不同地面覆蓋對杏扁園土壤理化性質和樹體生長的影響*

劉志琨，景晨娟，王 端，陳雪峰，武曉紅

（河北省農林科學院石家莊果樹研究所，國家梨改良中心，050061）

杏扁（Prunus armeniacaL.）又名大扁杏，屬于仁用杏中甜仁類范疇，是普通杏和西伯利亞杏的自然雜交種，具有較高的營養價值和經濟價值。河北省張家口市是我國杏扁的主要產區，由于立地條件差，管理粗放，該地區杏扁樹勢衰弱，致使杏扁產量較低。覆蓋栽培是果園常見的地面管理措施，用地布、秸稈等覆蓋果園，不僅能保持土壤溫度和水分的穩定，改善土壤理化性質，增加礦質元素含量，調節微域生態環境[1-2]，還能提高果實品質，增加果實礦質營養含量，但其效果因覆蓋材料不同而有所不同[3-5]。因此，探索適合當地的地面覆蓋模式對促進杏扁生長結果具有重要意義。本試驗以優一杏扁為研究對象，采用園藝地布覆蓋、秸稈覆蓋和2 種材料復合覆蓋3 種覆蓋方式，分析3 種覆蓋方式對土壤理化性質及杏扁樹體生長的影響，以期為河北省張家口地區杏扁生產栽培技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020 年6 月至2021 年10 月在張家口市崇禮區清三營鄉朝陽村杏扁基地進行。當地屬于典型的壩上壩下連接帶高寒山區氣候，海拔1 470 m，年平均氣溫0.1～2.0 ℃，無霜期90～95 d，年降水量460～530 mm。試驗地為山區平地，土壤基礎養分為水解氮含量368 mg/kg，有效磷含量49 mg/kg，速效鉀含量292 mg/kg，土層厚度30～40 cm。供試材料為5 年生優一杏扁，砧木為7 年生野生山杏，行株距2 m×2 m。

1.2 試驗設計

試驗設4 個處理：①地布覆蓋，沿行覆蓋黑色園藝地布，地布寬1.2 m；②秸稈覆蓋，以樹干為中心覆蓋莜麥秸稈，面積1 m2，厚度20 cm；③地布+秸稈覆蓋，秸稈覆蓋同②，地布覆蓋同①，地布覆蓋在秸稈上；④以地面不覆蓋為對照，定期清除行內雜草。2020 年6 月進行覆蓋，每行10 株樹為1次重復，每處理3 行，行間自然生草。

1.3 調查項目及方法

1.3.1 土壤溫度和土壤水分

2021 年5 月20 日起，每隔10 d 測定1 次5 cm和20 cm 處土層溫度，14：00 用地溫計測定，每處理3 次重復。

5—9 月，每月20 日采集土壤（遇雨則推后3 d），每個處理上按照Z 字形選取5 個點采集土樣，采集0～20 cm 的土壤，剔除石子等雜物，每個處理所取土壤混合均勻，用恒溫烘干法測定土壤含水量，每處理3 次重復。

1.3.2 土壤礦質養分

2021 年7 月，每個處理按照Z 字形選取5 個點取土樣，采集0～20 cm 的土壤，剔除石子等雜物，混合均勻，烘干備用。采用堿解擴散法測定土壤水解氮含量，采用氟化銨-鹽酸浸提并用連續流動分析儀測定有效磷含量，采用火焰光度法測定速效鉀含量，采用DTPA-AB 法測定有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅含量；采用乙酸銨浸提后用原子吸收分光光度法測定交換性鈣、交換性鎂含量；采用甲亞胺-H 比色法測定有效硼含量。

1.3.3 新梢生長

每個處理隨機挑選長勢一致且無明顯病蟲害的杏扁樹5 株掛牌標記，2021 年6 月10 日開始，8月23 日結束，每隔10 d 左右（遇雨水天氣測量時間提前或延后）測量新梢的長度及粗度，每株樹上部、中部和下部各選2 個新梢，每處理共選取30個，用卷尺測量長度，用數顯游標卡尺測量粗度。

1.4 數據分析

試驗數據用Excel 2010 軟件繪制圖表，采用SPSS 25 軟件進行單因素方差分析，采用Duncan’s新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同覆蓋處理對杏扁園土壤溫度的影響

由圖1 可以看出，覆蓋材料不同，杏扁生長季5 cm 深土壤溫度變化不同。從5 月20 日至10 月30日，秸稈覆蓋處理和地布+秸稈覆蓋處理同期5 cm深處土壤溫度基本接近，均低于同期的地布覆蓋處理和對照，整個生長期變化幅度均較小；地布覆蓋處理土壤溫度略低于同期的對照，整個生長期變化幅度小于對照；對照土壤溫度均高于其他處理同期的溫度，整個生長期變化幅度均較大。

圖1 杏扁園生長季不同覆蓋處理5 cm 土層溫度的變化

由圖2 可以看出，各處理在杏扁生長季20 cm深土壤溫度與5 cm 深的變化基本一致，但20 cm 深土壤溫度整體低于5 cm 深。同期20 cm 深土壤溫度從低到高基本為地布+秸稈覆蓋和秸稈覆蓋＜地布覆蓋＜對照，地布+秸稈覆蓋和秸稈覆蓋2 個處理土壤溫度相差不大。

圖2 杏扁園生長季不同覆蓋處理20 cm 土層溫度的變化

2.2 不同覆蓋處理對杏扁園土壤含水量的影響

由圖3 可以看出，不同月份不同覆蓋處理對土壤含水量的影響不同。5 月，地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋3 個處理土壤含水量差異不顯著，均顯著高于對照，分別比對照提高了19.83%、20.20%、19.35%；6 月，3 個處理土壤含水量均顯著高于對照，分別比對照提高了16.40%、13.26%、15.83%，地布覆蓋處理土壤含水量最大；7—8 月，3 種覆蓋處理土壤含水量表現為相同的趨勢，即地布+秸稈覆蓋＞地布覆蓋＞秸稈覆蓋＞對照，地布+秸稈覆蓋與地布覆蓋處理間差異顯著，二者均顯著高于對照；秸稈覆蓋與地布覆蓋和對照間差異均不顯著。其中，地布覆蓋和地布+秸稈覆蓋7 月土壤含水量分別較對照提高了21.85%、44.97%，8 月分別較對照提高了1.05%、6.39%。9 月，土壤含水量表現為秸稈覆蓋＞地布+秸稈覆蓋＞地布覆蓋＞對照，4 個處理間差異均顯著，3 個覆蓋處理土壤含水量分別比對照提高了1.23%、12.29%、8.01%。

圖3 杏扁園生長季不同覆蓋處理0～20 cm 土層土壤含水量的變化

2.3 不同覆蓋處理對杏扁園土壤養分含量的影響

土壤養分是保證果樹正常生長發育和優質高產的關鍵[6]。與對照相比，地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理均顯著提高了土壤水解氮、有效磷、速效鉀、有效鐵、有效錳等養分含量。其中，水解氮含量分別提高了25.04%、39.49%、92.90%，有效磷含量分別提高了91.33%、460.77%、512.17%，速效鉀含量分別提高了90.43%、194.99%、256.43%，有效鐵含量分別提高了78.94%、197.62%、129.14%，有效錳含量分別提高了197.85%、312.53%、299.33%（表1）。

表1 杏扁園不同覆蓋處理0～20 cm 土層的土壤養分

地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理土壤交換性鈣、交換性鎂含量均低于對照，其中，交換性鈣含量分別比對照降低了21.77%、34.22%、20.64%，交換性鎂含量分別比對照降低了22.89%、29.16%、1.09%。秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理的有效銅、有效鋅含量均顯著高于對照和地布覆蓋處理。地布+秸稈覆蓋處理的有效硼含量顯著高于秸稈覆蓋、地布覆蓋處理和對照，后三者差異不顯著（表1）。

2.4 不同覆蓋處理對杏扁新梢生長的影響

2.4.1 新梢長度

由圖4 可以看出，不同覆蓋處理對杏扁新梢長度的影響不同。6 月20 日至8 月23 日，與對照相比，地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理杏扁新梢長度均顯著高于對照。8 月中下旬，杏扁新梢已停止生長，地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋3 個處理杏扁當年新梢長度分別為84.07、62.41、97.92 cm，均顯著高于對照，分別比對照提高了95.28%、44.97%、127.45%，新梢長度表現為地布+秸稈覆蓋＞地布覆蓋＞秸稈覆蓋＞對照。

圖4 不同覆蓋處理杏扁的新梢長度

2.4.2 新梢粗度

由圖5 可以看出，不同覆蓋處理對杏扁新梢粗度的影響不同。6 月10 日至8 月23 日，地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理的杏扁新梢粗度均顯著高于對照。新梢停長后，3 個覆蓋處理新梢粗度分別為9.11、7.46、10.13 mm，分別比對照提高了71.53%、40.56%、90.68%，新梢粗度表現為地布+秸稈覆蓋＞地布覆蓋＞秸稈覆蓋＞對照。

圖5 不同覆蓋處理杏扁的新梢粗度

3 討論與結論

關于地表覆蓋對土壤溫度的影響，有提高土壤溫度的報道，也有降低土壤溫度的結果[2]。本試驗結果表明，對高寒山區果園進行地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋3 種處理后，均降低了5 cm 和20 cm 土層的土壤溫度，整個生長期土壤溫度變幅均小于對照，即同一土層土壤溫度的穩定性要強于對照。這種現象的產生，有研究認為是地面覆蓋后地表形成一層與大氣熱交換的障礙層，在中午溫度較高時，覆蓋后可降低地面的太陽輻射，同時吸收和轉化部分太陽能[7]。趙思明等[8]研究發現，地布和秸稈覆蓋2 種處理在6—7 月均降低了0～20 cm 土層土壤溫度；8—9 月園藝地布提高了土壤溫度，而秸稈覆蓋降低了土壤溫度。張露荷等[9]在對棗園覆蓋處理后，各處理均降低了土壤溫度，且不同程度地增強了同一層次土壤溫度的穩定性。對于大多數果樹來說，根系生長的適宜溫度為20～25 ℃[10]，覆蓋處理在夏季高溫時可降低土溫，有利于根系生長及養分的吸收供給，且秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理的降溫效果相差不大，兩個處理的降溫效果均強于地布覆蓋處理。

土壤水分是土壤的重要組成部分，對土壤理化性狀可以產生直接或間接的影響。劉偉等[6]研究表明，地布覆蓋和紫云英生草刈割覆蓋均顯著提高了芒果園土壤持水貯水能力，增強了土壤對果樹的供水能力。劉立豪等[11]研究表明，覆蓋處理可有效保持土壤水分，提高土壤含水率，且防草布與秸稈覆蓋處理提高土壤含水率的效果尤為顯著。Wu 等[12]研究結果表明，地布覆蓋可以減少干旱期間的土壤蒸發，提高了土壤濕度。覆蓋處理還可以降低土壤溫度，減小溫度日較差，降低土壤蒸發損失，更有利于土壤水分的保持[13-14]，為果樹生長發育提供必要的水分。在本研究中，地布覆蓋、秸稈覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理可以有效提升杏扁園0～20 cm土層的土壤含水量，各處理保水效果存在一定的差異；地布覆蓋其滲水性良好，集水保墑效果好，可使土壤保持較高的含水量；秸稈覆蓋可降低土壤蒸發量，增加土壤蓄水空間和能力，提高雨水的利用率，可使土壤含水量提高；地布+秸稈覆蓋復合處理綜合了地布覆蓋和秸稈覆蓋的特點，其提高土壤含水量的效果更加顯著。

土壤養分的含量和質量是土壤肥力的重要特征。N、P、K 是植物生長發育必需的營養元素，是土壤肥力物質基礎之一，是保證果樹正常生長發育和優質高產的關鍵[15]。在本研究中，除Ca 和Mg 外，3 種覆蓋處理的土壤中N、P、K 等大量礦質元素含量均顯著高于對照，且以地布+秸稈覆蓋最佳；除地布覆蓋的Cu 和Zn 外，3 種覆蓋處理的Fe、Mn、Cu、Zn 等微量元素含量均要顯著高于對照，且以秸稈覆蓋表現最佳。相關研究[16]表明，不同覆蓋物對果園土壤養分含量的影響程度不同，可能是不同地面覆蓋通過改變土壤水熱條件、微生物活動等對土壤養分產生間接影響。覆蓋秸稈，秸稈本身也是一種營養物質，對土壤養分含量增加有促進作用；地布覆蓋后，地布可以很好地保持土壤的濕度和溫度，透氣性良好，有利于微生物的活動，從而促進土壤中的速效養分的提高；地布+秸稈覆蓋，2 種覆蓋物的復合作用更加快了秸稈的腐爛，從而使土壤中大量礦質元素含量處于較高水平。微量元素Fe、Mn 和Cu，參與植物光合作用和呼吸代謝，其在土壤中本身含量較低，微量元素含量的多少可能跟樹體生長有關，3 個覆蓋處理間微量元素Fe、Mn 和Cu 的含量表現為秸稈覆蓋＞地布+秸稈覆蓋＞地布覆蓋，地布覆蓋和地布+秸稈覆蓋處理的土壤微量元素含量相對較低，可能是其被樹體吸收，并參與到植物生長當中，從而降低了土壤中微量元素的含量。

樹體生長量直接反映樹勢的強弱，大量研究[17-19]表明，不同覆蓋措施對樹體生長具有良好的促進作用。與對照相比，本試驗中各覆蓋處理均提高了杏扁的新梢長度和粗度，且各處理新梢長度均表現為地布+秸稈覆蓋＞地布覆蓋＞秸稈覆蓋＞對照。原因可能是果園地面覆蓋后，改善了根系微域環境，提高了土壤大量礦質養分含量，水熱條件更適合根系生長，促進了根系對養分的吸收，進而將養分向地上部轉運。

綜上，在張家口北部高寒山區覆蓋地布+秸稈很好地起到了蓄水保墑、增強土壤溫度穩定性的效果，因其覆蓋秸稈產生了有機質激發效應，促使本底有機質礦化，提高了土壤中N、P、K 等礦質元素的含量，改善了土壤根域環境，進而促進了杏扁新梢生長。綜合分析比較3 種覆蓋措施對杏扁土壤溫濕度、土壤養分和新梢生長量的影響，初步認為地布+秸稈覆蓋處理是一種較優的土壤管理模式。