果園覆蓋對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響

胡志剛

（甘肅省慶陽(yáng)市環(huán)縣果業(yè)發(fā)展中心，甘肅慶陽(yáng) 745700）

蘋(píng)果（Malus pumila Mill.）為薔薇科蘋(píng)果屬植物，是我國(guó)最重要的水果，在中國(guó)已經(jīng)有兩千多年的栽培歷史[1]。近年來(lái)蘋(píng)果市場(chǎng)需求量和產(chǎn)量連年增加，為了確保蘋(píng)果供給，在蘋(píng)果栽培管理中，常常出現(xiàn)化肥過(guò)度使用情況，反而減少了蘋(píng)果的產(chǎn)量，造成土壤養(yǎng)分失衡、理化性質(zhì)變差，極大影響蘋(píng)果的可持續(xù)生產(chǎn)[2]。

果園覆蓋技術(shù)具有改善土壤理化特性、提高果實(shí)品質(zhì)等作用[3]，能夠改善土壤水分環(huán)境，提高作物水分利用效率，調(diào)控土壤水分生態(tài)條件和熱量平衡，地表覆蓋還能夠有效控草減病、優(yōu)化土壤環(huán)境，抑制土壤水分蒸發(fā)、保墑蓄水、提高肥力[4]，覆蓋栽培為植物根系的生長(zhǎng)提供了較好的條件，從而促進(jìn)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高[5]。而不同覆蓋材料間由于物質(zhì)組成、通透性能、保溫保水性等方面的差異，從而在應(yīng)用中對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)和土壤性質(zhì)的影響存在差異[6]。田玉莉等[7]研究表明，果園覆蓋可不同程度提高土壤酶活性。陳俊樸等[8]研究表明，自然生草覆蓋、野豌豆覆蓋和地布覆蓋下土壤溶解性有機(jī)碳、顆形粒態(tài)有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳和輕組有機(jī)碳含量顯著高于清耕處理，野豌豆覆蓋和自然生草覆蓋能顯著增強(qiáng)土壤酶活性，是櫻桃園較為理想的地面覆蓋措施。劉小勇等[9]研究了不同覆蓋方式對(duì)旱地果園水熱特征的影響，結(jié)果表明，地面覆蓋減緩了土壤養(yǎng)分的流失，增加了土壤微量元素含量。目前有關(guān)果園覆蓋技術(shù)已經(jīng)在諸多果樹(shù)上得到驗(yàn)證，而有關(guān)果園覆蓋對(duì)慶陽(yáng)地區(qū)蘋(píng)果生長(zhǎng)以及土壤理化性質(zhì)的研究較少，因此，本試驗(yàn)設(shè)置不同覆蓋材料，研究蘋(píng)果產(chǎn)量，土壤理化性質(zhì)的變化特征，為蘋(píng)果栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和材料

試驗(yàn)于2021年在甘肅省慶陽(yáng)市環(huán)縣進(jìn)行，地處北緯36°1’-37°9’，東經(jīng)106°21’-107°44’之間，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫9.2℃，無(wú)霜期200d，年均降雨量300mm左右，蒸發(fā)量約2000mm，日照時(shí)間約2600h。試驗(yàn)果園為定植于2009年紅富士，行距為4m，株距3m，果樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)良好，管理水平較高，土壤類(lèi)型為黑壚土，耕層土壤基礎(chǔ)肥力為pH7.4，有機(jī)質(zhì)7.54g/kg，堿解氮52.17mg/kg，速效磷41.35mg/kg，速效鉀83.64mg/kg。玉米秸稈為當(dāng)?shù)赜衩滋锸占姆鬯榻斩挘煅蚣S肥購(gòu)自當(dāng)?shù)亍?/p>

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，以清耕為對(duì)照（CK），設(shè)置自然生草（T1），綠肥覆蓋（T2），玉米秸稈覆蓋（T3），腐熟羊糞覆蓋（T4）。對(duì)照處理在春季使用除草劑除草，生長(zhǎng)期間進(jìn)行人工除草，試驗(yàn)區(qū)無(wú)雜草，T1處理不進(jìn)行除草處理，雜草自然生長(zhǎng)。T2處理種植箭舌豌豆，生長(zhǎng)季內(nèi)分別在6月中旬、7月下旬和9月上旬進(jìn)行3次刈割，茬高約3 cm，綠肥覆蓋于地表，玉米秸稈覆蓋量為400kg/667m2，腐熟羊糞覆蓋量為350kg/667m2。每個(gè)處理施尿素30kg/667m2，二銨25kg/667m2，硫酸鉀30kg/667m2，50%以基肥方式施入，其余分別在坐果期、膨大期按3∶2以追肥形式施入。每個(gè)小區(qū)設(shè)置120m2，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)小區(qū)，試驗(yàn)期間其他管理均相同。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 蘋(píng)果產(chǎn)量的測(cè)定

蘋(píng)果采收期每個(gè)小區(qū)進(jìn)行實(shí)收測(cè)產(chǎn)，并人工調(diào)查記錄單株結(jié)果數(shù)，計(jì)算單果重。

1.3.2 土壤物理性質(zhì)的測(cè)定

在蘋(píng)果收獲后，使用環(huán)刀，每個(gè)小區(qū)取0-20 cm土樣，將環(huán)刀和原狀土帶回實(shí)驗(yàn)室，測(cè)定土壤含水量、容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度。

1.3.3 土壤化學(xué)特性的測(cè)定

在蘋(píng)果收獲后，每個(gè)小區(qū)采用5點(diǎn)取樣法取0-20 cm土樣，取混合樣帶回實(shí)驗(yàn)室，放在陰涼通風(fēng)處風(fēng)干，使用高溫外熱重鉻酸鉀氧化容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)，用堿解蒸餾法測(cè)定堿解氮，用鉬銻抗比色法測(cè)定速效磷，用火焰光度計(jì)法測(cè)定速效鉀。

1.3.4 土壤酶活性的測(cè)定

使用風(fēng)干土樣測(cè)定土壤酶活性，脲酶活性采用苯酚—次氯酸鈉比色法，土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法，土壤蔗糖酶活性采用3，5 - 二硝基水楊酸比色法測(cè)定，土壤過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀氧化法測(cè)定。

1.3.5 土壤碳通量的測(cè)定

選擇晴朗天氣，去除土壤表面的雜草、枯枝、落葉等雜物，露出土壤表層，使用Soilbox-343便攜式土壤呼吸系統(tǒng)，用細(xì)土將測(cè)量室邊緣密封，測(cè)定土壤碳通量，每個(gè)處理在行間對(duì)角線(xiàn)測(cè)定5點(diǎn)，每隔2h測(cè)定一次，每點(diǎn)每次連續(xù)測(cè)定5min，設(shè)置每30s自動(dòng)計(jì)數(shù)一次。測(cè)定完成后導(dǎo)出數(shù)據(jù)，計(jì)算土壤碳通量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用 Excel2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計(jì)，利用SPSS19 軟件進(jìn)行方差分析，用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 果園不同覆蓋材料對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)量的影響

由表1可以看出，不同材料覆蓋顯著影響蘋(píng)果產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀。單株結(jié)果數(shù)從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出11.07%、8.97%和22.44%。單果重從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T3＞CK＞T1，T1處理顯著低于CK，T3處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2和T4分別比CK高出7.04%和15.86%。單株產(chǎn)量T1處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出10.19%、15.49%和26.35%，T2和T3處理間沒(méi)有顯著差異。總產(chǎn)量從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出11.08%、2.05%和17.02%。分析結(jié)果說(shuō)明T4處理的蘋(píng)果產(chǎn)量性狀最好。

表1 果園不同覆蓋材料下蘋(píng)果產(chǎn)量

2.2 果園不同覆蓋材料對(duì)土壤物理特性的影響

土壤物理特性是反映土壤結(jié)構(gòu)、功能和養(yǎng)分的重要指標(biāo)。由表2可知，不同覆蓋材料對(duì)果園土壤物理性狀的影響不同。土壤容重表現(xiàn)為T(mén)4＜T2＜T1＜T3＜CK，T3處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著低于CK，T1、T2和T4分別比CK低3.05%、5.34%和6.87%，T2和T4處理間沒(méi)有顯著差異。毛管孔隙度從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出9.30%、7.28%和12.89%。非毛管空隙度表現(xiàn)為T(mén)4＜T2＜T1＜T3＜CK，T3處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著低于CK，T1、T2和T3處理間沒(méi)有顯著差異。總孔隙度T1處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4處理間沒(méi)有顯著差異，顯著高于CK，分別高出4.73%、4.17%和5.26%。研究結(jié)果說(shuō)明，T4處理的土壤物理特性較好。

表2 果園不同覆蓋材料下土壤物理特性

2.3 果園不同覆蓋材料對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

土壤養(yǎng)分含量直接影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，從表3可知，不同覆蓋材料顯著影響土壤養(yǎng)分狀況。土壤有機(jī)質(zhì)含量從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T1＞T3＞CK，T3處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T1、T2和T4分別比CK高出5.26%、23.08%和26.92%，T2和T4處理間沒(méi)有顯著差異。速效氮含量從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T3＞CK＞T1，T1處理顯著低于CK，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出20.91%、9.02%和27.40%，處理間差異均顯著。速效磷含量從大到小依次為T(mén)4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出25.64%、22.44%和34.62%，T3和T4處理間沒(méi)有顯著差異。速效鉀含量從大到小依次為T(mén)2＞T3＞T4＞CK＞T1，T1處理顯著低于CK，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出16.90%、13.10%和6.68%。研究結(jié)果表明，T4處理的土壤養(yǎng)分含量較高。

表3 果園不同覆蓋材料下土壤養(yǎng)分

2.4 果園不同覆蓋材料對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶活性對(duì)土壤物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化有重要的作用，能夠反映土壤理化性質(zhì)、生物多樣性。由表4可知，不同覆蓋材料顯著影響土壤酶活性。土壤脲酶活性從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T1＞T3＞CK，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高出9.38%、26.24%、14.29%和39.14%，T1和T3處理間沒(méi)有顯著差異。磷酸酶活性從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T2＞T1＞T3＞CK，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高出6.61%、37.30%、26.38%和49.94%，處理間差異均顯著。蔗糖酶活性變化趨勢(shì)和磷酸酶相似，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高出4.61%、22.16%、12.28%和34.24%，處理間差異均顯著。過(guò)氧化氫酶活性從大到小表現(xiàn)為T(mén)4＞T3＞T2＞T1＞CK，T1處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高出29.62%、46.04%和62.91%。結(jié)果表明，T4處理的土壤酶活性均最高。

表4 果園不同覆蓋材料下土壤酶活性

2.5 果園不同覆蓋材料對(duì)土壤碳通量的影響

土壤呼吸速率反映土壤中CO2氣體的產(chǎn)生，從表5可知，不同覆蓋材料對(duì)土壤碳通量有顯著的影響。隨著時(shí)間的推移，土壤碳通量隨著時(shí)間的推移呈先升高后降低的趨勢(shì)，在14：00達(dá)到最大值。在8：00-12：00，土壤碳通量從大到小均表現(xiàn)為T(mén)4＞T3＞T2＞T1＞CK，處理間差異均顯著。在8：00，T1、T2、T3和T4分別比CK高出55.63%、129.01%、98.63%和169.28%；在10：00，T1、T2、T3和T4分別比CK高出15.79%、66.52%、47.41%和91.08%；在12：00，T1、T2、T3和T4分別比CK高出15.73%、61.17%、35.73%和89.32%。在14：00，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高出55.46%、74.59%、47.10%和121.64%，T1和T3處理間沒(méi)有顯著差異。在16：00，T3處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T1、T2和T4分別比CK高出11.09%、13.08%和57.45%，T1和T2間沒(méi)有顯著差異。在18：00，T3處理和CK沒(méi)有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T1、T2和T4分別比CK高出5.00%、25.56%和60.02%，T1和T3間沒(méi)有顯著差異。結(jié)果表明T4處理在全天土壤碳通量最高。

表5 果園不同覆蓋材料下土壤碳通量（μmol/m2 ·s）

3 討論

覆蓋作為人工調(diào)控土壤溫度、水分的有效措施，能夠降低農(nóng)田水分無(wú)效蒸發(fā)而提高水分利用，提高土壤溫度[10]，還能夠抑制雜草，有利于土壤養(yǎng)分的礦化，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，增產(chǎn)增收效果明顯[11]。本研究結(jié)果表明，自然生草蘋(píng)果產(chǎn)量和對(duì)照沒(méi)有顯著差異，綠肥覆蓋、玉米秸稈覆蓋和腐熟羊糞覆蓋蘋(píng)果產(chǎn)量均顯著增加，主要是由于自然生草條件下，雜草和果樹(shù)形成水肥競(jìng)爭(zhēng)，綠肥覆蓋在地表能夠補(bǔ)充土壤水分，綠肥分解為土壤提供養(yǎng)分[12]，秸稈覆蓋具有抑制土壤蒸發(fā)、保墑蓄水、調(diào)節(jié)地溫、提高肥力等優(yōu)勢(shì)[13]，糞肥覆蓋能夠?yàn)橥寥捞峁┏渥愕酿B(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)[14]。

土壤理化性質(zhì)是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育和評(píng)價(jià)區(qū)域水土保持功能的重要指標(biāo)[15]。土壤覆蓋在一定程度上減少了土壤水分、養(yǎng)分的損失[16]，有機(jī)物料覆蓋進(jìn)入土壤還能夠調(diào)節(jié)土壤水氣狀況，增加土壤通風(fēng)透氣性，從而降低容重[17]。有研究表明，果園地表覆蓋能夠增加土壤微生物數(shù)量，土壤微生物產(chǎn)生的胞外酶能夠?qū)ν寥鲤B(yǎng)分的礦化起到推動(dòng)作用，從而提高土壤的肥力。土壤物理特性、養(yǎng)分含量和土壤酶活性是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，本研究結(jié)果表明，自然生草土壤理化性質(zhì)和對(duì)照沒(méi)有顯著差異，綠肥覆蓋、玉米秸稈覆蓋和腐熟羊糞覆蓋能夠顯著降低土壤容重，增加土壤毛管空隙度，有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷含量以及脲酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性、土壤碳通量顯著提高，其中以腐熟羊糞覆蓋處理的效果最好，主要是由于腐熟羊糞肥含有大量有機(jī)質(zhì)，能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)土壤微生物的生長(zhǎng)和繁殖[18]，從而提高土壤養(yǎng)分，改善土壤性質(zhì)。

4 結(jié)論

綜上所述，果園覆蓋提高了蘋(píng)果產(chǎn)量，改善了土壤理化性質(zhì)，其中以腐熟羊糞覆蓋處理的蘋(píng)果產(chǎn)量最高，比對(duì)照高出17.02%，腐熟羊糞覆蓋處理的果園土壤容重最低，毛管孔隙度、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷含量和土壤酶活性最高，土壤碳通量最大，其次是綠肥覆蓋模式。因此在蘋(píng)果栽培過(guò)程中，可進(jìn)行腐熟羊糞覆蓋或綠肥覆蓋，以改善果園土壤物理特性，提高果園土壤養(yǎng)分，增加蘋(píng)果產(chǎn)量。