果園覆蓋對蘋果產量及土壤理化性質的影響

胡志剛

（甘肅省慶陽市環縣果業發展中心，甘肅慶陽 745700）

蘋果（Malus pumila Mill.）為薔薇科蘋果屬植物，是我國最重要的水果，在中國已經有兩千多年的栽培歷史[1]。近年來蘋果市場需求量和產量連年增加，為了確保蘋果供給，在蘋果栽培管理中，常常出現化肥過度使用情況，反而減少了蘋果的產量，造成土壤養分失衡、理化性質變差，極大影響蘋果的可持續生產[2]。

果園覆蓋技術具有改善土壤理化特性、提高果實品質等作用[3]，能夠改善土壤水分環境，提高作物水分利用效率，調控土壤水分生態條件和熱量平衡，地表覆蓋還能夠有效控草減病、優化土壤環境，抑制土壤水分蒸發、保墑蓄水、提高肥力[4]，覆蓋栽培為植物根系的生長提供了較好的條件，從而促進作物的生長和產量的提高[5]。而不同覆蓋材料間由于物質組成、通透性能、保溫保水性等方面的差異，從而在應用中對果樹生長和土壤性質的影響存在差異[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碳、顆形粒態有機碳、易氧化有機碳和輕組有機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旱地果園水熱特征的影響，結果表明，地面覆蓋減緩了土壤養分的流失，增加了土壤微量元素含量。目前有關果園覆蓋技術已經在諸多果樹上得到驗證，而有關果園覆蓋對慶陽地區蘋果生長以及土壤理化性質的研究較少，因此，本試驗設置不同覆蓋材料，研究蘋果產量，土壤理化性質的變化特征，為蘋果栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和材料

試驗于2021年在甘肅省慶陽市環縣進行，地處北緯36°1’-37°9’，東經106°21’-107°44’之間，屬溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫9.2℃，無霜期200d，年均降雨量300mm左右，蒸發量約2000mm，日照時間約2600h。試驗果園為定植于2009年紅富士，行距為4m，株距3m，果樹長勢良好，管理水平較高，土壤類型為黑壚土，耕層土壤基礎肥力為pH7.4，有機質7.54g/kg，堿解氮52.17mg/kg，速效磷41.35mg/kg，速效鉀83.64mg/kg。玉米秸稈為當地玉米田收集的粉碎秸稈，腐熟羊糞肥購自當地。

1.2 試驗設計

試驗采用完全隨機設計，以清耕為對照（CK），設置自然生草（T1），綠肥覆蓋（T2），玉米秸稈覆蓋（T3），腐熟羊糞覆蓋（T4）。對照處理在春季使用除草劑除草，生長期間進行人工除草，試驗區無雜草，T1處理不進行除草處理，雜草自然生長。T2處理種植箭舌豌豆，生長季內分別在6月中旬、7月下旬和9月上旬進行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。每個小區設置120m2，每個處理設置3個小區，試驗期間其他管理均相同。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 蘋果產量的測定

蘋果采收期每個小區進行實收測產，并人工調查記錄單株結果數，計算單果重。

1.3.2 土壤物理性質的測定

在蘋果收獲后，使用環刀，每個小區取0-20 cm土樣，將環刀和原狀土帶回實驗室，測定土壤含水量、容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度。

1.3.3 土壤化學特性的測定

在蘋果收獲后，每個小區采用5點取樣法取0-20 cm土樣，取混合樣帶回實驗室，放在陰涼通風處風干，使用高溫外熱重鉻酸鉀氧化容量法測定有機質，用堿解蒸餾法測定堿解氮，用鉬銻抗比色法測定速效磷，用火焰光度計法測定速效鉀。

1.3.4 土壤酶活性的測定

使用風干土樣測定土壤酶活性，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定，土壤過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀氧化法測定。

1.3.5 土壤碳通量的測定

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，用細土將測量室邊緣密封，測定土壤碳通量，每個處理在行間對角線測定5點，每隔2h測定一次，每點每次連續測定5min，設置每30s自動計數一次。測定完成后導出數據，計算土壤碳通量。

1.4 數據分析

用 Excel2010 軟件進行數據的整理和統計，利用SPSS19 軟件進行方差分析，用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 果園不同覆蓋材料對蘋果產量的影響

由表1可以看出，不同材料覆蓋顯著影響蘋果產量及產量性狀。單株結果數從大到小表現為T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒有顯著差異，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為T4＞T2＞T3＞CK＞T1，T1處理顯著低于CK，T3處理和CK沒有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2和T4分別比CK高出7.04%和15.86%。單株產量T1處理和CK沒有顯著差異，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處理間沒有顯著差異?？偖a量從大到小表現為T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒有顯著差異，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%。分析結果說明T4處理的蘋果產量性狀最好。

表1 果園不同覆蓋材料下蘋果產量

2.2 果園不同覆蓋材料對土壤物理特性的影響

土壤物理特性是反映土壤結構、功能和養分的重要指標。由表2可知，不同覆蓋材料對果園土壤物理性狀的影響不同。土壤容重表現為T4＜T2＜T1＜T3＜CK，T3處理和CK沒有顯著差異，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處理間沒有顯著差異。毛管孔隙度從大到小表現為T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒有顯著差異，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%。非毛管空隙度表現為T4＜T2＜T1＜T3＜CK，T3處理和CK沒有顯著差異，其他處理均顯著低于CK，T1、T2和T3處理間沒有顯著差異?？偪紫抖萒1處理和CK沒有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4處理間沒有顯著差異，顯著高于CK，分別高出4.73%、4.17%和5.26%。研究結果說明，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土壤養分的影響

土壤養分含量直接影響植物的生長和發育，從表3可知，不同覆蓋材料顯著影響土壤養分狀況。土壤有機質含量從大到小表現為T4＞T2＞T1＞T3＞CK，T3處理和CK沒有顯著差異，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處理間沒有顯著差異。速效氮含量從大到小表現為T4＞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T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理和CK沒有顯著差異，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處理間沒有顯著差異。速效鉀含量從大到小依次為T2＞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%。研究結果表明，T4處理的土壤養分含量較高。

表3 果園不同覆蓋材料下土壤養分

2.4 果園不同覆蓋材料對土壤酶活性的影響

土壤酶活性對土壤物質循環和轉化有重要的作用，能夠反映土壤理化性質、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為T4＞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處理間沒有顯著差異。磷酸酶活性從大到小表現為T4＞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。過氧化氫酶活性從大到小表現為T4＞T3＞T2＞T1＞CK，T1處理和CK沒有顯著差異，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土壤碳通量的影響

土壤呼吸速率反映土壤中CO2氣體的產生，從表5可知，不同覆蓋材料對土壤碳通量有顯著的影響。隨著時間的推移，土壤碳通量隨著時間的推移呈先升高后降低的趨勢，在14：00達到最大值。在8：00-12：00，土壤碳通量從大到小均表現為T4＞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處理間沒有顯著差異。在16：00，T3處理和CK沒有顯著差異，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間沒有顯著差異。在18：00，T3處理和CK沒有顯著差異，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間沒有顯著差異。結果表明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

覆蓋作為人工調控土壤溫度、水分的有效措施，能夠降低農田水分無效蒸發而提高水分利用，提高土壤溫度[10]，還能夠抑制雜草，有利于土壤養分的礦化，促進作物生長發育，增產增收效果明顯[11]。本研究結果表明，自然生草蘋果產量和對照沒有顯著差異，綠肥覆蓋、玉米秸稈覆蓋和腐熟羊糞覆蓋蘋果產量均顯著增加，主要是由于自然生草條件下，雜草和果樹形成水肥競爭，綠肥覆蓋在地表能夠補充土壤水分，綠肥分解為土壤提供養分[12]，秸稈覆蓋具有抑制土壤蒸發、保墑蓄水、調節地溫、提高肥力等優勢[13]，糞肥覆蓋能夠為土壤提供充足的養分和有機質[14]。

土壤理化性質是影響植物生長發育和評價區域水土保持功能的重要指標[15]。土壤覆蓋在一定程度上減少了土壤水分、養分的損失[16]，有機物料覆蓋進入土壤還能夠調節土壤水氣狀況，增加土壤通風透氣性，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量，土壤微生物產生的胞外酶能夠對土壤養分的礦化起到推動作用，從而提高土壤的肥力。土壤物理特性、養分含量和土壤酶活性是評價土壤質量的重要指標，本研究結果表明，自然生草土壤理化性質和對照沒有顯著差異，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，有機質、速效氮、速效磷含量以及脲酶、磷酸酶、過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質，能夠提高土壤有機質含量，促進土壤微生物的生長和繁殖[18]，從而提高土壤養分，改善土壤性質。

4 結論

綜上所述，果園覆蓋提高了蘋果產量，改善了土壤理化性質，其中以腐熟羊糞覆蓋處理的蘋果產量最高，比對照高出17.02%，腐熟羊糞覆蓋處理的果園土壤容重最低，毛管孔隙度、有機質、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。因此在蘋果栽培過程中，可進行腐熟羊糞覆蓋或綠肥覆蓋，以改善果園土壤物理特性，提高果園土壤養分，增加蘋果產量。