯＦＤＣ允许使用的石硫合剂、苦参碱及　人工、物理方法。肥料施用腐熟鸡粪９．５　ｔ／，ｈｍ　；常　规栽培区桃树密度为３１５株／ｈｍ　，株行距为４　ｍ×８　ｍ。土地裸露。病虫害防治使用石硫合剂、甲基托　布津、世高、吡虫啉、辛硫磷、乐斯本、敌杀死。肥料　施用腐熟鸡粪４　ｔ／，ｈｍ　，另加４５％复合肥０．９５　ｔ／，ｈｍ　４研究结果　４．１　有机栽培在防止桃园水土流失中的生态效应　桃园水土流失会引起土壤薄层化、土壤养分循　环失衡、土壤劣质化和贫瘠化以及土壤沙质化，形成　逆向发育过程，从而导致土壤退化　Ｊ，同时，水土的　流失还引起土壤养分及防治病虫使用的农药的流　失、汇集，从而严重破坏生态环境。　据王凭青等研究，在土层厚度一定时，土壤的水　源涵养性能主要取决于土壤的孔隙特性和孔隙度，　非毛管孔隙大的土壤，可不断地将地表径流转入地　下，减少了土表径流　。有机栽培，通过桃园种草，　草根深入土壤，增加了土壤孔隙度。大量研究认为，　草根对土壤渗透力的作用主要是根系能将土壤单粒　粘结起来，同时也能将板结密实的土体分散，并通过　根系自身的腐解和转化合成腐殖质，使土壤有良好　的团聚结构和孔隙状态　ｊ。根系还能提高土壤的　抗剪强度，降低土壤的冲刷量。根系同时还具有推　迟、延缓和缩短产流、产沙时间的作用　Ｊ。　有机肥料全面替代化学肥料，同样也增加了土　壤有机质的含量，促进了土壤团粒结构的形成，增加　了土壤的孔隙度，提高了土壤的渗透率。　据２００５年７月测定，桃园种草及有机肥料全面　替代化学肥料的有机栽培，土壤容重较常规栽培降　低０．０８　ｇ／ｃｍ　，总孔隙度增加了２．５８％，土壤有机　质含量增加３５．２３％（表１）。　表ｌ　有机栽培对土壤有机质含量等的影响　２００５年７～８月，选择有代表性的两次降雨，降　雨量分别为２３．５　ｍｍ和４２．８　ｍｍ，测定３０　ｍ　有机　栽培与常规栽培降水量与产生径流时间、径流量及　含沙量。结果表明，有机栽培在降水时能显著推迟　径流产生时间、降低径流量及含沙量（表２）。　表２有机栽培对雨后径流量等的影响　４．２有机栽培对土壤环境的生态效应　有机农业原理认为，健康的土壤是作物、牲畜和　人类健康的基础。有机农业培肥的理论视土壤为一　活的生命系统，施肥首先是喂土壤，再由土壤为作物　提供养分。而不像现代农业那样仅把土壤视为作物　生长的载体，用化学肥料为作物直接供给营养。一　方面有机肥全面替代化学肥料是有机农业生产的关　键。有机肥的施用激活了土壤微生物，有利于土壤　生态系统的平衡。而在平衡的土壤生态系统中，具　有高的生物多样性和丰富性。另一方面，桃园生草　栽培通过草根的深扎、草根与土壤的粘结、根系的腐　烂，改善了土壤的容量、孔隙度和有机质含量。在常　规栽培条件下，由于化学肥料和化学农药的过度使　用，引起土壤微生物结构与功能向单一化方向发展，　造成农田生态系统不稳定　…。在生草栽培条件下，　维普资讯 http://www.cqvip.com

刘伟忠等：桃园有机栽培的生态效应　一１Ｏ７一　由于牧草及杂草秸秆富含纤维素水溶性多糖、蛋白　质等物质，通过刈割还田，能激发微生物的活性，促　进微生物的繁殖，增强呼吸作用以及氨化、硝化等作　用，从而引起微生物群落组成的变化，有益微生物群　落增加，有利于分解土壤中有害物质如Ｈ：Ｓ、ＮＨ　等，同时使固氮菌增殖，促进固氮作用。在一定条件　下，有益微生物群落还能参与腐殖质的形成、改善土　壤团粒结构，有利于土壤肥力的提高。有益微生物　于气温较低，害虫数量增长缓慢，５月中旬后害虫数　量增长很快。桃园天敌主要有瓢虫、草蛉、蜘蛛等，　其数量的增消与害虫数量的增消趋于同步。　有机桃园在不施用化学杀虫剂，仅利用糖酯诱　蛾、诱杀金龟子的情况下，害虫数量在天敌的作用下　得到了有效控制。２００４年和２００５年，有机桃园在　每年的３月、６月、９月用石硫合剂、苦参碱防治３　次，病虫害得到了理想的控制。而常规栽培条件下，　群的增加，还能抑制土壤有害菌的繁殖，增强植物对　病菌的抵抗力和免疫力。据卢东等研究，有机栽培　中有害金属ｃｂ、ｃｒ含量较常规栽培低¨　。　有机栽培条件下，土壤中蚯蚓的种类和数量明　显增加，表明有机桃园的土壤理化性得到了有效改　善。蚯蚓能通过取食、消化和排卵等生命活动以及　与微生物的相互作用影响土壤一植物系统中重金属　的化学行为，同时蚯蚓在降解有机废物过程中能提　高土壤中腐殖质和有机酸含量。并促进植物生长。　蚯蚓通过挖掘、取食、排卵、运动，增加土壤的通气　性，提高土壤微生物活性和矿物质养分的有效性，从　而为微生物的生命活动提供充足的无机营养。还有　研究表明，通过蚯蚓的取食行为，能降低有机污染物　向下淋溶，从而减轻污染水体的危险　。　４．３有机栽培对生物多样性的影响　有机栽培的一项重要措施是维护生态平衡，保　护生物多样性。生物多样性具有重要的生态作用，　合理的生物多样性有利于通过生物防治来控制有害　生物的发生。而化学肥料和化学农药的过度使用，　都会引起土壤微生物结构与功能向单一化方向发　展，并会改变生物群落和生物种群的组成，降低生物　群落的多样性　，导致生态系统的稳定性下降、平　衡失调以及杀伤天敌，引起害虫再猖獗。化学杀虫　剂对菜田节肢动物多样性的影响主要表现在物种组　成、多样性指数及物种分布的均匀性等方面。尤其　是对害虫、捕食性天敌和蜘蛛的影响尤为明显。停　止使用化学杀虫剂后，菜田优势害虫种群趋势指数　降低，天敌的控制作用明显增强，节肢动物多样性指　数增大¨　。多年的实践也表明，农田过度使用化学　肥料和化学农药导致农田青蛙、蜘蛛等天敌显著减　少，其中青蛙的减少量达到了惊人的程度。　有机栽培条件下，桃园保留了原有的一些树木，　并种植有黑麦草、白三叶草、紫花苜蓿，混杂有禾本　科及豆科的其他杂草，共有１９科３５种植物。桃园　害虫主要有蚜虫、叶蝉、金龟子、刺蛾等，５月上旬由　２００４年和２００５年的３—９月分别使用农药ｌ２次和　１１次。　５结语　桃园有机栽培通过生草覆盖，施用有机肥、生物　农药、农业措施防治病虫草害及保护生物多样性等　技术措施，增加了土壤有机质含量，减少了土表径　流，病、虫、草害得到了有效控制。但由于桃园有机　栽培在国内仍处于试验探索阶段，技术尚未十分成　熟，年度间存在一定差异，还需进一步研究探索，以　形成完整的技术体系。　参考文献：　［１］卢东，宗良纲．华东典型地区有机与常规农业土壤重金属含量　的比较研究［Ｊ］．农业环境科学学报，２００５，２４（１）：１４３—１４７．　［２］句容市生态农业办公室．江苏省句容茅山有机农业示范区建设　规划［Ｒ］．２００４：９．　［３］史德明，韦启潘，粱音，等．中国南方侵蚀土壤退化指标体系研　究［Ｊ］．水土保持学报，２０００，１４（３）：１—９．　［４］王凭青，段传人，王伯初，等．杂交狼尾草水土保持能力的实验研　究［Ｊ］．水土保持学报，２００５，１９（１）：１１４—１１６．　［５］Ｈａｒｒｉｓ　ＲＦ，Ｃｈｅｓｔｅｒ　Ｇ，Ａｌｌｅｍ　ＯＮ．Ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．　Ａｄｖａｎ　Ａｇｒｏｎ，１９９６，１８：１０７—１６９．　［６］Ｓｔｏｍ　ＪＡ，Ｂｕｔｔｅｒｙ　ＢＲ．Ｖｉｎｅ　ｆｏｒａｇｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｇｇｅｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｃｌａｖｙ　ｌｏａｍ　ｓｏｉｌ［Ｊ］．Ｃａｎａｄｉａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　１９８９，６９：１６５—１６９．　［７］李德荣，王海辉，董闻达，等．百喜草改良稀土尾砂和风化稀土矿　砂理化性质的研究［Ｊ］．江苏农业科学，２００４（２）：９２—９　４＿　［８］刘亚柏，储国良，丁剑英，等．百喜草培肥保土生态效能研究　［Ｊ］．江苏农业科学，２００４（６）：１６０—１６２．　［９］朱显谟．黄土高原脱贫致富之道　三论黄土高原的国土整治　［Ｊ］．水土保持学报，１９９８，１２（３）：１—５．　［１０］　元卿，黄为一．稻秸对土壤细菌群落分子多态性的影响［Ｊ］．　土壤学报，２００５，４２（２）：２７０—２７６．　［１１］高岩，骆永明．蚯蚓对土壤污染的指示作用及其强化修复的　潜力［Ｊ］．土壤学报，２００５，４２（１）：１４０—１４７．　［１２］尤民生．农田生物多样性与害虫综合防治［Ｊ］．生态学报，　２００４，２４（１）：１１７—１２２．