不同秸稈覆蓋模式對桃園土壤和果實的影響

孫奇男，張碩，朱為靜，陳妙金，顧清，張小斌

(1.寧波市奉化區水蜜桃研究所，浙江 奉化 315502；2.寧波市農業農村綠色發展中心，浙江 寧波 315012；3.浙江省農業科學院 環境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；4.浙江省農業科學院 數字農業研究所，浙江 杭州 310021)

桃樹是中國重要的經濟作物，主要種植于華北和華東地區。寧波奉化區的水蜜桃在全國享譽盛名，是中國傳統名優桃，也是全國水蜜桃的重點產區之一。奉化水蜜桃在2002年被評為中國國家地理標志產品。深入研究和提升水蜜桃栽培種植技術以改善桃產量和品質、提升種桃效益，是保障桃產業健康可持續發展的重要任務。

農作物秸稈是栽種糧食和經濟作物的附帶產物，富含豐富的氮、磷、鉀、微量元素等成分，是一種可開發和綜合利用的寶貴資源[1]。稻谷秸稈是利用最為普遍的作物秸稈之一，常被用于生產動物飼料、土壤改良劑、蘑菇培養基、生物質能源等[2]。稻秸稈的覆蓋可以改善土壤結構和通透性、提供有機質和養分，并且可以減少水分蒸發、保持適宜的土壤溫度，有助于提升作物的生長條件，促進作物生長和品質、產量的提升[3-4]。已有一些研究報道了秸稈覆蓋對桃園土壤和桃樹生長的影響，發現水稻、小麥、油菜等秸稈對桃園土壤狀況的改善、桃樹生長和果實的產量品質均有積極的提升作用[5-7]。

近年來，寧波市將秸稈綜合利用的重心調整為優化利用結構和增強稻秸稈離田產業化利用。寧波市的稻秸稈可收集資源穩定在40萬t以上。在政策支持下，引進和推廣了秸稈打捆機械，有效降低了稻秸稈的收集和運輸成本，不僅確保了稻秸稈材料的來源，還展現了成本優勢。稻秸稈覆蓋在奉化區重要經濟作物雷筍的種植中得到了良好的研究和推廣應用[8-9]。

本研究在寧波市奉化區開展，比較不同稻秸稈覆蓋和不覆蓋模式下，桃園土壤pH值、電導率、養分含量等指標變化情況，分析不同稻秸稈覆蓋模式對土壤理化性質的影響。測定水蜜桃果實質量、精品果率、可溶性固形物、維生素C含量等指標，分析不同稻秸稈模式對水蜜桃果實產量和品質的影響。通過產量推算每667 m2產值，并結合技術成本評估各模式的效益增減情況。本研究的目標為確定可推廣的秸稈覆蓋模式，為桃園秸稈覆蓋技術的進一步研究和推廣提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本研究試驗地點位于浙江省寧波市奉化區水蜜桃研究所(121°16′E，29°41′N)，該基地始建于2007年。試驗所處地區屬亞熱帶季風性氣候，四季分明，溫和濕潤，年均氣溫16.3 ℃，降水量1 350～1 600 mm，日照時數1 850 h，無霜期232 d。試驗區域土壤類型為中層黑土，水蜜桃連續種植16 a，水蜜桃品種為新玉。本試驗共設置4個處理：處理1，不覆蓋對照(CK)；處理2，薄覆蓋(每棵樹秸稈覆蓋量為10 kg)；處理3，厚覆蓋(每棵樹秸稈覆蓋量為20 kg)；處理4，厚覆蓋+腐熟劑(每棵樹秸稈覆蓋量為20 kg，同時施加1%腐熟劑0.02 kg及2.5%尿素0.5 kg)。每個處理隨機設置3個重復小區，每個試驗小區選取3棵樹齡、長勢相近的果樹為一個重復。秸稈來源為奉化本地水稻秸稈，于2021年12月初桃樹休眠期進行均勻覆蓋。其他施肥、施藥與灌溉等農事操作按常規方法操作，并控制所有試驗桃樹保持一致。表1為不同秸稈覆蓋模式處理。

表1 不同秸稈覆蓋模式處理Table 1 Treatment of different straw mulching modes

1.2 樣品采集

1.2.1 土壤樣品采集

秸稈覆蓋1 a后，于2022年12月5日進行土壤容重測定與土壤樣品采集。每個試驗小區用土鉆采集5個表層土(20 cm)，混合成一個樣品。將采集的樣品過2 mm 篩，去除根系等有機殘體和石塊。土壤樣品自然風干，用于土壤pH值、電導率、有機質、全氮、堿解氮、速效磷、有效鉀含量的測定。

1.2.2 水蜜桃樣品采集

在2022年水蜜桃成熟期分3次對桃果實進行取樣，采摘時間分別為7月18日、7月21日和7月25日。每棵桃樹每次采摘樹中部朝南方向3個桃，每個處理每次取樣共27個果實，3批次總共取樣81個。為了保證實驗結果的準確性，每次采摘的桃樣品立即進行低溫儲藏，避免溫度對實驗結果造成影響。

1.3 項目測定與方法

1.3.1 土壤理化性質測定

土壤容重采用環刀法測定。土壤按照水土體積質量比2.5∶1的比例浸提，分別采用pH計(雷磁，pHS-25)和EC計(雷磁，DDB-303A)進行pH和EC的測定。土壤自然風干后，磨細過篩待用。有機質含量的測定采用重鉻酸鉀容量法，全氮含量的測定采用半微量開氏法，堿解氮含量的測定采用堿解擴散法，全磷含量的測定采用鉬銻抗比色法，有效磷含量的測定采用0.03 mol·L-1NH4F-0.025 mol·L-1HCl法(pH值<6.5)，全鉀和速效鉀含量的測定采用火焰光度法，具體方法參照《土壤農化分析》[10]中的測定方法。

1.3.2 水蜜桃品質測定

可溶性固形物含量根據《NY/T 2637—2014》標準使用折光儀測定。維生素C(抗壞血酸)含量根據GB 5009.86—2016采用高效液相色譜法測定。可溶性糖含量使用苯酚法測定。總酸含量根據GB 12456—2021利用酸堿指示劑滴定法測定。糖酸比為可溶性糖與總酸的比值。

1.4 數據分析

使用Excel 2019軟件進行數據的整理和分析；使用IBM SPSS 20軟件進行不同處理間的單因素方差分析(One-way ANOVA)，顯著性水平設為α=0.05，并利用最小顯著性差異法(LSD)檢驗不同處理組間的差異顯著性。產值按每667 m2精品果可銷售額計算。先用平均果重乘以平均每株精品果數量計算單株精品果產量，并以每667 m230棵樹計算產量，最后按照采摘當日市場價格計算667 m2產值。

2 研究結果

2.1 不同秸稈覆蓋模式對土壤理化性質的影響

圖1所示為不同秸稈覆蓋模式下的土壤理化指標對比，可以看出，不同秸稈覆蓋模式對土壤理化性質的影響不同。對于土壤容重而言，厚覆蓋+腐熟劑處理組與不覆蓋對照組相比，顯著降低15%(P<0.05)，而薄覆蓋和厚覆蓋處理組對土壤容重無顯著影響(P>0.05)。

柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖1 不同秸稈覆蓋模式下土壤理化指標Fig.1 Soil physical and chemical indicators under different straw mulching modes

同時，厚覆蓋+腐熟劑處理組土壤有機質、全氮、堿解氮含量分別顯著提升(P<0.05)24%、23%、26%，薄覆蓋和厚覆蓋處理組雖然能一定程度提升土壤有機質、全氮、堿解氮含量，但與對照組相比無顯著差異(P>0.05)。此外，土壤pH值、電導率、有效磷和速效鉀含量在各處理間均無顯著差異(P>0.05)。

2.2 產量和品質

表2所示為不同秸稈覆蓋模式處理下水蜜桃的產量和品質數據。從中可以看出，4組處理的果實平均單果重都在200 g以上，均符合精品果要求；其中厚覆蓋+腐熟劑處理組的平均單果重明顯高于其他3組。精品果比例較高的處理3比對照處理1 提高了3.8百分點；處理2和處理4的精品果率和對照組接近。可溶性固形物含量秸稈覆蓋后所有處理均高于對照處理1，其中最高的處理2提高了0.67百分點；處理2和處理4的維生素C(抗壞血酸)含量高于對照處理，其中最高的處理2提高了0.69 mg·kg-1；可溶性糖含量處理2和處理3高于對照處理1，最高的處理2提高了0.5 g·kg-1；總酸含量處理2和處理3相比對照處理1有所下降，其中最低的處理3降低了0.55 g·kg-1；糖酸比處理2和處理3高于對照處理1，其中最高的處理3提高了0.58。處理3的產量最高，處理2接近對照組，而處理4的產量有所下降。

表2 不同秸稈覆蓋模式處理對水蜜桃產量和品質的影響Table 2 Effects of different straw mulching modes on the yield and quality of peach

2.3 成本效益分析

水稻秸稈不同覆蓋模式的技術成本及產值效益統計如表3所示。

表3 水稻秸稈水蜜桃覆蓋技術成本及效益統計Table 3 Cost and benefit statistics of rice straw mulching technology on peach 單位：元

試驗過程所涉及的差異性成本(即4種處理間存在差異的成本部分，相同金額費用未列出)主要有秸稈成本、秸稈覆蓋人工成本、額外施肥成本及果園除草人工成本。本試驗中，秸稈覆蓋處理會產生秸稈材料費用和覆蓋人工勞務支出，而覆蓋秸稈后雜草會減少，能夠降低一部分除草人工成本。處理4的額外施肥成本為增施的腐熟劑和尿素成本。處理2和處理3的667 m2產值高于對照處理1，其中最高的處理3提高了1 188元。以處理1為效益基準，根據各處理的667 m2產值及差異性成本計算可得效益增減量。由表3可知，本試驗中，只有厚覆蓋處理3能提高水蜜桃經濟效益，667 m2效益增加692元；而薄覆蓋和厚覆蓋+腐熟劑處理的667 m2效益均低于對照處理，特別是厚覆蓋+腐熟劑處理出現了較大幅度的下降。

3 結論與討論

本研究以寧波市奉化區的新玉品種桃樹為研究對象，設置3種不同的稻秸稈桃樹土壤覆蓋模式，分析秸稈覆蓋后土壤性質與果實產量品質的變化，并根據技術成本和產值評估效益增減情況。研究結果明確了水稻秸稈覆蓋對桃園土壤及果實產量品質的影響，能夠為桃園秸稈覆蓋技術的進一步研究和推廣提供依據。

土壤理化分析結果表明，經過一年不同模式稻秸稈桃樹地面覆蓋后，土壤理化性狀發生了不同程度的變化。厚覆蓋+腐熟劑處理組的土壤有機質等養分含量相比對照組顯著提高，說明腐熟劑能夠加速秸稈的分解，促進土壤養分的提升[11]。薄覆蓋和厚覆蓋處理組的土壤養分含量雖然與對照組相比無顯著差異，但均存在上升趨勢。這可能是由于秸稈分解速度較慢，若每年繼續新增秸稈覆蓋，更長時間之后土壤養分狀況應該會持續改善[8-9]。

水蜜桃果實產量和品質分析表明，處理4的平均單果重明顯高于其余3個處理。這主要是由于處理4的總留果數最少，以及秸稈厚覆蓋結合腐熟劑和尿素的增施促進了土壤有機質、全氮等養分含量的提升。而處理2的平均單果重最低，主要是由于本組桃樹的套袋留果量最高。通過水稻秸稈薄覆蓋處理(每棵桃樹下覆蓋稻草10 kg)，果實可溶性固形物、維生素C(抗壞血酸)及可溶性糖含量3個指標均高于無覆蓋對照，并且在3種覆蓋模式中最高。厚覆蓋處理(每棵桃樹下覆蓋稻草20 kg)下的精品果比例為最高，并且具有最低的總酸含量和最高的糖酸比。上述結果表明，秸稈薄覆蓋和厚覆蓋對水蜜桃品質的提升有一定的積極作用，而在秸稈覆蓋的基礎上額外增施腐熟劑和尿素并不能給果實品質帶來提升，其糖酸比相比對照組反而出現了下降，產量也出現了明顯的下降。處理2的平均單果重雖然最低，但由于留果量較大，精品果率接近對照，最終的產量也接近對照組；處理3的平均果重和留果量同對照組接近，但由于精品果率有所提高，總產量在4個組中最高；而處理4雖然平均單果重最高，精品果率接近對照，但是由于留果量最少，最終產量也最低。

從技術成本與效益分析結果來看，雖然薄覆蓋處理2的667 m2產值和對照組接近，但減掉成本之后，效益出現了下降；處理4的667 m2產值已低于對照，減去成本之后，相比基準效益出現了815元的下降。3種處理中只有厚覆蓋的效益得到了667 m2692元的提升。綜上所述，厚覆蓋的精品果率、果實品質和產量都得到了提升，并且最終效益也有較好的提升，是本試驗中的最優秸稈覆蓋模式。薄覆蓋處理的最終效益雖略有下降，但可溶性固形物、維生素C含量等重要品質指標有較明顯的提升，并且技術成本較低，同樣是一種具有參考意義的應用模式。另外，厚覆蓋增施腐熟劑和尿素的處理雖然快速改善了土壤養分狀況，但是并未提升水蜜桃產量和品質，并且技術成本較高，使得效益下降較多，不是一種值得推廣的模式。從結果來看，水稻秸稈覆蓋水蜜桃果園不僅有利于改善土壤狀況，對水蜜桃的品質和產量也有積極的提升作用，能夠進一步提升種桃效益，是一項十分具有應用前景的桃樹栽種管理技術，值得更進一步地研究和推廣。