蘋果園生草覆蓋生態(tài)修復(fù)對(duì)土壤養(yǎng)分的改善影響研究

關(guān)鍵詞：蘋果園；生草覆蓋；生態(tài)修復(fù)；土壤養(yǎng)分；改善影響

中圖分類號(hào)：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

蘋果適宜生長(zhǎng)于土層深厚、晝夜溫差大、日照充足以及工業(yè)污染較少的地區(qū)。蘋果樹的蘋果產(chǎn)量和蘋果品質(zhì)受土壤中的養(yǎng)分影響較大。蘋果產(chǎn)業(yè)若想提升蘋果果實(shí)的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量，需要重視土壤中的水分和養(yǎng)分含量，提升蘋果種植區(qū)域土壤中的水分和養(yǎng)分利用率。蘋果生長(zhǎng)過程中，土壤需要具有較高的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。部分蘋果種植區(qū)域存在土壤貧瘠，理化性狀差的缺陷，影響蘋果果實(shí)質(zhì)量以及蘋果產(chǎn)量。部分蘋果園管理人員通過覆沙等方式，改善蘋果園的土壤質(zhì)量，但是對(duì)于土壤質(zhì)量的提升效果并不明顯。蘋果園土壤養(yǎng)分改善時(shí)，需要充分考慮蘋果園所在地區(qū)存在的資源優(yōu)勢(shì)，選取最適合蘋果園土壤發(fā)展的管理方式，才可以獲取最佳的土壤養(yǎng)分改善效果。生草覆蓋方式是改善蘋果園土壤養(yǎng)分，降低蘋果園的化肥施用，提升蘋果園蘋果產(chǎn)量以及蘋果質(zhì)量的重要途徑。

蘋果園內(nèi)土壤的有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤生產(chǎn)能力和土壤基礎(chǔ)肥力的重要指標(biāo)，土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)于蘋果樹產(chǎn)量以及蘋果質(zhì)量影響較大。土壤通過土壤中包含的土壤酶以及微生物轉(zhuǎn)化土壤中包含的有機(jī)物，土壤中酶的含量以及微生物含量是為蘋果樹提供營(yíng)養(yǎng)元素的重要基礎(chǔ)。土壤中的微生物活性，受土壤管理措施以及土壤環(huán)境變化影響較大，因此環(huán)境變化以及土壤管理措施，對(duì)于提升土壤中的酶的活性以及微生物的活性存在明顯的時(shí)效性，通過土壤中的酶和微生物活性，衡量土壤質(zhì)量已經(jīng)較為普遍。分析蘋果園生草覆蓋生態(tài)修復(fù)對(duì)土壤養(yǎng)分的改善影響，通過生草覆蓋前后，土壤養(yǎng)分變化、土壤中包含的微生物數(shù)量差異等指標(biāo)，衡量生草覆蓋對(duì)蘋果園土壤養(yǎng)分的改善情況，明確蘋果園生草覆蓋的生態(tài)修復(fù)性能。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

選取渭北旱塬果園作為蘋果園生草覆蓋生態(tài)修復(fù)的試驗(yàn)地，渭北旱塬果園是中國的優(yōu)質(zhì)蘋果生產(chǎn)基地，位于渭北旱塬長(zhǎng)武縣王東村。渭北旱塬果園的海拔為1200 m左右，年日照時(shí)間高于2220 h。蘋果園生草覆蓋生態(tài)修復(fù)前，渭北旱塬果園內(nèi)土壤養(yǎng)分含量的基本情況為：土壤類型為黑壚土，有機(jī)質(zhì)為9.37g/kg，全氮為1.05g/kg，水解氮為34.8mg/kg，全磷為0.26 mg/kg，有效磷為15.6mg/kg，全鉀為7.56g/kg，速效鉀為113.3mg/kg，pH值為7.28。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在渭北旱塬果園中設(shè)置了自然生草、多花黑麥草以及三葉草三種不同品種的生草，稱取三種不同品種的生草草種各800 g，草種清水浸泡36 h。將完成浸泡的生草草種以條播方式，播種于蘋果幼樹種植行間。三種品種的生草試驗(yàn)區(qū)規(guī)格為300 m×1 m。蘋果園生草覆蓋種植的草種，發(fā)芽后需要及時(shí)控制試驗(yàn)區(qū)蘋果園的雜物。對(duì)于蘋果園試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)生長(zhǎng)的莧菜等野生雜草，需要及時(shí)拔除，避免影響土壤養(yǎng)分測(cè)試效果。

采集蘋果園土壤樣品以及蘋果果實(shí)樣品，采用五點(diǎn)取樣法采集蘋果園試驗(yàn)區(qū)域的土壤樣品，在蘋果園生草覆蓋區(qū)域的東、南、西、北以及中間點(diǎn)采集0 cm～40 cm的土層土壤各1000 g，去除蘋果園土壤中包含的其它雜質(zhì)后，將采集的蘋果園土壤樣品混合。選取Microsoft Excel 2017作為數(shù)據(jù)分析的處理軟件，通過SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件分析蘋果園生草覆蓋改善土壤養(yǎng)分的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.3試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)

1.3.1pH值

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 9620-2018的電位法測(cè)定蘋果園生草覆蓋區(qū)域土壤的pH值，采用S210型pH試劑，作為蘋果園生草覆蓋區(qū)域土壤pH值的測(cè)試儀器。

1.3.2有效磷、全磷

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 704-2014的碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗恩光光度法，測(cè)定蘋果園生草覆蓋土壤中包含的有效磷與全磷，測(cè)定儀器主要包括ZD - 85A恒溫振蕩器以及VIS-723N可見分光光度儀。

1.3.3有機(jī)質(zhì)

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1237-1999中的重鉻酸鉀容量法。測(cè)定蘋果園生草覆蓋區(qū)，土壤中包含的有機(jī)質(zhì)含量。測(cè)定蘋果園生草覆蓋區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量的儀器包括酸式滴定管以及HH-S數(shù)顯恒溫油浴鍋。

1.3.4水解氮、全氮

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1228-2015中的森林土壤氮的測(cè)定方法，測(cè)定蘋果園生草覆蓋土壤中包含的水解氮與全氮。測(cè)量水解氮和全氮的儀器包括微量滴定管以及DH6000B電熱恒溫培養(yǎng)箱。

1.3.5速效鉀、全鉀

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為NY/T 889-2004中的土壤速效鉀和緩效鉀含量測(cè)定方法，測(cè)定蘋果園生草覆蓋土壤中的速效鉀以及全鉀含量。測(cè)定果園生草覆蓋土壤中速效鉀和全鉀含量的儀器，包括ZD-85雙功能氣浴恒溫振蕩器以及AA-7050原子吸收分光光度計(jì)。

1.3.6土壤硬度

從蘋果園生草覆蓋前以及生草覆蓋后的不同土層中，采集直徑為60mm×60 mm的土體，采用塑料采樣盒對(duì)蘋果園土壤樣品采樣，利用斷裂法測(cè)量蘋果園土壤硬度。

1.3.7土壤微生物測(cè)定

采用改良后的高氏Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基作為放線菌的培養(yǎng)基，選取牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)作為蘋果園生草覆蓋后，土壤中細(xì)菌的培養(yǎng)基，采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基作為土壤中的真菌測(cè)定的培養(yǎng)基。選取稀釋倒平法測(cè)定蘋果園生草覆蓋前后，蘋果園土壤中的微生物變化。通過蘋果園土壤中每克干土中包含的微生物數(shù)量，確定土壤中的微生物含量。

1.3.8蘋果品質(zhì)測(cè)定

從不同種類生草草種覆蓋的生草覆蓋區(qū)域，以及未生草覆蓋區(qū)域隨機(jī)摘取30個(gè)蘋果果實(shí)。采用手持測(cè)糖儀測(cè)量蘋果的可溶性固形物含量，采用HV-5型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定蘋果硬度，采用酸堿中和滴定法測(cè)定蘋果果實(shí)的可滴定酸含量。

2結(jié)果與分析

2.1生草覆蓋對(duì)土壤pH值和有機(jī)質(zhì)的影響

測(cè)定蘋果園采用不同品種的生草覆蓋前后，蘋果園土壤的有機(jī)質(zhì)含量和pH值變化見表1。

通過表1可知，采用不同品種的生草覆蓋蘋果園土壤后，蘋果園土壤中的pH值和有機(jī)質(zhì)含量有了明顯的提升。蘋果園生草覆蓋的品種為三葉草時(shí)，蘋果園土壤中的有機(jī)質(zhì)從9.37g/kg提升到13.4g/kg。蘋果園生草覆蓋的品種為自然生草、多花黑麥草以及三葉草時(shí)，蘋果園土壤的pH值均從7.28提升至8.7以上。表2試驗(yàn)結(jié)果表明，采用生草覆蓋方式可以有效改善蘋果園土壤，將蘋果園土壤的pH值改善至更適宜蘋果樹生長(zhǎng)的pH值。蘋果園生草覆蓋的品種為自然生草以及三葉草時(shí)，蘋果園土壤中的有機(jī)質(zhì)含量提升幅度明顯高于多花黑麥草，說明多花黑麥草改善蘋果園土壤中有機(jī)質(zhì)的效果不如自然生草以及三葉草。蘋果園種植時(shí)，可以選取自然生草以及三葉草作為生草覆蓋的品種。蘋果園生草覆蓋可以提升土壤pH值以及有機(jī)質(zhì)含量的主要原因是，生草殘?bào)w在土壤中形成有機(jī)物質(zhì)。有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過土壤深翻后，通過不斷轉(zhuǎn)化與降解，提升了蘋果園土壤中的有機(jī)質(zhì)含量。有機(jī)質(zhì)含量越高，蘋果園土壤具有越高的肥力水平。采用生草覆蓋方式，改善土壤養(yǎng)分，可以提升蘋果園土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，令土壤具有更加有利于蘋果生長(zhǎng)的肥力。

2.2生草覆蓋對(duì)全磷、全氮、全鉀的影響

測(cè)定蘋果園采用不同品種的生草覆蓋前后，蘋果園土壤中，全磷、全氮以及全鉀含量的變化結(jié)果見表2。

通過表2可知，經(jīng)過不同品種的生草覆蓋后，蘋果園生草覆蓋土壤中的全氮、全磷以及全鉀含量，相比于未采用生草覆蓋前，有了明顯提升。主要原因是蘋果園覆蓋的生草草體存在于蘋果樹的樹冠內(nèi)，生草覆蓋物經(jīng)過深翻后，蘋果園土壤中包含的草體的氮、磷、鉀等物質(zhì)釋放到蘋果樹冠內(nèi)的淺層土壤中，提升蘋果園淺土層的全氮、全磷以及全鉀含量。蘋果園生草覆蓋，并不影響土壤對(duì)蘋果樹供給氮、磷、鉀的能力，同時(shí)對(duì)供給蘋果樹氮、磷、鉀的能力具有一定的提升作用。蘋果園生草覆蓋后，蘋果園土壤中的養(yǎng)分含量有所提升，養(yǎng)分可以更好地促進(jìn)蘋果樹的生長(zhǎng)。驗(yàn)證蘋果園生草覆蓋可以改善土壤中的養(yǎng)分，充分發(fā)揮生草覆蓋具有的生態(tài)修復(fù)作用。

2.3生草覆蓋對(duì)有效磷、水解氮、速效鉀的影響

測(cè)定蘋果園采用不同品種的生草覆蓋前后，蘋果園土壤的有效磷、水解氮以及速效鉀含量變化，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

通過表3可知，不同品種的蘋果園生草覆蓋，顯著提升蘋果園土壤中的有機(jī)磷、水解氮和速效鉀三種養(yǎng)分含量。表4試驗(yàn)結(jié)果可以看出，自然生草、多花黑麥草以及三葉草三種不同品種的生草覆蓋蘋果園土壤，均可以有效提升蘋果園土壤中的養(yǎng)分。蘋果園土壤中的有機(jī)磷、水解氮和速效鉀三種養(yǎng)分明顯有所提升，說明生草覆蓋具有活化蘋果園土壤中的有機(jī)氮、有機(jī)磷以及有機(jī)鉀的功能，有利于蘋果樹對(duì)土壤中包含的磷、氮和鉀三種營(yíng)養(yǎng)元素更好的吸收與利用。不同品種的生草覆蓋均可以提升蘋果園土壤中的速效養(yǎng)分，說明蘋果園生草覆蓋可以提升蘋果園土壤的基礎(chǔ)肥力，改善蘋果樹生長(zhǎng)狀況，為蘋果樹的健康生長(zhǎng)提供更好的環(huán)境。表4試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證蘋果園生草覆蓋具有明顯地改善土壤養(yǎng)分的作用，可以實(shí)現(xiàn)蘋果園土壤的生態(tài)修復(fù)。

2.4蘋果園生草覆蓋對(duì)土壤硬度的影響

統(tǒng)計(jì)采用不同品種的生草對(duì)蘋果園進(jìn)行生草覆蓋，蘋果園試驗(yàn)區(qū)域的土壤硬度變化，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

表4中，**表示不同組別間存在顯著性差別，Plt;0.01；***表示不同組別間存在極顯著性差別，Plt;0.001。通過表4可知，蘋果園采用生草覆蓋方式改善土壤養(yǎng)分后，不同地層的土壤硬度存在明顯的變化。土壤硬度可以體現(xiàn)蘋果園土壤的保水能力與保肥能力。蘋果園的土壤硬度對(duì)蘋果樹的生長(zhǎng)情況影響較大。蘋果園的土壤硬度較小時(shí)，蘋果樹的樹根延伸更加容易，蘋果樹的樹根發(fā)展得更好，蘋果樹可以通過樹根吸收更多土壤中的養(yǎng)分。對(duì)蘋果園采用生草覆蓋的生態(tài)修復(fù)方式后，蘋果園土壤硬度變化明顯。伴隨蘋果園土層的加深，土壤硬度上升。蘋果園生草覆蓋后，生草的草根大量留存于蘋果園土壤中，草根腐化分解，提升了土壤中包含的有機(jī)質(zhì)含量，因此蘋果園土壤硬度有所降低，蘋果園土壤土質(zhì)更加疏松，更加有利于蘋果樹的生長(zhǎng)。伴隨土壤深度的增加，土壤中的草根數(shù)量減少，導(dǎo)致蘋果園土體硬度提升。

2.5生草覆蓋對(duì)土壤表層微生物數(shù)量的影響

蘋果園內(nèi)土壤的微生物數(shù)量對(duì)于蘋果樹生長(zhǎng)具有重要影響。統(tǒng)計(jì)蘋果園采用生草覆蓋進(jìn)行生態(tài)修復(fù)前后，蘋果園土壤的0 cm～20 cm表層土壤內(nèi)，微生物數(shù)量變化，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。

通過表5可知，蘋果園土壤中的細(xì)菌數(shù)量明顯高于放線菌數(shù)量，蘋果園中土壤中的真菌數(shù)量最少。蘋果園內(nèi)的蘋果樹生長(zhǎng)的土壤肥力與土壤中包含的微生物含量關(guān)聯(lián)密切。土壤中包含的微生物數(shù)量越高，蘋果園的土壤更加肥沃，更加適宜蘋果樹生長(zhǎng)。蘋果園中的土壤微生物數(shù)量以及微生物種類設(shè)置合理時(shí)，可以改善蘋果園土壤的養(yǎng)分脅迫情況。生草覆蓋后的土壤更加適宜蘋果園內(nèi)的蘋果樹生長(zhǎng)發(fā)育。表5試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，蘋果園生草覆蓋，具有顯著提升蘋果園土壤中的微生物數(shù)量的效果，有助于蘋果樹的更好生長(zhǎng)。

蘋果園生草覆蓋可以改善土壤中包含的養(yǎng)分含量，主要原因是蘋果園生草覆蓋，對(duì)蘋果園土壤中的微生物活性有明顯的改善效果。土壤水分以及土壤的熱力學(xué)性狀同樣有所改變，加快了蘋果園土壤中的物質(zhì)礦化過程，令蘋果園土壤更加有利于蘋果樹利用與吸收，達(dá)到改善蘋果園土壤養(yǎng)分的效果。蘋果園生草覆蓋改善了蘋果園土壤中微生物的生存環(huán)境，生草覆蓋提升了蘋果園內(nèi)的土壤含水量，令蘋果園土壤溫度提升，有利于微生物生存。

2.6蘋果園生草覆蓋對(duì)蘋果品質(zhì)、產(chǎn)量的影響

統(tǒng)計(jì)蘋果園生草覆蓋前與生草覆蓋后，蘋果園的蘋果品質(zhì)與產(chǎn)量變化，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6。

通過表6可知，蘋果園采用生草覆蓋后，蘋果園的蘋果品質(zhì)有了明顯的提升，蘋果園的公頃產(chǎn)量提升效果明顯。通過表6試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用生草覆蓋方式改善蘋果園土壤后，蘋果園的土壤養(yǎng)分有了明顯提升，蘋果園土壤的理化性狀提升明顯，驗(yàn)證生草覆蓋可以改善蘋果園的微生態(tài)環(huán)境。蘋果園內(nèi)的蘋果樹生長(zhǎng)時(shí)，令蘋果樹更好地吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，提升蘋果園的蘋果產(chǎn)量以及蘋果品質(zhì)。蘋果園產(chǎn)量與蘋果品質(zhì)有了大幅度的提升，提升蘋果園的果實(shí)銷售額，令蘋果園獲取更好的發(fā)展。采用生草覆蓋方式改善蘋果園的土壤養(yǎng)分，蘋果園內(nèi)的生草并不會(huì)出現(xiàn)與蘋果樹爭(zhēng)用肥料的情況，改善蘋果園的生態(tài)環(huán)境，提升蘋果園的果實(shí)產(chǎn)量以及果實(shí)品質(zhì)，節(jié)約蘋果園生產(chǎn)的勞動(dòng)力，降低蘋果園的生產(chǎn)成本。蘋果園生草覆蓋令蘋果園保持良好的水土環(huán)境，表明生草覆蓋具有明顯的生態(tài)效應(yīng)，令蘋果園獲取明顯的經(jīng)濟(jì)效益，生草覆蓋方式值得大面積推廣。

3結(jié)語

為了提升蘋果園內(nèi)土壤養(yǎng)分，為蘋果園的蘋果樹創(chuàng)造更加適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，研究蘋果園生草覆蓋生態(tài)修復(fù)對(duì)土壤養(yǎng)分的改善影響。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，蘋果園生草覆蓋是具有較高實(shí)用性能的土壤管理方法。通過蘋果園生草覆蓋，可以在土壤中形成大量有機(jī)質(zhì)以及礦物質(zhì)元素，補(bǔ)充土壤中的營(yíng)養(yǎng)，提升土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，改善蘋果園的土壤硬度，增加蘋果園土壤中的團(tuán)粒。通過蘋果園種植的生草覆蓋，可降低土壤中重金屬的含量，提升了蘋果園土壤中包含的有機(jī)質(zhì)含量，令蘋果園中的土壤更加疏松，提升蘋果園內(nèi)土壤的保水保肥功能。研究結(jié)果驗(yàn)證通過生草覆蓋的生態(tài)修復(fù)方式改善蘋果園土壤養(yǎng)分的效果明顯，可應(yīng)用于蘋果園的實(shí)際種植過程中。