不同覆蓋方式對棗園土壤水分、溫度及病害發生的影響*

黃素芳，高素梅，王振亮，李開森，張東風，曹平平，薛 文

（1 滄州市農林科學院，河北061001）（2 獻縣自然資源和規劃局）（3 河北省林業和草原科學研究院）

環渤海低平原區淡水資源嚴重匱乏，區域內降水分布不均，平均年降水量為400～600 mm，且70%主要集中在7—9 月，易導致季節性干旱缺水[1-2]。‘金絲小棗’為該區的主要經濟樹種，抗逆性較強[3-4]，傳統棗樹種植管理比較粗放[5]，多為雨養旱作種植，有灌溉條件的地塊多采用大水漫灌，造成水資源浪費，受地下水壓限采政策影響[2]，更使得棗園改為旱作種植。且傳統棗園多為“清耕制”，土壤表層裸露，水分蒸散較快，蓄水保墑抑蒸力差，水分利用率低[5]。綜上，‘金絲小棗’萌芽期和花期經常遭受嚴重干旱，影響開花坐果，造成產量低、品質差[6-7]。因此，研發棗樹高效旱作栽培技術，充分蓄積有效降水，提高自然降水的利用率，對促進當前‘金絲小棗’產業可持續發展具有重要意義[8-10]。

地膜覆蓋是旱作區有效蓄水保墑和提高作物產量的重要技術措施，在西北地區應用較廣[1-2]，在平原棗區尚無規模化應用。關于棗樹覆蓋的相關研究多在新疆、陜西等區域[8-12]，在河北棗區未見相關研究報道。而不同覆蓋技術因生態、氣候等條件的不同，覆蓋時間、方式等有較大差異[2,6]。且該棗區具有獨特的生態和氣候特點，盲目借鑒外地的覆蓋模式在推廣過程中存在諸多弊端和風險[5]。而傳統的覆蓋技術多采用覆塑料薄膜，易造成白色污染。因此我們采用秸稈、樹枝、自然生草等材料進行覆蓋，研究其應用效果，以期尋求適宜環渤海低平原棗區的棗園覆蓋技術，為‘金絲小棗’旱作節水栽培提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于河北省滄州市青縣司馬莊村，面積0.35 hm2，供試棗品種為‘金絲小棗’，樹齡5 年，樹勢中庸，行株距為3 m×2 m，樹下管理措施一致，選擇主干高、基徑、冠幅大致相同的樹作試驗樹。

1.2 試驗設計

試驗設4 個處理：秸稈覆蓋（JF）、樹枝覆蓋（ZF）、自然生草覆蓋（CF）、清耕處理（CK）。秸稈和樹枝覆蓋是將秸稈或修剪下來的棗樹枝粉碎成小于5 cm 的小段，均勻撒于地表，全園覆蓋，厚15 cm，并用土壓實；自然生草指園內夏季自然生長的馬唐草、稗草以及狗尾草等禾本科雜草長到30 cm 左右，刈割覆蓋于地表，全年刈割3～4 次；清耕處理棗園進行定期除草，始終保持棗樹下無草。

試驗采用隨機區組設計，每3 株棗樹為1 個處理，3 次重復，共36 株樹。于2017 年11 月15 日對棗園進行全園旋耕后，進行秸稈和樹枝覆蓋處理。除覆蓋方式不同外，其他栽培管理措施均相同。

1.3 田間調查

1.3.1土壤含水量測定

樹盤內按“S”形5 點取樣法取土樣，每點設3次重復。分別于棗樹萌芽期（4 月26 日）、坐果期（6 月14 日）、果實膨大期（7 月10 日）、果實成熟期（9 月27 日）、休眠期（11 月7 日），在連續1 周無降水的條件下，分別采集0～20、20～40、40～60 cm 土層土樣，用塑料袋封存，采用烘干法測定土壤含水量。

土壤含水量（%）=［（原土質量-烘干土質量）/烘干土質量］×100

1.3.2土壤溫度測定

從2018 年4 月26 日開始到11 月7 日結束，每隔7 d 測1 次，于8：00 用曲管地溫計測定0～10、10～20、20～30 cm 土層土壤溫度。

1.3.3漿爛病發病率及裂果率的調查

調查方法參見文獻［5］。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010 和DPS v15.0 軟件對數據進行統計分析，采用LSD 法（P＜0.05）進行差異顯著性檢測。

2 結果與分析

2.1 不同覆蓋方式對土壤含水量的影響

由表1 可知，在土層深度0～60 cm 范圍內，不同處理的棗園土壤含水量均隨土壤深度的增加逐步增加。在‘金絲小棗’生長的各個生育時期，秸稈覆蓋（JF）、樹枝覆蓋（ZF）和自然生草覆蓋（CF）均有一定的保水效果，其中JF 處理的效果最好，各個土層的土壤含水量均高于其他2 個覆蓋處理。

表1 2018 年不同生育時期不同深度土層土壤含水量變化

萌芽期，JF 和ZF 處理各土層土壤含水量均顯著高于CF 處理和CK；JF 處理各土層土壤含水量均高于ZF 處理，但二者間差異不顯著；CF 處理和CK間差異不顯著；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm土層土壤含水量分別比CK 高1.89、1.65、1.11 個百分點（表1）。

坐果期，JF 和ZF 處理各土層土壤含水量均顯著高于CF 處理和CK；JF 處理均高于ZF 處理，但二者間差異不顯著；CF 處理0～20、20～40 cm 土層土壤含水量與CK 間差異不顯著，但40～60 cm土層土壤含水量顯著高于CK；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高1.74、3.76、1.14 個百分點（表1）。

果實膨大期，0～20 cm 土層土壤含水量JF＞ZF＞CF＞CK，差異均達到顯著水平；20～40 cm 土層土壤含水量，JF 和ZF 處理顯著高于CF 處理和CK，但JF和ZF處理間差異不顯著，CF處理顯著高于CK；40～60 cm 土層土壤含水量，JF 處理顯著高于ZF、CF 處理和CK，ZF、CF 處理和CK 間差異不顯著；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高5.83、2.78、0.54 個百分點（表1）。

果實成熟期，0～20 cm 土層土壤含水量JF＞ZF＞CF＞CK，差異均達到顯著水平；20～40 cm 土層土壤含水量，JF 和ZF 處理顯著高于CF 處理和CK，但JF 和ZF 處理間差異不顯著，CF 處理顯著高于CK；40～60 cm 土層土壤含水量，4 個處理間均無顯著差異；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高2.60、3.71、0.58 個百分點（表1）。

休眠期，0～20、20～40 cm 土層土壤含水量，JF 和ZF 處理顯著高于CF 處理和CK，但JF 和ZF處理間差異不顯著，CF 處理顯著高于CK；40～60 cm 土層土壤含水量，4 個處理間均無顯著差異；JF處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高4.87、5.40、0.58 個百分點（表1）。

綜上，3 種覆蓋方式均有一定的保水效果，其中秸稈覆蓋的效果最好，覆蓋后減緩了地面蒸發，保蓄土壤水分，能明顯提高棗園土壤的保水性能，增強土壤貯存和調蓄水分的能力。

2.2 不同覆蓋方式對土壤溫度的影響

由圖1 可知，在‘金絲小棗’生長的各個生育時期內，土層深度0～30 cm 范圍內，不同處理的棗園土壤溫度隨土壤深度變化規律大致為表層（0～10 cm）＜中層（10～20 cm）＜深層（20～30 cm）。在8：00 測量，3 個覆蓋處理的0～30 cm 深度的土壤溫度均高于CK，均表現出一定的增溫效果，其中以JF 處理的增溫效果最明顯。增溫幅度在溫度較低的春、秋、冬季較明顯，在夏季覆蓋處理的增溫幅度很小。在棗樹萌芽期（4 月26 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.43、0.42、0.05 ℃。在坐果期（6 月14 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.56、0.53、0.31 ℃。在果實膨大期（7月12 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.08、0.11、0.05 ℃。在果實成熟期（9 月27 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.50、0.48、0.15 ℃。在休眠期（11 月7 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.85、0.80、0.31 ℃。綜上，在8：00 升溫階段，覆蓋處理與CK 相比，減少了土壤熱量向大氣中散失，增溫效果較明顯，以JF 處理的增溫效果最好。

圖1 不同深度土層土壤溫度變化

2.3 不同覆蓋方式對棗漿爛病發病率及裂果率的影響

由圖2 可知，采用覆蓋措施后能降低棗漿爛病發病率及裂果率，JF、ZF 和CF 3 個覆蓋處理的漿爛病發病率及裂果率均顯著低于CK；JF 和ZF 處理的漿爛病發病率及裂果率均顯著低于CF 處理和CK，但JF 和ZF 處理間無顯著差異；CF 處理漿爛病發病率及裂果率均顯著低于CK。其中JF 處理漿爛病發病率最低，為2.12%，分別比CK、CF 和ZF降低10.11、4.41、0.44 個百分點；JF 處理裂果率亦最低，為2.89%，分別比CK、CF 和ZF 降低8.96、2.34、0.23 個百分點。綜上，采取覆蓋措施后均能降低棗漿爛病發病率和裂果率，其中秸稈和樹枝覆蓋效果較好，均能顯著降低漿爛病發病率及裂果率。

圖2 不同覆蓋方式對棗漿爛病發病率和裂果率的影響

3 結論與討論

本研究結果表明，對棗園進行秸稈、樹枝和自然生草覆蓋處理后，均對棗園土壤微環境產生一定影響，覆蓋后能明顯減少水分的耗散，其中秸稈覆蓋處理效果最好，覆蓋后減少了地表徑流，減緩了地面蒸發，保蓄土壤水分，能明顯提高棗園土壤的保水性能，能增強土壤貯存和調蓄水分的能力。在‘金絲小棗’生育期內，秸稈覆蓋處理0～20、20～40、40～60 cm 土層平均土壤含水量分別比CK 增加3.39、3.46、0.79 個百分點，說明覆蓋秸稈后能在一定程度上減少土壤水分散失，對增加土壤表層和主要根系層的土壤含水量作用較明顯，這與李虹辰[13-14]的研究結果一致。而自然生草覆蓋在草體刈割后覆蓋于地面后有一定的保墑效果，但因生草處理僅為1 年，效果不明顯，但隨著生草年限的增長，蓄水保墑效果會更加明顯，因此自然生草覆蓋技術應用時應連續多年使用[5]。

關于地表覆蓋后對土壤溫度的影響，有覆蓋地膜后提高了土壤溫度的報道[10]，也有關于覆蓋后降溫效果明顯，緩解夏季極端高溫對樹體表層根系的傷害的報道[10]。究其原因在于棗園覆蓋后地表形成一層與大氣熱交換的障礙層，在早上溫度較低時，減少了土壤熱量向大氣中散失，而在中午溫度較高時，覆蓋后減少了到達地面的太陽輻射，同時吸收長波輻射，吸收和轉化部分太陽能[15]。本研究于4月26 日至11 月7 日每隔7 d 測1 次，在8：00 測量地溫，覆蓋處理后對0～30 cm 土層溫度均表現出一定的增溫效果，增溫幅度在溫度較低的春、秋、冬季較明顯，在夏季覆蓋處理的增溫幅度很小。以JF 處理的增溫效果最明顯，JF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.08～0.85 ℃。但關于其他時段土壤溫度的研究沒有開展，有待下一步研究明確。

棗園覆蓋后通過調節土壤水分狀況，使土壤水分保持在恒定的狀態，保證棗果發育過程中水分均衡供應，從而減輕裂果的發生，亦減輕了棗果的漿爛病發病率[5]。本研究結果表明，采用覆蓋措施后能降低棗園漿爛病發病率及裂果率，JF 處理漿爛病發病率分別比CK、CF 和ZF 降低10.11、4.41、0.44個百分點；JF 處理的裂果率分別比CK、CF 和ZF降低8.96、2.34、0.23 個百分點。但關于覆蓋后能減輕棗園漿爛病及裂果發生的根本原因未進行深入系統研究。劉燕燕等[4]研究得出覆蓋后越冬幼蟲或病菌孢子減少，能減少病蟲害發生。因此，在今后應對覆蓋條件下病蟲害發生情況進行進一步深入調查研究。