杏園生草對(duì)土壤肥力、光合性能及果實(shí)品質(zhì)的影響

王 端，劉志琨，陳雪峰，景晨娟，李亞囡，董 輝，武曉紅

（河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所/國(guó)家梨改良中心，石家莊 050061）

河北省是中國(guó)鮮食杏的主產(chǎn)區(qū)，年產(chǎn)量達(dá)40萬(wàn)t［1］。與大宗水果相比，杏栽培管理研究相對(duì)落后，杏園管理水平較低。大部分杏園采用清耕的管理方式，肥水普遍供應(yīng)不足，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分水平不斷下降，杏產(chǎn)量及品質(zhì)波動(dòng)較大，阻礙了農(nóng)民收入的提高及杏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［2］。探索其他栽培管理方式替代清耕，對(duì)提高杏園收益具有重要意義。

果園自然生草即果園長(zhǎng)出雜草后去除一些惡性雜草，保留其他草種，利用鄉(xiāng)土草種形成自然群落的一種生草方式［3］。自然生草是目前較為推崇的一種果園管理模式及土壤管理制度，長(zhǎng)期實(shí)施可達(dá)到提質(zhì)增效的目的［4，5］。目前，中國(guó)蘋果園、葡萄園、梨園等［6-9］推行行間生草時(shí)間較長(zhǎng)，效益已逐漸顯現(xiàn)。在杏栽培管理中，對(duì)生草的研究開始逐漸增多。劉建新［10］對(duì)比了清耕與覆草對(duì)甘肅省杏園土壤及果實(shí)的影響，發(fā)現(xiàn)覆草能改善土壤物理性狀，增加土壤肥力，提高杏產(chǎn)量和品質(zhì)；王根旺等［11］探究了人工生草對(duì)杏園肥力的影響，發(fā)現(xiàn)與清耕相比，杏樹＋紫花苜蓿處理可顯著提高杏園土壤堿解氮含量；呂麗霞等［2］探究了行間生草對(duì)仁用杏果實(shí)品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響，發(fā)現(xiàn)行間生草可以有效增加土壤肥力，提高仁用杏品質(zhì)。目前在鮮食杏園中，關(guān)于自然生草的研究仍較少。基于此，本試驗(yàn)在河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所杏園開展，對(duì)比自然生草與清耕處理對(duì)園內(nèi)土壤、杏葉片光合性能及果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為杏園自然生草管理提供一定的理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018—2020 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所杏科技示范園進(jìn)行，供試杏樹品種為金荷，樹齡6 年，株行距4 m×5 m。2018 年土壤耕層有機(jī)質(zhì)含量10.2 g/kg，硝態(tài)氮含量34.1 mg/kg，有效磷含量114.3 mg/kg，速效鉀含量213.5 mg/kg，pH 6.7。

1.2 試驗(yàn)方法

全園共設(shè)置自然生草和清耕（CK）2 個(gè)處理，每處理面積667 m2。自然生草區(qū)域雜草主要有牛筋草、狗尾草、鵝絨藤、馬齒莧、反枝莧等，每年6—9 月刈割后就地覆蓋。杏樹的其他管理措施一致。

在杏果實(shí)膨大期，每處理選擇樹勢(shì)、結(jié)果量、成熟度等相近的杏樹9 株進(jìn)行標(biāo)記，每3 株為1 組，每處理3 組，開展數(shù)據(jù)調(diào)查。

1.3 樣品采集與指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 光合性能 于2020 年5 月10 日果實(shí)膨大期進(jìn)行光合指標(biāo)測(cè)定。在已標(biāo)記杏樹1.5 m 左右高度的東南西北四個(gè)方向的樹冠外圍，選擇生長(zhǎng)較為一致的一年生結(jié)果枝上的中位葉8 片，采用LI-6400 便攜式光合測(cè)定儀（LI-COR，美國(guó)）測(cè)定葉片的蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）、凈光合速率（Pn）和氣孔導(dǎo)度（Gs）。

1.3.2 果實(shí)品質(zhì) 2020 年5 月25 日果實(shí)完熟時(shí)，在已標(biāo)記杏樹1.5～2.0 m 高度內(nèi)，從樹冠外圍隨機(jī)摘取30 個(gè)果實(shí)，測(cè)定縱橫側(cè)徑、單果重、可溶性固形物含量和可滴定酸含量。其中，可溶性固形物含量采用PAL-1 型數(shù)顯測(cè)糖儀測(cè)定，可滴定酸含量用NaOH滴定法測(cè)定。

1.3.3 土壤養(yǎng)分 收獲時(shí)采用S 形取樣法，每小區(qū)選取5 個(gè)樣點(diǎn)，分別采集0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 土層土壤。將5 個(gè)樣點(diǎn)的土樣分層混勻后，風(fēng)干過(guò)篩（1 mm），郵寄至蚯蚓測(cè)土實(shí)驗(yàn)室（山東）有限公司測(cè)定土壤的有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量［12-15］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，運(yùn)用t檢驗(yàn)比較兩處理間各指標(biāo)值的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 自然生草對(duì)杏園土壤養(yǎng)分含量的影響

2.1.1 自然生草對(duì)杏園土壤有機(jī)質(zhì)的影響 土壤肥力的高低主要取決于有機(jī)質(zhì)含量的多少，土壤中的有機(jī)質(zhì)為果樹的生長(zhǎng)發(fā)育提供了豐富碳源。自然生草處理與對(duì)照相比，提高了杏園0～60 cm 土層中的有機(jī)質(zhì)含量，不同土層提升幅度有所差異（圖1）。其中0～20 cm 土層中，自然生草處理有機(jī)質(zhì)含量較對(duì)照提高了8.88%，且差異達(dá)顯著水平；在20～40 cm和40～60 cm 土層中，自然生草處理有機(jī)質(zhì)含量較對(duì)照分別提高了8.09%、3.86%，但差異未達(dá)顯著性水平。

圖1 自然生草對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

2.1.2 自然生草對(duì)杏園土壤堿解氮的影響 堿解氮包括無(wú)機(jī)態(tài)氮和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能為作物直接吸收利用的有機(jī)態(tài)氮。堿解氮含量能反映近期土壤的氮素供應(yīng)能力。自然生草處理與對(duì)照相比，提高了杏園0～60 cm 土層中的堿解氮含量，不同土層提升幅度差異較大（圖2）。其中0～20 cm 和20～40 cm 土層中，自然生草處理堿解氮含量較對(duì)照分別提高了38.17%和33.15%，且差異均達(dá)顯著水平；在40～60 cm 土層中，自然生草處理堿解氮含量較對(duì)照提高了15.62%，但差異未達(dá)顯著水平。

圖2 自然生草對(duì)土壤堿解氮含量的影響

2.1.3 自然生草對(duì)杏園土壤有效磷的影響 磷是植物生長(zhǎng)必需的大量元素之一，土壤中能夠?yàn)橹参锼玫牧追Q為土壤有效磷。自然生草處理與對(duì)照相比，可提高杏園0～60 cm 土層中的有效磷含量，其中0～20 cm、20～40 cm 和40～60 cm 土層中，自然生草處理有效磷含量較對(duì)照分別提高了19.56%、21.17%和1.06%，但差異均未達(dá)顯著水平（圖3）。

圖3 自然生草對(duì)土壤有效磷含量的影響

2.1.4 自然生草對(duì)杏園土壤速效鉀的影響 速效鉀是指土壤中易被作物吸收利用的鉀素。充足的鉀供應(yīng)可提高果樹的抗逆性，促進(jìn)光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運(yùn)，提高果實(shí)品質(zhì)。自然生草處理與對(duì)照相比，可提高杏園土層中的速效鉀含量（圖4）。其中0～20 cm 土層中，自然生草處理速效鉀含量較對(duì)照提高了11.72%，且差異達(dá)顯著性水平；在20～40 cm 土層中，自然生草處理速效鉀含量較對(duì)照降低了2.46%，差異不顯著；40～60 cm 土層中，自然生草處理速效鉀含量較對(duì)照提高了7.37%，差異不顯著。

圖4 自然生草對(duì)土壤速效鉀含量的影響

2.2 自然生草對(duì)鮮食杏光合特性的影響

光合作用是果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。生草能提供良好的土壤條件，提高葉片的光合效率，為果實(shí)品質(zhì)的提高奠定基礎(chǔ)［5］。從表1 可以看出，自然生草處理與對(duì)照相比，葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）及氣孔導(dǎo)度（Gs）均有所提高，增幅分別為10.62%、9.60%和13.33%，且差異均達(dá)顯著水平；胞間CO2濃度（Ci）降低了0.15%，但差異未達(dá)顯著水平。可見，在本試驗(yàn)條件下自然生草可在一定程度上提高杏葉片的光合能力。

表1 自然生草處理對(duì)鮮食杏光合能力的影響

2.3 自然生草對(duì)鮮食杏果實(shí)品質(zhì)的影響

隨著消費(fèi)水平的不斷提高，人們對(duì)水果品質(zhì)的要求越來(lái)越高。自然生草處理對(duì)杏果實(shí)的外觀品質(zhì)影響較小。從表2 可以看出，與對(duì)照相比，自然生草處理除了橫徑較CK 顯著增大，縱徑、側(cè)徑及單果重均無(wú)顯著差異。自然生草處理可顯著提高鮮食杏品質(zhì)。與對(duì)照相比，自然生草處理可溶性固形物含量（SSC）提高了16.09%，可滴定酸含量降低了7.87%，且差異均達(dá)顯著水平。

表2 自然生草處理對(duì)鮮食杏品質(zhì)的影響

3 小結(jié)與討論

果園生草可以改善土壤理化性狀，提高土壤肥力［16，17］。通過(guò)連續(xù)3 年在杏園開展自然生草試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自然生草處理較常規(guī)的清耕管理方式，能有效提高杏園土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效鉀含量，且在0～20 cm 土層中作用最為明顯；可提高土壤中有效磷含量，但差異未達(dá)顯著水平。秦秦等［18］研究亦發(fā)現(xiàn)，與清耕相比，在獼猴桃園行間生草對(duì)土壤養(yǎng)分的顯著調(diào)控作用主要在0～20cm 表層土壤，其中自然生草可顯著提高土壤堿解氮水平。然而，部分研究表明短期生草可能會(huì)引起土壤速效養(yǎng)分的降低，龐群虎等［19］認(rèn)為生草當(dāng)年對(duì)棗園表層土壤速效養(yǎng)分消耗較大。總體來(lái)看，合理的刈割方式，長(zhǎng)期實(shí)行果園生草代替清耕，有利于改善土壤肥力和結(jié)構(gòu)［5］。

果園生草可改善生態(tài)環(huán)境及果實(shí)品質(zhì)。本試驗(yàn)條件下，自然生草處理可顯著提高杏果實(shí)膨大期葉片光合能力，促進(jìn)碳水化合物的積累，有效提高鮮食杏的可溶性固形物含量，降低可滴定酸含量，提高了杏的食味品質(zhì)。陳久紅等［20］研究表明，梨園自然生草與清耕相比，可提高凈光合速率日均值，顯著增加庫(kù)爾勒香梨的可溶性糖含量，與本研究結(jié)果相一致。劉建新［10］連續(xù)5 年在杏園采取自然生草刈割覆蓋措施，發(fā)現(xiàn)杏可溶性固形物含量顯著提升，果實(shí)品質(zhì)明顯改善。由此可見，自然生草可替代杏園清耕的土壤管理措施具有提質(zhì)增效的作用，適宜長(zhǎng)期推廣。