果园生草栽培是在果树行间或全园种植草本植物作为土壤覆盖的一种生态果园培育模式。二次大战后生草栽培在国外得到迅速发展，目前，欧美及日本生草果园面积占果园总面积的55%~70%以上(姚胜蕊等, 1999)。实际上，种植和利用绿肥是我国农业生产的传统经验之一：早在公元6世纪人们就认识到果园种植豆科作物有好处(吴光林, 1992)。20世纪70—80年代我国各地纷纷开展果园生草试验示范推广，1998年开始推广果园生草栽培技术，但清耕果园面积仍占果园总面积的90%以上，果园生草栽培仅处于试验和小面积应用阶段(惠竹梅等，2003)。

研究表明果园生草可以影响树势，改变叶片营养(Shribbs et al., 1986; 邓丰产等，2003；欧毅等，2005)，提高果实产量和品质(李会科等，2007；欧毅等，2005；李华等，2005；刘蝴蝶等，2003)。这些研究多集中在果园生草互作效果方面，而对互作效果机理方面的研究相对较少，特别是对果树和牧草直接交互的器官-根系方面的研究更是鲜有报道。进行果园生草复合系统根系分布与生长动态的研究，对研究生草栽培种间养分、水分互作机理，探讨果园生草的优化模式，加强果园生草管理有着重要生产指导意义。

1 试验地概况

试验地位于济源市裴村(112°03′E，35°11′N)。该区年均气温14.3℃，年均降雨量641 mm，≥0℃年积温5 262℃，≥10℃年积温4 639℃，太阳辐射总量为494.1 kJ·m^-2，全年无霜期262 d。试验地建在由洪积扇和坡积物所组成的缓坡梯田上，土层厚度1 m左右，砾石含量15%，pH值8.3左右，有机质含量0.69%~1.14%，速效氮含量21.4~80 mg·kg^-1，速效磷含量5.4~16 mg·kg^-1，速效钾含量61~103.4 mg·kg^-1。试验地面积3 hm²，从试验地中间分开，东半部分进行生草处理，西半部分作为清耕对照。两部分水肥管理状况基本一致。

2 材料和方法 2.1 材料

试材为4年生金太阳杏(Prunus armeniaca cv. Sun-gold)，砧木为山杏(Prunus armeniaca)，南北行向，株行距为3 m×4 m。果树平均基径4.3 cm，平均树高247 cm，平均冠幅312 cm。杯状树形：主干上部枝按50°开张角延伸，主枝上培养向外生长的侧枝(角度大于60°)，邻接分生3个主枝，以后大体按二叉分枝方式，分生6个二级侧枝或10~12个三级侧枝；并在主侧枝上培养大、中、小枝组。行间播种紫花苜蓿(Medicago sativa)：2年生，品种为阿尔冈金。在杏树干基每侧保留50 cm宽的营养带。

2.2 方法

2006年5月20日，在生草和清耕对照杏园各选3株代表平均生长势的杏树，在树行两侧分别距树基100 cm、150 cm、200 cm处，各做1个100 cm深、50 cm宽的剖面。按粗细将根系分为4级：Ⅰ级根为生长根；Ⅱ级根直径＜1 mm；Ⅲ级根直径为1~3 mm；Ⅳ级根直径＞3 mm。将各级根系在剖面的位置以不同符号记入坐标纸相应位置上。由表层开始，每20 cm㎝为1层, 共5层, 分别统计每层各类根的数量(Bohm, 1985)。

2005-02—2006-01，采用土钻法调查根系的生长动态，于每月10日在0~40 cm土层取土样，土钻内径70 mm，取样点距树基100~150 cm。间作和清耕处理取3棵生长势平均的杏树，每棵树树行南侧和北侧各取3个点。土样取出后用水泡软、冲洗、过滤、获得根系，对每个土样的根系计数并量长度，去除老根、死根和杂草根系，不论长短，将每条新根计为1条根段。

紫花苜蓿根系体积和干质量的测定：生草果园内随机选取3个1 m×1 m样方，用小土铲每10 cm为1层挖取根系，到没有根系为止。对根系进行洗净、除杂，将净根系放进有水的量筒中，量筒内的水分增加体积就是根系体积。将样品烘干、冷却后称质量，即为根系的干质量(郭正刚等，2002)。主根长度和侧根分布的测定：分别于分枝期、孕蕾期、始花期、盛花期、成熟期在生草果园内随机选择5株生长势平均的单株，以该株为圆心，25 cm为半径，自上而下，每10 cm为1层挖取单株根系，到没有侧根和主根直径小于1 mm为止。记录每层内主根上的侧根数，离主根5 mm且直径≥1 mm的根系可计入侧根数，＜1 mm时不计入。主根直径指离根颈5 cm处的直径(孙启忠等, 2001)。

3 结果与分析 3.1 杏树根系的空间分布特征

从表 1可以看出，生草处理杏树的根系多分布在20~40 cm土层，可占总根数的46.5%，0~40 cm土层根数占总根数的79.2%，随着土层加深根数递减。清耕金太阳杏根数却以0~20 cm土层最多，占总根数的43.9%，0~40 cm土层根数占总根数的77.2%，随着土层加深根数递减。国外研究表明：生草对降低果园土壤密度、增加土壤渗水性和持水能力有显著的促进作用(Merwin，1991；Wilson，1982)；随着时间推移，活地被物残体、半腐解层在微生物的作用下，形成有机质及有效态矿质元素，不断补充土壤营养(Hayness et al., 1980)。就整个剖面的根量而言，间作果园比清耕果园多56根。就剖面根系类型来看，＜1 mm的细根分别占生草与清耕2种处理总根量的70.5%和70.7%。

从表 2可以看出，4年生杏树根系水平分布可达200 cm，根幅远大于冠幅，行间根系有交叉，交叉部分根系数量显著减少。根系多集中于100 cm处，在该范围内生草和清耕2种栽培方式的根系数量分别占总根数的47.7%和46.9%，在100~150 cm处的根数分别占总根数91.6%和87.5%。可见，4年生杏树根系主要分布在150 cm根幅范围内，这个区域是牧草跟果树水肥利用与竞争最活跃的区域，应加强对该区域的管理。生草栽培后杏树根幅明显大于清耕果园，在200 cm根幅内，生草栽培杏树根系数量比清耕多出4.1%。

3.2 杏树新根年生长动态

在0~40 cm土层中，杏树新根以吸收根为主(吕增仁，1988)。从表 3可以看出新根1年内有2次生长高峰，第1次为3—4月，第2次为6—7月，生草栽培的第1次生长高峰稍提前于清耕，这与生草栽培改变小气候有关。2种耕作模式均是第1次生长高峰新根数量最多，占全年的37%以上。3月中旬与6月上中旬这2个时期基本与花期及采果后期重合，也正是树体需要大量水肥的时期，清耕园的需求峰期比间作栽培延迟1周左右。生产中应充分利用新根的生长特点，加强关键时期的水肥管理，提高肥料利用率。

3.3 紫花苜蓿根系的垂直分布格局与生长动态

从表 4可以看出，生草栽培条件下，紫花苜蓿根系主要集中在0~20 cm土层中, 这个土层中各功能指标均超过70%。而金太阳杏主要吸收根分布在20~40 cm土层中，与紫花苜蓿根系垂直空间上呈现“错层”现象。

从图 1可以看出，紫花苜蓿主根前期生长比较平缓，侧根发生量也不多，盛花期主根加速生长且侧根增加，这时对水分需求量较大。紫花苜蓿的盛花期出现在7月中下旬，这时北方大部分地区已经进入雨季，而金太阳杏这一时期已经进入花芽大量形成期，若此时水肥过量，反而易造成树体旺长，对成花不利，紫花苜蓿这一时期刚好利用过多的水肥，对金太阳杏的花芽形成很有帮助。此外，郭正刚等(2004)研究发现对紫花苜蓿刈割能抑制苜蓿主根纵向生长，随着刈割次数增加，这种抑制作用增强，但刈割对主根横向(直径)生长却有促进作用。合理的刈割可以有效调整紫花苜蓿生理水肥需求高峰期，使其避开果树需求高峰期，缓解两者的竞争压力。

4 结论与讨论

4年生金太阳杏幼树根系的垂直分布可达100 cm左右。生草栽培后杏树根系吸收根密集分布在20~40 cm土层，占总根数量的46.5%；清耕园杏树根系密集分布在0~20 cm土层，占总根数量的43.9%。紫花苜蓿主根分布可达70 cm，其主要根系分布在0~20 cm土层中，约占总根量的70%，和果树根系在空间尺度上基本错开，不会引起太大的水、肥矛盾。

4年生金太阳杏幼树根系的水平分布可达200 cm左右，根幅远大于树冠，行间根系交叉，但交叉部分根量显著减少。而根量最多的部位是距树干100 cm处, 生草果园该处的根量占总根量的47.7%, 清耕果园该处的根量占总根量的46.9%。可见, 距树干100 cm范围内是灌水施肥的重点管理区。

1年中金太阳杏新根有2次明显的生长高峰，第1次出现在3—4月，第2次出现在6—7月，第1次生长高峰新根数量最多，约占全年的40%。紫花苜蓿主根系的生长高峰及侧根大量形成期发生在7月中下旬，2者在时间尺度上基本是错开的。

利用杏树新根的生长特点，管理中应掌握2个水肥补充关键时期：3月中旬和6月上中旬，这2个时间基本与杏树花期及采果后期重合，此时正是树体需要大量水肥的时期。

刈割可以更好地调节果树与牧草生育期在空间和时间尺度上的差异，减少竞争，目前国内外这方面的研究还很少。