化学农药是控制植物病虫害的有效药物，对农业的增产、保收和保存等方面起了非常大的作用。在传统的果园生态系统中，一直都是以高剂量化学农药输入来达到控制果树病虫害的目的。但是当化学农药落入土壤中以后，通过挥发、扩散、迁移转入大气、水体和生物体中，导致一系列的环境问题、健康风险和生物多样性丧失^[1]。仅美国每年因农药环境危害折合经济损失就超过80亿美元^[2]。降低化学农药施用量是当前集约农业的首要问题，已有的研究表明：在单一农田生态系统中提高植物多样性能够增强生物防治效果，控制有害生物入侵，减少或消除化学农药的施用，防治水土流失等生态系统服务功能^[3]。果园是较为持久的生态系统，不像小麦、玉米等大田作物因季节性收获而使生态系统功能中断，因此为各种害虫和天敌提供了良好的生境连续性，是各种昆虫种群波幅相对稳定，对害虫最易实行生态调控的地方^{[4, 5]}。几十年来，果园自然天敌控制害虫的生态系统服务重要性越来越受重视，果园自然天敌主要控制了螨、蚜虫、食心虫、木虱的为害^{[6, 7]}。自然天敌对梨园梨木虱、对苹果园叶螨的控制作用已有报道^{[8, 9]}。果园间作作物，可以通过物理屏障、视觉干扰、气味隐蔽以及化学物质驱避等机制驱避干扰害虫对果树的识别和定居，也为自然天敌提供栖息和庇护场所，良好的果园生态环境可促使周围农田生态系统中的天敌因季节性变动向果园迁移，并通过不同生态系统之间的运动，扩大天敌种群数量达到系统控制果园害虫的效果^{[10, 11, 12]}。白三叶草（Trifolium repens）为多年生牧草，繁殖能力极强，茎匍匐生长，长30～60 cm，主根短，侧根发达，根瘤固氮，春播的当年和秋播的次年就能形成密集草层，花期5—10月，招引多种自然天敌定居^[13]。桔梗（Platycodon grandiflorum）为多年生草本药用植物，6—9月开花^[14]。梨园间作白三叶草和桔梗与生物药剂结合，生态控制梨园病虫害，减少化学农药的施用量尚无报道。本研究在系统检测梨园化学农药残留时空分布的基础上，通过2年的调控作用实验，定量评价间作作物与生物药剂结合对梨园土壤农药残留和理化性状的调控作用，旨在为梨园化学农药减量化施用提供理论依据。 1 材料和方法 1.1 试验设计

供试梨园为砀山酥梨种质资源省级自然保护区，梨树50年树龄，株行距为4 m×8 m，树体生长健壮。试验设置3个处理：①间作白三叶草+0.3%SAVONA1200X+1%申嗪霉素2000X替代50%常规施药化学农药用量；②间作桔梗+0.3%SAVONA1200X+1%申嗪霉素2000X替代50%常规施药化学农药用量；③对照：人工除草+常规施药。每个处理重复3次。各处理面积均为3×666.7 m²。间作作物于2013年4月上旬播种。SAVONA是一种源自天然钾盐，经特别组配而成的生物杀虫剂（科伯特（北京）农业有限公司生产）。申嗪霉素是一种抗菌素（江西珀乐农作物工程有限公司生产）。 1.2 土壤样品的采集

2012年4月10日采集保护区酥梨施药前土壤，共10个点，土壤深度0~20、20~40、40~60 cm，共计30个样品；2012年9月17日采集保护区酥梨采收前土壤，共6个点，土壤深度0~20、20~40、40~60 cm共计18个样品，待测梨园本底化学农药残留。 2014年8月6日分别在3个处理区每个重复中随机设3个取样点，土壤深度0~40 cm，共计27个样品，待测调控试验后每个处理区化学农药残留。

2014年4月26日、5月10日、6月6日、7月6日和8月6日分别在3个处理区每个重复中随机设5个取样点，土壤深度0~40 cm，每次共计45个样品，待测土壤理化性状。 1.3 土壤化学农药残留的测定

样土中农药残留采用气相色谱法和超高效液相色谱-串联质谱法测定（食品中农药最大残留限量GB 2763—2012）。 1.4 土壤理化性状的测定^[15]

土壤称取湿重后在105 ℃下烘干6 h，取出称干重，计算含水量。土壤水含量=（湿重-干重）/湿重×100%。

根据所测得的土壤湿重和含水量，采用环刀法公式计算土壤容重：d=m/[V（1+W）] 式中：d为土壤容重（g·cm^-3），m为土壤的湿重（g），V为环刀的体积（cm3），W为样品的含水量。

样土中有机质采用重铬酸钾容量法测定，全氮采用重铬酸钾-硫酸消化法测定，碱解氮采用碱扩散法测定，速效磷采用碳酸氢钠法测定。

在2014年7月26日12：30和15：30，分别在3个处理区每个重复中随机选取4个样点，测量土壤表层温度。 1.5 数据处理和分析^[16]

采用Excel计算软件处理数据，不同处理的多重分析采用Duncan新复极差法检验。 2 结果与分析 2.1 调控试验前梨园土壤农药残留时空分布

由表 1可知，毒死蜱、溴氰菊酯、氰戊菊酯和op′-DDT在2012年春季各采样深度和秋季40~60 cm均未检测到。秋季溴氰菊酯和氰戊菊酯在0~20 cm的检出率（66.67%、100%）高于在20~40 cm的检出率（16.67%、83.3%）；氰戊菊酯在0~20 cm的残留量（34.70 μg·kg^-1）显著高于在20~40 cm的残留量（2.70 μg·kg^-1）；溴氰菊酯在0~20 cm的残留量（36.50 μg·kg^-1）与在20~40 cm的残留量（36.10 μg·kg^-1）无显著差异；毒死蜱在0~20 cm的检出率（83.33%）低于在20~40 cm的检出率（100%），在0~20 cm的残留量（8.70 μg·kg^-1）显著低于在20~40 cm的残留量（11.20 μg·kg^-1）。表明毒死蜱、 溴氰菊酯和氰戊菊酯在土壤中的残留主要分布在0~40 cm土层，来源于当年施用的农药。

表 1 不同季节不同深度土壤中化学农药检出率和残留量（2012年） Table 1 The detectable rate and residue of chemical pesticide in soil in different depths and seasons （2012）

表选项

2014年桔梗间作区和白三叶草间作区土壤中苯醚甲环唑、毒死蜱和吡虫啉残留量均显著低于人工除草地（表 2）。表明梨园间作白三叶草+0.3%SAVONA1200X+1%申嗪霉素2000X替代50%常规施药化学农药用量，间作桔梗+0.3%SAVONA1200X+1%申嗪霉素2000X替代50%常规施药化学农药用量的调控措施对土壤中当年施用的农药苯醚甲环唑、毒死蜱和吡虫啉残留控制效果显著。

表 2 不同处理对土壤中农药残留量的影响（2014年） Table 2 Effects of different treatments on residue of pesticide in soil （2014）

表选项

表 3显示桔梗间作区碱解氮、全氮含量均为3次显著低于人工除草区，2次无显著差异。白三叶草间作区碱解氮含量3次显著高于人工除草区，2次无显著差异；全氮含量1次显著高于人工除草区，4次无显著差异。表明桔梗对土壤中的氮吸收作用显著，白三叶草固氮作用显著。桔梗、白三叶草间作区速效磷含量均4次显著高于人工除草区，1次无显著差异，表明桔梗、白三叶草对土壤中磷的拦截作用显著。

表 3 不同处理对土壤碱解氮、全氮、速效磷、有机质含量的影响（2014年）（mg·kg^-1） Table 3 ContentsofCandNincropresiduesinEffects of different treatments on Alkaline-N,Total N,Avail P,Organic materials in soil （2014） （mg·kg^-1）corporatedtosoil

表选项

2014年5月10日和7月6日晴天，白三叶草间作区和桔梗间作区土壤的含水量均显著高于人工除草地（表 4）。4月26日、6月6日和8月6日为阴雨天，4月26日和8月6日白三叶草间作区、桔梗间作区与人工除草地之间差异不显著，6月6日桔梗间作区、白三叶草间作区的含水量显著低于人工除草地。表明梨园间作白三叶草和桔梗作物土壤保水能力显著提高，有效地抑制土壤水分的蒸发。

表 4 不同处理区间作作物对土壤含水量（%）和容重（g·cm^-3）的影响（2014年） Table 4 Effects of intercrops in different treatments on water content （%） and bulk density （g·cm^-3） in soil （2014）

表选项

2014年 7月26日12：30和15：30桔梗间作区和三叶草间作区土壤表层温度显著低于人工除草，表明间作白三叶草和桔梗均可显著缓冲土壤表层温度（表 5）。

表 5 不同处理对土壤表层温度（℃）的影响（2014年） Table 5 Effects of different treatments on soil surface temperature (℃)(2014)

表选项

目前大多数果园中病虫害的防治按“防治历”进行，即从早春至收果，在规定时间内喷施化学农药^[12]。单一化学农药的过度施用，果园生境的单一化，生态系统内物种之间的制约作用减弱，特别是天敌控制功能的降低，导致次要害虫上升为主要害虫、害虫抗药性增加、害虫再增猖獗。为了控制日益猖獗的病虫害，果农施药浓度和次数增加，加重了果园化学农药的污染，水果品质和安全性下降。果园是个多年生的作物系统，病虫害种类多，关系复杂，且市场需求好果率和品质高的水果。单纯依赖化学农药难以控制病虫害问题，难以解决好果率与品质高的问题。化学农残对农田生态系统的污染已成为主要的、急切的关注问题，迫切需要开发合理的生态控制病虫害技术^[17]。非作物生境具有更稳定和多样化的环境，可以满足天敌的多项需求（例如越冬地、庇护所、替代食物与猎物等），降低天敌死亡率，有利于其在农业景观中的持续存在^{[18, 19]}。我们在果园间作多年生的白三叶草、桔梗，空间配置非作物生境和作物生境，充分利用这两种生境在资源上的互补性，有利于天敌在生境间来回迁移，促进梨园生态系统内物种之间的制约作用，结合在目标病虫害为害盛期喷施生物农药，协同控制病虫害为害，从源头控制化学农药的施药量。研究结果表明了梨园间作白三叶草、桔梗结合喷施生物药剂，改良了梨园土壤理化性状，抑制了杂草生长，保水、保肥能力提高，为自然天敌提供了替代食物资源和庇护场所。在这样的生境中由于自然天敌的控制能力增强，结合针对性地施用生物药剂，目标病虫害种群数量减少，发生时间缩短，化学农药施用量减少了50%。为了提高生物防治效果和其他生态系统服务，从源头减少农用化学品对果园的污染，需要深入研究果园生物间的相互作用机制，指导果园病虫害生态调控措施的构建。 4 结论

（1）2012年春季和秋季不同深度土壤中农药残留的本底值检测表明，春季的农药残留量和检出率显著低于秋季，毒死蜱、 溴氰菊酯和氰戊菊酯在土壤中的残留主要分布在0~40 cm土层，来源于当年施用的农药。

（2）梨园通过2年间作白三叶草、桔梗结合生物药剂的调控试验表明，梨园间作白三叶草、桔梗结合生物药剂均显著控制当年施用的农药苯醚甲环唑、毒死蜱和吡虫啉残留量。

（3）桔梗对土壤中的氮吸收作用显著，白三叶草固氮作用显著，桔梗、白三叶草对土壤中磷的拦截作用显著。2年的调控试验对梨园土壤有机质含量和容重的改善不显著，尚待进一步试验。

（4）晴天，白三叶草间作区和桔梗间作区土壤的含水量均显著高于人工除草地，梨园间作白三叶草和桔梗作物均显著提高土壤保水能力。酷暑季节中午12:30桔梗间作区和三叶草间作区土壤表层温度显著低于人工除草，梨园间作白三叶草和桔梗均可显著缓冲土壤表层温度。