不同覆蓋物對桃園土壤化學性質和土壤酶類活性的影響

宋海巖，江國良，孫淑霞，李 靖，涂美艷，徐子鴻，銀登貴，銀西傳，許紅飛，陳 棟*

(1.四川省農業科學院園藝研究所/農業農村部西南地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，成都 610066；2.四川農業大學園藝學院，成都 611130)

近年來西南地區極端天氣頻發，早春干旱、夏季暴雨等極端天氣常導致桃園水土流失、耕層變薄、土壤有機質下降、保水保土能力差[1]，已成為限制四川桃產業可持續發展的重要因素之一。近年來許多學者研究表明，果園行內覆蓋可顯著降低水土流失速度、保水保肥[2-4]。由于果園立地條件不同，聚土起壟和聚土起堆栽培成為四川省桃產區主推的2種現代化改土建園模式。不同栽培模式下的桃園地面覆蓋物也有所不同，主要有地膜、地布、秸稈和植物源覆蓋物等。

目前四川省聚土起壟桃園主要的行內覆蓋物為地膜或地布，其中地膜覆蓋耐用性差、長期地布覆蓋又容易導致土壤板結、理化性質下降。秸稈和植物源覆蓋物還田，通常具有以下3大優勢：①可以減輕陽光照射強度，夏季降低地溫，減少地面水分蒸發，增加雨水貯存，增加土壤中的含水量，抵抗風蝕，其它季節也可以達到保墑的目的[5]。②可以增加近地面空氣中的二氧化碳的含量[6]，有利于補充光合作用所需的碳源，增進土壤表層微生物的活性[7]，減少土壤有機質的分解，且秸稈腐爛后也能增加土壤有機質[8]。③可以抑制田間雜草生長[9]，改善土壤理化性狀和團粒結構的形成，通過改善土壤結構，培肥地力，促進了根系對土壤肥水的吸收和利用。在此基礎上，項目組在成都市新都區泰興鎮四川省農業科學院現代農業科技創新示范園連續多年開展不同果園覆蓋物比較試驗，探究松針與地布覆蓋對桃園土壤化學性質及土壤酶類活性的影響，以期為創新果園行內覆蓋模式提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試材料

試驗地點位于成都市新都區泰興鎮涼水井村，104°12′24″E，30°46′46″N，海拔488m，年平均氣溫16.1℃，年均降雨量808mm。供試樹種為“中桃紅玉”，2015年春季高位嫁接至本園區內，株行距2.5m×4.5m，常規栽培管理措施，無明顯病蟲害。2016年開始分別在廂面上覆蓋地布或松針。供試黑色聚丙烯地布寬2m，在廂面左右兩側單層覆蓋并由地布釘扎實。松針產自成都市蒲江縣，為短葉馬尾松(油松)，覆蓋厚度約15cm。

1.2 試驗方案

試驗以桃園壟上清耕區域為對照組(CK)，以地布(DB)或松針(SZ)覆蓋的區域為處理組，每組又分為0～20cm和0～40cm 2個小組，具體各個處理設置情況詳見表1。每個處理區域面積約為50m2，設置3次重復(共計150m2)，各處理地塊間隔大約5m。2021年8月下旬選擇天氣晴朗的下午在試驗區域內分層取樣，進行化學性質與土壤酶活性測定。

表1 桃園不同地面覆蓋物試驗處理

1.2.1 土壤化學性質測定 除去桃園地表枯枝落葉層，使用S型取樣方式采集土樣，混勻后用于土壤pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀含量等化學指標測定[10-13]，各指標重復測定3次取平均值。

1.2.2 土壤酶類活性測定 采用DNS比色法測定土壤蔗糖酶活性[14]，磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性[15]，靛酚藍比色法測定土壤脲酶活性[16]。

2 結果與分析

2.1 不同地面覆蓋物對桃園耕層土壤化學性質的影響

由表2可知，松針覆蓋(SZ)與對照組相比，可顯著(P<0.05)降低桃園土壤pH、土壤全氮、全鉀、全磷、堿解氮含量，并極顯著(P<0.01)降低土壤有效磷和速效鉀含量，土壤有機質含量極顯著(P<0.01)高于地布覆蓋，也高于對照組，但差異不顯著。這可能是由于長期覆蓋松針，在表層土壤產生的熟化和分解反應所導致的。而地布覆蓋(DB)與對照組相比，會極顯著(P<0.01)減低土壤有機質含量。

表2 不同地面覆蓋物對桃園耕層土壤化學性質的影響

2.2 不同地面覆蓋物對桃園土壤酶類活性的影響

由表3可知，松針覆蓋(SZ1)0～20cm土壤中蔗糖酶活性最高，顯著(P<0.05)高于同一深度的地布覆蓋處理，但與對照組差異不顯著，而松針覆蓋(SZ2)20～40cm土壤中蔗糖酶活性顯著(P<0.05)高于同一深度的對照組和地布覆蓋處理。地布覆蓋(DB1)0～20cm土壤中脲酶活性顯著(P<0.01)高于其他所有樣品，而地布覆蓋(DB2)20～40cm土壤中磷酸酶活性顯著(P<0.01)低于其他所有樣品。

表3 不同地面覆蓋物對桃園土壤酶類活性的影響

3 討論與結論

果園地面管理對土壤質量和果樹的生長發育都有重要影響，是果園管理的一項重要內容[17]。目前四川省果園地面覆蓋物主要有地膜、地布、秸稈和植物源覆蓋物等。試驗比較了四川聚土起壟桃園2種常見的壟上覆蓋物和壟上清耕這3種不同方式對桃園土壤化學性質與土壤酶類活性的影響。結果表明，松針覆蓋(SZ)與對照組相比，可顯著降低桃園土壤pH、土壤全氮、全鉀、全磷和堿解氮含量，并極顯著降低土壤有效磷和速效鉀含量，這與朱泓等人[18]在長期松針覆蓋藍莓園的土壤質量調查結果相似。這可能是由于松針覆蓋后的土壤更加有利于果樹根系對礦物質養分的吸收，從而導致土壤內多種養分含量的降低，筆者后期對不同處理的桃樹形態學觀察與根系調查結果也支持上述觀點。

此外，松針覆蓋(SZ)的土壤有機質含量極顯著高于地布覆蓋，也高于對照組。劉旭勝[19]將松針作為土壤改良物和地面覆蓋物，探究其對越橘生長的影響，結果表明松針在提高土壤有機質含量、增加越橘植株高度、基生枝增長量以及提高葉綠素含量和光合速率等方面效果明顯，甚至強于稻殼。而地布覆蓋果園后，由于缺少外源腐殖質，往往會造成土壤有機質快速下降。試驗地布覆蓋(DB)與對照組相比，會極顯著減低土壤有機質含量，再次驗證了這一結論。

試驗還比較了不同覆蓋物下不同耕層深度的土壤酶活性。土壤蔗糖酶能夠酶促土壤中蔗糖水解成葡萄糖與果糖，它對增加土壤中溶解性養分起重要作用。試驗中松針覆蓋下0～20cm和20～40cm土壤中蔗糖酶活性最高，高于或顯著高于同一深度的地布覆蓋處理與對照組，松針覆蓋后的土壤有利于可溶性養分物質的生成。

地布覆蓋(DB1)0～20cm土壤中脲酶活性顯著高于其他所有樣品，這與楊熠路等人[20]在地布覆蓋的桃園研究結果一致。但值得注意的是地布覆蓋(DB2)20～40cm土壤中磷酸酶活性顯著低于其他所有樣品，這可能是由于地布覆蓋的土壤pH偏高，而酸性磷酸酶在高土壤pH條件下酶活性顯著降低。

綜上所述，松針覆蓋可顯著降低桃園土壤pH并提高土壤有機質含量和土壤蔗糖酶活性，有利于改善土壤微環境從而促進果樹根系對礦物質養分的吸收。而長期地布覆蓋會導致土壤pH偏高、土壤有機質和土壤酸性磷酸酶活性降低。松針等植物源覆蓋可保障土壤健康理化環境，實現果園綠色、優質、高效生產。