覆蓋對矮化蘋果園土壤及樹體與果實的影響

關鍵詞：矮化蘋果；樹盤覆蓋；土壤狀況；樹體結構；果實品質

中圖分類號：S661.1 文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2025）04-0061-07

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2025.04.009

蘋果（Malusdomestica）是山東省的主栽果樹之一，覆蓋全省16個市區(qū)。2018年，全省蘋果栽培面積達到25.8萬 hm² 、產量952萬t，占全國蘋果總面積、總產量的 10.1%.24.3% ，在助力鄉(xiāng)村振興、增加農民收入中占有舉足輕重的地位。但因我國蘋果產區(qū)多沿用果園清耕的土壤管理模式，導致土壤理化性質退化，影響了果樹產量、品質及蘋果產業(yè)高質量發(fā)展[2-3]。因此，提升土壤管理模式，對于優(yōu)化果園生態(tài)環(huán)境，促進蘋果產業(yè)升級，提高果園經濟效益至關重要。

目前，生產上主要采取生草覆蓋[4]、淺耕、秸稈覆蓋[5]和地膜覆蓋[等措施來緩解果園清耕模式帶來的問題。地表覆蓋作為一種現代果樹栽培的管理模式，在節(jié)水保墑、改善土壤微環(huán)境、增加果園產量、改善樹體結構，提升果實品質等方面具有一定作用[7-]，在國內外廣泛應用。賈昊[12]研究表明，黑地膜可以提高棗的果實品質、果園的產量和經濟效益。Manhas等13研究表明，地表覆蓋顯著增加了姜黃產量。索改弟等[14研究了旱地果園雙重覆蓋對土壤及果樹生長的影響，認為地膜壓短麥稈處理是最佳覆蓋模式。茹慧玲等[15研究認為，秸桿、生草、地膜和砂石覆蓋能夠減少土壤水分蒸發(fā)，增加土壤含水量。以上研究在蘋果生產中均起到了一定的指導作用，但目前覆蓋對矮化蘋果園影響的研究較少。

本試驗以山東省果樹研究所天平湖基地矮砧蘋果園為研究對象，以清耕不覆蓋為對照，通過測定土壤養(yǎng)分、溫度、酶活性，樹體結構、果實品質等指標，探討防水園藝地布、透水園藝地布、黑地膜3種覆蓋方式對矮砧蘋果園土壤狀況、樹體結構及果實品質的影響，以期為確定矮砧蘋果園的土攘管理技術提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020—2022年在山東省果樹研究所天平湖基地（北緯 36^°12^′55.36^′′ 東徑 117^°01^′09.87^′′. ）進行。基地海拔 168m ，全年日照時數 2 627.1h ，年均降水量 697mm ，年均氣溫 12.9^°C ，全年 ?0C 的積溫 47 319°C ，平均無霜期 195d 。果園土質為砂壤土，肥力中等，灌溉條件好，管理水平較高。果園采用現代矮砧集約栽培模式，供試品種為‘天紅2號’（Malus domestica Borkh. cv. Tianhong No2），基砧為八棱海棠（MalusrobustaRehd.），中間砧為SH38，樹齡為7年，株行距 0.75m×4.0m ，樹形為高紡錘形，樹體長勢健壯。

1.2 試驗設計

4個處理：防水地布（T1），黑色塑料編制布，寬70cm 重 90g/m² ；透水地布（T2），黑色無紡布，寬70cm 重 60g/m² ;黑地膜（T3），黑色聚乙烯塑料薄膜，寬 70cm 、厚 0.008mm ；清耕（CK），無覆蓋。

試驗方法：2020年11月實施覆蓋處理。選擇生長勢基本一致的蘋果樹，沿樹干基部起壟，整行分別覆蓋防水地布、透水地布、黑地膜，樹體兩側覆蓋物互壓 3cm ;對照處理樹盤下清耕，不覆蓋；其他田間管理保持一致。每處理50棵，重復3次。

1.3 測定指標及方法

1.3.1土壤樣品采集與相關指標測定

采用五點取樣法，在距樹干 30～40cm 處，分別于東、南、西、北4個方位用直徑 4cm 土壤取樣器，采集 0～20cm.20～40cm 土壤，去除雜質后同土層土樣混勻，裝進封口袋，風干備用。每處理隨機選取10棵蘋果樹。

土壤有機質含量測定采用重鉻酸鉀滴定法，全氮測定采用凱氏定氮法，堿解氮測定采用堿解擴散法，有效磷測定采用鉬銻抗比色法，速效鉀測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法；土壤堿性磷酸酶活性測定采用磷酸苯二鈉比色法，蛋白酶活性測定采用甘氨酸比色法，過氧化氫酶測定采用高錳酸鉀滴定法，脲酶活性測定采用靛酚藍比色法，土壤酸性轉化酶活性測定采用蔗糖水解法，蔗糖酶活性測定采用硫代硫酸鈉滴定法，纖維素酶活性測定采用3，5-二硝基水楊酸法。于6月晴天用曲管地溫計分別測定深度為 0cm （地表） 、10cm 和 30cm 的土層溫度，8：00—18：00每隔 ^2h 觀測一次，重復3次。

1.3.2蘋果樹生長指標測定

落葉后，選取樹體健壯、生長勢基本一致的10株樹，用米尺測定樹高、干周、東西冠幅和南北冠幅；調查樹體葉叢枝、中短枝、長枝、發(fā)育枝及單株枝數，計算枝類比。

1.3.3 果實品質測定

果實成熟時，每處理隨機選取陽面和陰面果實各50個，用1/100電子天平測單果重，游標卡尺測果實縱橫徑、GY-1型果實硬度計測果肉硬度，數顯糖量計測果實可溶性固形物含量，色差計（KonicaMinoltaCR-400）測果皮色差參數。

1.4 數據分析

用SPSS16.0軟件進行數據統(tǒng)計分析，用Excel2007軟件作圖。用單因素ANOVA的LSD比較差異顯著水平（ P=0.05 ）。結果以“平均數 ± 標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 覆蓋對土壤溫度的影響

土壤溫度是土壤微環(huán)境的主要指標之一，也是影響果樹根系生長的重要因素。如圖1所示， 0cm 土壤溫度呈 T3gt;T1gt;T2gt;CK 規(guī)律，T2較對照組增溫最少，增加7.19 C 10cm 土層及 30cm 土層12：00—18：00時間段內土壤溫度呈 T3gt;T1gt; CKgt;T2 規(guī)律，經T2處理后， 10cm 和 30cm 土層平均溫度分別為 23.19，25.45‰ ，較對照組降低3.39，1.00^°C ，差異顯著。因此，T2處理可使 10cm 和 30cm 土層保持良好的低溫環(huán)境，同時地表升溫最少，可能是由于透水園藝地布透氣性好于另外兩種覆蓋材料。

圖1不同覆蓋對土壤溫度的影響

Fig.1Effect of different ground coverings on soil temperature

注：a. 0cm 土壤溫度;b. 10cm 土壤溫度; c.30cm 土壤溫度。

2.2覆蓋對土壤養(yǎng)分的影響

2.2.1土壤有機質及全碳

較對照組，在 0～20cm 土層，T3顯著提高了

有機質和全碳含量，均提高 45.8% ，含量分別達18.94、10.99g/kg;T1、T2處理有機質含量分別降低 37.1% （204 .22.1% 。在 20～40cm 土層，T1、T3處

理后有機質含量較對照組分別提高 32.4% ，57.8% ，T2降低 32.0% ，均與對照組差異顯著。綜合分析，T3增加了 0～2020～40cm 土層有機質和全碳含量。

2.2.2 土壤pH

與對照組比， T1，T2，T3 均顯著增加了各土層土壤 pH ，呈 T3gt;T2gt;T1gt;CK 規(guī)律，處理間差異顯著。在T3處理下，各土層 pH 均達到7.72，為各處理最高，土壤呈微堿性。

2.2.3土壤氮素

較對照組，T3使 0～20cm 土層堿解氮含量提高 78.6% 、達 34.57mg/kg，20～40cm 土層全氮含量增加 28.8% 達 0.94g/kg ;T1 ?T2 顯著降低了各土層全氮和堿解氮含量。

2.2.4土壤磷素

覆蓋后， 0～20cm 土層全磷和速效磷含量高低為 CKgt;T3gt;T1gt;T2 ，T3處理后該土層全磷較對照組輕微下降、幾乎無差異，速效磷降低 27.6% ！降幅最小。在 20～40cm 土層，T1較對照組顯著提高了全磷含量，提高 12.2% 達 0.92g/kg;T3 顯著提高了該土層速效磷含量，提高 72.7% 為 40.44mg/kg

2.2.5土壤鉀素

3個處理較對照組均顯著降低了各土層全鉀及 20～40cm 速效鉀含量，總體呈 CKgt;T1gt;T2gt; T3規(guī)律，T1降幅最小，分別降低 6.8%.9.7% ！8.7% 。T1、T2 處理使 0～20cm 土層速效鉀含量提高 12.8% 、 12.0% ，與對照組差異顯著。

表1不同覆蓋處理對土壤養(yǎng)分的影響

Tab.1 Effects of different ground coverings on soil nutrient contents

注：同列數據后的不同小寫字母表示在 P=0.05 水平上差異顯著，下同。

2.3不同覆蓋對土壤酶的影響

王壤酶表征土壤物質轉化與代謝活動的強弱，是土壤健康狀況、微生物活力和土壤肥力水平的重要指標[16-19]。如圖 2?a?2?b 所示，T2、T3 處理顯著提高了土壤堿性磷酸酶和蛋白酶活性，T1降低了兩種酶活性。T3處理后堿性磷酸酶活性最大， 0～ 20cm?20～40cm 土層較對照組分別提高 25.71% ！40.47% ，各土層差異顯著；T2處理后蛋白酶活性最大，較對照組分別提高 23.0%.26.4% ，各土層差異極顯著。因此， ^12，13 處理對提高土壤堿性磷酸酶和蛋白酶有顯著作用。

如圖2-c、2-d所示，較對照組，T2處理顯著增加了 0～20cm.20～40cm 土層過氧化氫酶活性，分別提高了 33.9%.91.4% ，各土層差異顯著；略提高了 0～20cm 土層脲酶活性。T1顯著增加了0～20cm.20～40c m土層脲酶活性，分別提高15.5% .16.9% 。T3顯著降低了兩種酶的活性。

由2-e、2-f可知，3個處理均顯著提高了土壤纖維素酶活性，降低了酸性轉化酶活性。在 0～ 20cm 土層，T1處理后纖維素酶活性最高、較對照組提高 29.9% ;T3處理后酸性轉化酶活性降幅最小、降幅 12.2% ，與對照差異顯著。在 20～40cm 王層，T2處理纖維素酶活性最高、提高 50.1% ;T1處理后酸性轉化酶活性降幅最小、降低 15.6% 。兩種酶活性的變化可能與覆蓋處理提高了土壤 pH 有關。

如圖 2-g 所示，T1、T3處理顯著提高了土壤蔗糖酶活性，以T3最顯著， 0～20cm.20～40cm 土層增幅分別為 13.2%.21.0% ，各土層間差異顯著。

2.4覆蓋對樹體結構的影響

如表2所示，覆蓋處理對樹高和干周影響均不顯著。T3處理使東西冠幅和南北冠幅顯著增大，較對照分別提高 16.9%.10.7% 。T1、T2、T3處理對葉叢枝數量影響均不顯著，其中 ^T1，T3 處理稍增加了葉叢枝數量；T2、T3增加了中短枝數量，但與對照差異不顯著；T1處理略增加長枝數量，T2、T3處理降低了長枝數量;T1、T2、T3可不同程度增加發(fā)育枝數量，其中T3處理效果最明顯，較對照組多7條。只有T3處理略微增加了單株枝量，較對照組增加 3.7% 。綜合來看，T3處理后對調整蘋果樹體結構效果較好。

圖2不同覆蓋對土壤酶活性的影響

Fig.2Effects of different ground coverings on soil enzymes activities

注：a.堿性磷酸酶;b.蛋白酶;c.過氧化氫酶;d脲酶;e.纖維素酶;f.酸性轉化酶;g.蔗糖酶。*”表示不同土層在 P=0.05，P=0.01 水平上差異顯著、極顯著。

表2不同處理對樹體結構的影響

Tab.2Effects of different ground coverings on tree structural characteristics

2.5 覆蓋對果實品質的影響

如表3所示，3種處理對果形指數無顯著影響，維持在 0.88～0.89 ；對果皮色澤相關指數影響較為一致，其中 L^* 值和 b^* 值均有所上升， a^* 值均下降，但處理間均無顯著差異；提高了果實硬度和可溶性固形物含量，處理間無顯著差異。

從可溶性固形物看，T2處理含量基本最高（T3處理陽面 16.09% 略高于T2處理陽面 16.07% ），尤其陰面可溶性固形物較對照提高 13.9% 。從果實單果重看，T2處理雖降低了果實單果重，但與對照組相比差異不顯著;T1和T3下降顯著。T1、T2稍增加了果實著色，T1也略增加了果實光潔度。因此，單從對果實品質影響來看，T2處理較其他兩個處理效果較好。

表3不同處理對果實品質的影響

Tab.3Effects of different ground coverings on fruit quality parameters

3 討論與結論

3.1 討論

3.1.1 覆蓋對土壤溫度的影響

前人圍繞覆蓋對土壤溫度的影響進行了研究，不少研究認為果園覆蓋能降低夏季土壤溫度[20-23] 0本試驗表明，覆蓋提高了地表溫度，主要原因是裸露的地表更利于散熱；在 10cm 和 30cm 土層，只有透水地布覆蓋的地溫低于清耕，主要原因與覆蓋物材質密切相關，即透水地布的透氣性優(yōu)于黑地膜和防水地布，更利于散熱。這與賈生海等[24]采用無紡布覆蓋可使地溫變化幅度變小的結果及王文[25]認為地布覆蓋降低了棗園生長季土壤溫度的結果部分一致。由此可見，透水園藝地布覆蓋對降低深層土壤溫度更具優(yōu)勢，并使土壤溫差變小。

3.1.2覆蓋對土壤養(yǎng)分及pH值的影響

圍繞果園覆蓋對土壤養(yǎng)分的影響，前人做過大量研究。李文浩[26]認為，地布、起壟覆草、生草等覆蓋方式提高了土壤有機質、氮、磷、鉀、速效養(yǎng)分等含量；胡楓[27研究表明，地布覆蓋顯著降低了全氮含量、提高了全磷和全鉀含量。本研究發(fā)現，3種覆蓋均顯著降低了全鉀含量，除黑膜覆蓋外均顯著降低了堿解氮、速效磷含量，除透水園藝地布外均降低了全磷含量，這與前人研究結果不一致，原因可能與覆蓋時間及地域差異有關系，具體原因有待進一步研究。

本研究還表明，黑地膜覆蓋可增加各土層有機質和全碳含量，而透水地布降低了各土層有機質和全碳含量，這與曹欣冉等地膜覆蓋后有機質含量大于地布覆蓋的有機質研究結果一致；防水、透水園藝地布提高了 0～20cm 土層速效鉀含量，這與劉敏[28]研究結果部分一致，說明園藝地布覆蓋對0～20cm 土層速效鉀含量的提高作用顯著。此外，本研究黑地膜覆蓋顯著提高了土壤pH值，這與董鐵等29研究結果相反，可能因為微生物分解時產生了堿性物質，具體原因需進一步研究。

3.1.3不同覆蓋對土壤酶的影響

土壤酶是一種重要的生物催化劑，在土壤代謝過程中發(fā)揮重要作用，可促進土壤物質和能量循環(huán)[30-31]，土壤脲酶可以反映土壤氮素水平，本試驗防水地布覆蓋顯著增加了土壤脲酶活性，這與高永臣[研究結果一致;本研究中3個處理均顯著提高了土壤纖維素酶活性，可能由于防水地布覆蓋后促進了土壤微生物生長，同時也與pH變化有關；3個處理均降低了酸性轉化酶活性，這可能由于土壤pH的升高使酶蛋白變性從而降低了酸性轉化酶的活性;黑地膜覆蓋對蔗糖酶增加最顯著，透水地布對增加過氧化氫酶活性最顯著，這與駱娟[3研究結果不完全一致。

3.1.4不同覆蓋對樹體結構及果實的影響

蘋果中短枝易成花，是產量和品質的重要保證，因此栽培中對提高樹體中短枝的數量非常重視。本研究表明，透水園藝地布和黑膜覆蓋均能增加葉叢枝和中短枝數量、降低長枝數量及比例，3個處理均增加了發(fā)育枝數量及比例，黑膜覆蓋處增加了單株枝量，這與方凱凱[33的研究結果基本一致。黑膜覆蓋還增加了樹體株高、干周、東西冠幅，顯著增加了南北冠幅，說明黑膜覆蓋對促進樹體生長作用明顯。

果實單果重及品質是重要的經濟指標。本研究發(fā)現，透水園藝地布處理對果實單果重幾乎無影響，防水園藝地布和黑膜覆蓋顯著降低了單果重，這與Szewczuk等[34認為采用黑地膜覆蓋可降低傳統(tǒng)栽培和起壟栽培方式下“喬納金”蘋果的單果重基本一致;與劉敏[28]研究結果不一致，這可能與本試驗覆蓋后降低了土壤部分養(yǎng)分有一定關系。本試驗中3種覆蓋對果實著色產生了一定影響，這與王金鋒[35]研究結果基本一致;3種覆蓋增加了果肉硬度和可溶性固形物含量，尤其對提高果實陽面的果肉硬度和可溶性固形物含量最明顯，這與郭學軍等[36]研究結果相同，而王金鋒等[37]研究認為覆蓋提高了可溶性固形物含量、略微降低了果實硬度的結果不完全一致。

3.2結論

綜合以上研究結果，可以得出：（1）透水園藝地布處理可在夏季降低土壤溫度，減少土壤溫度變化幅度。（2）黑地膜覆蓋在改善土壤養(yǎng)分方面優(yōu)于防水和透水地布覆蓋兩個處理。（3）黑地膜覆蓋在增加各土層堿性磷酸酶、蔗糖酶活性最顯著，透水地布在增加各土層蛋白酶和過氧化氫酶活性、20～40cm 纖維素酶活性最顯著，防水地布覆蓋在增加土壤脲酶 .0～20cm 纖維素酶活性上最顯著，3種覆蓋處理均降低了土壤酸性轉化酶的含量。（4）黑地膜覆蓋在增加樹體冠幅、中短枝、發(fā)育枝、單株枝條上最顯著，增加了葉叢枝比例，降低了長枝比例，有利于改善樹體結構。（5）3種覆蓋對果實著色、果面光潔度、果形指數影響不顯著，提高了果實硬度和可溶性固形物含量。綜合來看，黑地膜覆蓋效果要優(yōu)于其他覆蓋，其自身存在的弊端，如土壤溫度偏高、降解緩慢等問題，則需進一步研究改進。

（責任編輯：于慧梅）

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Effects of Different Ground Coverings on Soil Properties，Tree Structure and Fruit Quality ina Dwarl Apple Orchard

Zhang Chunxiang' ， Zhao Qingsong "， Zhou Guangfeng， Jiang Zhenying "，Mu Shuyuan "， Dong Lijuan ， Zhang Xiao，Gao Hong

（1.Taian Taishan Forestry Research Institute，Tai'an 271ooo，Shandong，China；2. WeiHai Agricultural and RuralEnterprise Service Center， WeiHai ， Shandong， China）

Abstract：To evaluate the impact of various ground-cover materials onsoil physicochemical properties，tree architecture， and fruit quality indwarf appleorchards，thisstudycompared threetypespf coverings-waterprof horticultural fabric， permeablehorticulturalfabric，and black plastic plasticmulch-againstbaresoil（control）.Seven-year-old dwarf apple trees served as experimental subjects.Indicatorsassessed included soil temperature，nutrientcontent，enzymeactivity， tree structurecharacteristics，andfruitqualityparameters.Results showed thatallthreecoverings significantly increased fruit firmness，soluble solid content and soil pH compared to the control. Black plastic mulch notably enhanced soil organic mater，total carbon content，alkalinephosphatase，andsucraseactivityinall soil layers，along withalkaline nitrogen at 0-20 cm depth，total nitrogen，and available phosphorus at 20-40 cm depth.Additionally，this mulch substantiallyimproved treecanopywidth，numbersof medium-to-shortanddevelopmental branches，andindividual branch growth.Italsoelevatedsoil protease andcellulase activities，increasedleafclusterbranch proportion，andreduced long branch proportion.Permeable horticultural fabric specificallydecreased soil temperature at10 cmand 3Ocm depths andsignificantlyboostedsoilproteaseandcatalaseactivities.Overall，blackplasticmulchisrecommendedforits superior performance.

Keywords：dwarf apple;ground cover; soil properties;tree architecture; fruit quality