有機(jī)物料覆蓋對(duì)土壤微環(huán)境、樹體生長及光合速率的影響

陳汝　王來平　翟浩　薛曉敏　王金政

摘 ? ?要：以煙富3/M9T337為試材，研究麥秸、花生秸、玉米秸等有機(jī)物料覆蓋對(duì)土壤微環(huán)境、樹體生長及光合速率的影響。結(jié)果表明，有機(jī)物料覆蓋后明顯提高土壤溫、濕度，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，土壤溫度分別比對(duì)照提高1.29～5.15 ℃、0.34～3.76 ℃、0.18～3.03 ℃，土壤相對(duì)濕度分別比對(duì)照提高3%～11%，1.2%～6.9%，0.2%～4.1%，并且土壤溫、濕度波動(dòng)幅度要小于對(duì)照;有機(jī)物料覆蓋能夠促進(jìn)蘋果新梢的生長，利于冠徑以及干徑的伸展，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的新梢長度、冠徑以及干徑分別比對(duì)照提高20.3%，15.9%和21.9%;有機(jī)物料覆蓋能夠促進(jìn)葉片的生長并提高葉片的光合速率，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的葉面積、比葉干質(zhì)量、SPAD、Pn分別比對(duì)照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%。

關(guān)鍵詞：有機(jī)物料;覆蓋;土壤微環(huán)境;樹體生長;光合速率

中圖分類號(hào)：S606 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.05.005

Effects of Organic Material Coverage on Soil Microenvironment， Tree Growth and Photosynthetic Rate

CHEN Ru，WANG Laiping，ZHAI Hao，XUE Xiaomin，WANG Jinzheng

（Shandong Institute of Pomology， Tai'an， Shandong 271000， China）

Abstract： Taking 'Yanfu 3' Fuji / Malus robusta Rehd apple as test material， the effects of organic materials such as wheat straw， peanut straw and corn straw on soil microenvironment， tree growth and photosynthetic rate were studied. The results showed that the soil temperature and humidity were significantly increased after the organic materials were covered， and the results were as follows： wheat straw> peanut straw> corn straw > CK. The soil temperature increased by 1.29～5.15 ℃， 0.34～3.76 ℃， 0.18～3.03 ℃， respectively. The humidity increased by 3%～11%， 1.2%～6.9%， and 0.2%～4.1%， respectively， and the fluctuation of soil temperature and humidity was smaller than that of the control. The coverage of organic materials could promote the growth of apple shoots， which was beneficial to the crown diameter and the extension of dry diameter. It was expressed as wheat straw>peanut straw>corn straw>CK. Compared with the control，the length， crown diameter and diameter of the straw covered by wheat straw were ?increased by 20.3%， 15.9% and 21.9%. The coverage of organic materials could promote the growth of leaves and increase the photosynthetic rate of leaves， which were followed by wheat straw> peanut straw> corn straw > CK. The leaf area， specific leaf dry weight， SPAD and Pn of wheat straw covered were increased by 7.21%， 19.60%， 6.33%， 10.71%， compared with the control.

Key words： organic material; covering; soil microenvironment; tree growth; photosynthetic rate

傳統(tǒng)以清耕為主的果園地面管理方式造成水土及養(yǎng)分流失，不利于果樹生產(chǎn)。果園地面覆蓋是現(xiàn)代果園管理制度中的重要管理技術(shù)，根據(jù)覆蓋材料不同主要分為有機(jī)物料覆蓋（生草覆蓋、木屑或秸稈覆蓋等）和無機(jī)物覆蓋（砂石覆蓋、塑料薄膜覆蓋、園藝地布覆蓋等）[1]。果園覆蓋有利于改善土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤溫濕度、減少水土流失[2-5]。有機(jī)物料地面覆蓋后提高了土壤肥力，顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)及土壤速效養(yǎng)分含量[6-9]，同時(shí)降低硝態(tài)氮、全磷和鉀離子等的徑流損失，起到保肥的作用[10]。地面覆蓋改善土壤環(huán)境，為微生物提供豐富的碳氮源，提高土壤微生物數(shù)量、土壤微生物量碳氮含量以及土壤酶活性[11-17]。地面覆蓋促進(jìn)樹體生長[18-20]、提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)等[21-24]。本研究分析了有機(jī)物料覆蓋對(duì)土壤微環(huán)境、樹體結(jié)構(gòu)及光合速率的影響，以期為改進(jìn)果園土壤管理措施提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017 年在山東省招遠(yuǎn)市大戶陳家蘋果基地進(jìn)行。土壤為壤土，試驗(yàn)材料為4年生煙富3/M9T337，生長發(fā)育正常，株行距1.25 m（4.0 m，起壟栽培，壟上覆蓋處理。試驗(yàn)選用的覆蓋材料分別為麥秸、玉米秸和花生秸，覆蓋厚度為10～15 cm，以不覆蓋為對(duì)照，每個(gè)處理20 株樹，3 次重復(fù)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 葉片葉綠素（SPAD）[21]的測定 選擇蘋果樹冠l.5 m高度處的外圍成熟葉片，采用日本美能達(dá)葉綠素儀-502測定葉片的SPAD 值，每部位隨機(jī)選取25片葉進(jìn)行測定，取其平均值，其平均值為葉片的SPAD 值，重復(fù)3 次。

1.2.2 光合速率的測定[25] 選擇蘋果樹冠l.5 m高度處的外圍成熟葉片，采用英國PP-Systems公司生產(chǎn)的CIRA S-II 型便攜式光合系統(tǒng)測定儀測定葉片的凈光合速率，每部位隨機(jī)選取5片葉測定，取其平均值。

1.2.3 葉面積和百葉干質(zhì)量的測定[21] 選擇蘋果樹冠l.5 m高度處的外圍成熟葉片，采用YMJ-A葉面積測定儀測量單葉面積;在葉片主脈兩側(cè)用1 cm 口徑打孔器打葉圓片100 個(gè)，用電子天平稱量鮮質(zhì)量，然后置烘箱105 ℃殺青15 min，再于80 ℃溫度條件下烘24 h 至恒質(zhì)量，計(jì)算比葉干質(zhì)量。

1.2.4 蘋果樹體結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定[22，24] 用游標(biāo)卡尺測定樹干的干徑，用米尺測定樹體高度、干高、新梢長度以及冠徑（取東西冠徑與南北冠徑的平均值），并調(diào)查樹體的分枝數(shù)量。

1.2.5 土壤微環(huán)境（土壤溫度、濕度）的測定[2] 壟面覆蓋處理后，采用土壤溫濕度記錄儀（HBN-DSW）埋入土壤中自動(dòng)記錄土壤上層（0～15 cm）溫度、濕度動(dòng)態(tài)變化值。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)物料覆蓋對(duì)土壤微環(huán)境的影響

2.1.1 有機(jī)物料覆蓋對(duì)土壤溫度的影響 有機(jī)物料覆蓋后影響土壤熱量平衡過程。有機(jī)物料覆蓋后提高了土壤溫度，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，分別比對(duì)照提高了1.29～5.15 ℃，0.34～3.76 ℃，0.18～3.03 ℃，并且有機(jī)物料覆蓋后土壤溫度波動(dòng)幅度要小于對(duì)照（圖1）。

2.1.2 有機(jī)物料覆蓋對(duì)土壤濕度的影響 有機(jī)物料覆蓋可以有效降低土壤水分蒸發(fā)，保持土壤濕度。有機(jī)物料覆蓋后提高了土壤濕度，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，分別比對(duì)照提高3%～11%，1.2%～6.9%和0.2%～4.1%，并且有機(jī)物料覆蓋后濕度波動(dòng)幅度要小于對(duì)照（圖2）。

2.2 有機(jī)物料覆蓋對(duì)樹體生長的影響

有機(jī)物料覆蓋能夠促進(jìn)蘋果新梢的生長，利于冠徑以及干徑的伸展，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的新梢長度、冠徑以及干徑分別比對(duì)照提高20.3%，15.9%和21.9%（表1）。

2.3 有機(jī)物料覆蓋對(duì)葉片生長及光合速率的影響

有機(jī)物料覆蓋能夠促進(jìn)葉片的生長并提高葉片的光合速率，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的葉面積、比葉干質(zhì)量、SPAD、Pn分別比對(duì)照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%（表2）。

3 結(jié)論與討論

果園覆蓋一方面可減緩太陽輻射的熱量向土壤傳遞，避免土壤溫度持續(xù)升高，在一定程度上降低土壤溫度，另一方面覆蓋物又能減少土壤熱量的散失，減緩?fù)寥罍囟认陆捣?，在一定程度上提升土壤溫度，進(jìn)而影響果園土壤熱量的收支平衡，減少極端土溫對(duì)根系的傷害[2，5，7]。本研究表明，有機(jī)物料覆蓋后提高了土壤溫、濕度，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，土壤溫度分別比對(duì)照提高1.29～5.15 ℃，0.34～3.76 ℃和0.18～3.03 ℃，土壤相對(duì)濕度分別比對(duì)照提高3%～11%，1.2%～6.9%和0.2%～4.1%，并且有機(jī)物料覆蓋后土壤溫、濕度波動(dòng)幅度要小于對(duì)照。果園生草、覆蓋秸桿、地膜等具有調(diào)節(jié)土壤溫度的效果，草和秸稈覆蓋對(duì)溫度的影響表現(xiàn)為，高溫能降溫，低溫時(shí)能保溫的雙重效果[7]。果園覆蓋能使土壤保持疏松，減緩水分通過土表毛細(xì)管的流失，抑制了土壤無效蒸發(fā)，有效保墑，并且覆蓋后，土壤溫度和濕度變化幅度減小[22]。

地面覆蓋可顯著改善土壤的水溫條件，緩解極端環(huán)境對(duì)果樹的傷害，利于果樹的生長發(fā)育及樹體結(jié)構(gòu)的形成[22-23]。有機(jī)物料覆蓋能夠促進(jìn)蘋果新梢的生長，利于冠徑以及干徑的伸展，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的新梢長度、冠徑以及干徑分別比對(duì)照提高20.3%，15.9%和21.9%。不同樹體結(jié)構(gòu)形成不同的冠層結(jié)構(gòu)，影響冠層內(nèi)的光照強(qiáng)度、溫度和濕度等微環(huán)境因子，進(jìn)而影響果樹的枝葉生長以及果實(shí)發(fā)育和品質(zhì)形成。覆蓋能夠顯著增加蘋果樹新梢長度、葉片面積和葉綠素含量，發(fā)育健壯的葉片光合能力強(qiáng)，樹體生長健壯、代謝活動(dòng)旺，促進(jìn)果樹的生長發(fā)育，是蘋果優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的基礎(chǔ)[25]。有機(jī)物料覆蓋能夠促進(jìn)葉片的生長并提高葉片的光合速率，依次表現(xiàn)為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的葉面積、比葉干質(zhì)量、SPAD、Pn分別比對(duì)照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%。有機(jī)物料覆蓋后百葉干質(zhì)量明顯增加，葉片鉀含量降低、硼含量增高，覆草顯著增加葉片的葉綠素含量，而葉片的生長狀況、營養(yǎng)水平等因素直接影響光合生產(chǎn)[25-26]。綜合分析認(rèn)為，麥稈覆蓋效果較好，調(diào)節(jié)土壤溫度與保持土壤水分，有效促進(jìn)樹體生長及葉片的光合速率，且經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，可在生產(chǎn)中廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)秋竹，王金政，聶佩顯.地面覆蓋對(duì)蘋果園土壤生態(tài)效應(yīng)和樹體生長發(fā)育影響的研究進(jìn)展[J]. 中國果樹， 2017（2）：58-62，66.

[2]劉小勇，李紅旭，李建明，等.不同覆蓋方式對(duì)旱地果園水熱特征的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（3） ：746-754.

[3]李瀚之，余新曉，樊登星，等.不同覆蓋措施對(duì)褐土養(yǎng)分流失的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2017，31（3）：22-26.

[4]高茂盛，廖允成，李俠，等. 不同覆蓋方式對(duì)渭北旱作蘋果園土壤貯水的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010，43（10）：2080-2087.

[5]尼群周，石海強(qiáng)，秦立者，等. 蘋果園地表覆蓋方式對(duì)土壤含水量及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010， 14 （10）：18-21.

[6]徐鍇，張少瑜，袁繼存，等. 地膜和秸稈覆蓋對(duì)梨園土壤養(yǎng)分的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2017，29（3）：421-427.

[7]周江濤，呂德國，秦嗣軍.不同有機(jī)物覆蓋對(duì)冷涼地區(qū)蘋果園土壤水溫環(huán)境及速效養(yǎng)分的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2014，25 （9）： 2551-2556.

[8]寇建村，楊文權(quán)，李金龍，等.白三葉覆蓋厚度對(duì)蘋果園壟溝中土壤肥力的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2015，32（12）：1933-1939.

[9]魏倩倩，寇建村，李尚瑋，等.蘋果園覆蓋白三葉對(duì)土壤微生物和營養(yǎng)特性的影響[J]. 草地學(xué)報(bào)，2016，24（3）：544-552.

[10]任江波，李鈉鉀，秦平偉，等. 不同覆蓋材料對(duì)土壤理化性狀和微生物量碳氮含量的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，31（10）：2140-2145.

[11]孫文泰，馬明，劉興祿，等. 地表覆蓋方式對(duì)隴東旱塬蘋果園根際土壤微生物與酶活性的影響[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2017，24（3）：64-68.

[12]殷瑞敬，溫曉霞，廖允成，等. 耕作和覆蓋對(duì)蘋果園土壤酶活性的影響[J].園藝學(xué)報(bào)， 2009，36 （5）： 717-722.

[13]徐田偉，杜國棟，馬懷宇，等. 生草蘋果園土壤微生物及酶活性變化特征[J]. 北方園藝， 2018 （11）：118-124.

[14]王倩，安貴陽，李世芳，等. 不同覆蓋模式對(duì)旱地蘋果園土壤養(yǎng)分、微生物和酶活性的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2015，24 （7）：69-74.

[15]張林森，劉富庭，張永旺，等. 不同覆蓋方式對(duì)黃土高原地區(qū)蘋果園土壤有機(jī)碳組分及微生物的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（15）：3180-3190.

[16]楊文權(quán)，寇建村，賀璐，等.起壟后不同覆蓋方式對(duì)蘋果園土壤微生物和酶活性的影響[J]. 土壤通報(bào)， 2014，45 （6）：1376-1382.

[17]張帆，王晨冰，趙秀梅，等. 果園壟膜覆蓋對(duì)土壤微生物量碳氮及土壤呼吸的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)， 2018， 32（7）：1448-1455.

[18]高登濤，魏志峰，孫共明，等. 地面覆蓋對(duì)豫北旱塬蘋果園土壤性狀及樹體生長的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，33（31）：60-67.

[19]尹曉寧， 劉興祿， 董鐵， 等.蘋果園不同覆蓋材料對(duì)土壤與近地微域環(huán)境及樹體生長發(fā)育的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2018， 26（1）： 83-95.

[20]李文楊，閻騰飛，楊樂，等. 地表覆蓋對(duì)信陽五月鮮桃葉片、新梢及果實(shí)的影響[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究， 2018， 36（4）：93-98.

[21]陳汝，黃永業(yè)，季興錄，等. 不同覆蓋材料對(duì)煙富10 果園土壤、葉片及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，24（2）：45-47，75.

[22]張義，謝永生，郝明德，等. 不同地表覆蓋方式對(duì)蘋果園土壤性狀及果樹生長和產(chǎn)量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2010，21 （2）： 279-286.

[23]孫文泰，劉興祿，董鐵，等. 隴東旱塬蘋果園不同覆蓋措施對(duì)土壤性狀、根系分布和果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 果樹學(xué)報(bào)， 2015，32 （2）：841-851.

[24]郭學(xué)軍，韓張雄，馬鋒旺. 不同覆蓋方式對(duì)蘋果園土壤狀況及果樹生長與果實(shí)的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2013，41 （9）： 112-118.

[25]陳汝，王金政，薛曉敏，等.不同覆蓋材料對(duì)蘋果冠層環(huán)境葉片光合作用和果實(shí)品質(zhì)的影響[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，20（4）：9-11，29.

[26]孫文泰，趙明新，尹曉寧，等.隴東旱地果園地表覆蓋方式對(duì)蘋果光合特性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31（3）：19-25，60.