不同覆蓋方式對(duì)棗園土壤水分、溫度及病害發(fā)生的影響*

黃素芳，高素梅，王振亮，李開森，張東風(fēng)，曹平平，薛 文

（1 滄州市農(nóng)林科學(xué)院，河北061001）（2 獻(xiàn)縣自然資源和規(guī)劃局）（3 河北省林業(yè)和草原科學(xué)研究院）

環(huán)渤海低平原區(qū)淡水資源嚴(yán)重匱乏，區(qū)域內(nèi)降水分布不均，平均年降水量為400～600 mm，且70%主要集中在7—9 月，易導(dǎo)致季節(jié)性干旱缺水[1-2]。‘金絲小棗’為該區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)樹種，抗逆性較強(qiáng)[3-4]，傳統(tǒng)棗樹種植管理比較粗放[5]，多為雨養(yǎng)旱作種植，有灌溉條件的地塊多采用大水漫灌，造成水資源浪費(fèi)，受地下水壓限采政策影響[2]，更使得棗園改為旱作種植。且傳統(tǒng)棗園多為“清耕制”，土壤表層裸露，水分蒸散較快，蓄水保墑抑蒸力差，水分利用率低[5]。綜上，‘金絲小棗’萌芽期和花期經(jīng)常遭受嚴(yán)重干旱，影響開花坐果，造成產(chǎn)量低、品質(zhì)差[6-7]。因此，研發(fā)棗樹高效旱作栽培技術(shù)，充分蓄積有效降水，提高自然降水的利用率，對(duì)促進(jìn)當(dāng)前‘金絲小棗’產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[8-10]。

地膜覆蓋是旱作區(qū)有效蓄水保墑和提高作物產(chǎn)量的重要技術(shù)措施，在西北地區(qū)應(yīng)用較廣[1-2]，在平原棗區(qū)尚無(wú)規(guī)?；瘧?yīng)用。關(guān)于棗樹覆蓋的相關(guān)研究多在新疆、陜西等區(qū)域[8-12]，在河北棗區(qū)未見(jiàn)相關(guān)研究報(bào)道。而不同覆蓋技術(shù)因生態(tài)、氣候等條件的不同，覆蓋時(shí)間、方式等有較大差異[2,6]。且該棗區(qū)具有獨(dú)特的生態(tài)和氣候特點(diǎn)，盲目借鑒外地的覆蓋模式在推廣過(guò)程中存在諸多弊端和風(fēng)險(xiǎn)[5]。而傳統(tǒng)的覆蓋技術(shù)多采用覆塑料薄膜，易造成白色污染。因此我們采用秸稈、樹枝、自然生草等材料進(jìn)行覆蓋，研究其應(yīng)用效果，以期尋求適宜環(huán)渤海低平原棗區(qū)的棗園覆蓋技術(shù)，為‘金絲小棗’旱作節(jié)水栽培提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于河北省滄州市青縣司馬莊村，面積0.35 hm2，供試棗品種為‘金絲小棗’，樹齡5 年，樹勢(shì)中庸，行株距為3 m×2 m，樹下管理措施一致，選擇主干高、基徑、冠幅大致相同的樹作試驗(yàn)樹。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理：秸稈覆蓋（JF）、樹枝覆蓋（ZF）、自然生草覆蓋（CF）、清耕處理（CK）。秸稈和樹枝覆蓋是將秸稈或修剪下來(lái)的棗樹枝粉碎成小于5 cm 的小段，均勻撒于地表，全園覆蓋，厚15 cm，并用土壓實(shí)；自然生草指園內(nèi)夏季自然生長(zhǎng)的馬唐草、稗草以及狗尾草等禾本科雜草長(zhǎng)到30 cm 左右，刈割覆蓋于地表，全年刈割3～4 次；清耕處理?xiàng)棃@進(jìn)行定期除草，始終保持棗樹下無(wú)草。

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每3 株棗樹為1 個(gè)處理，3 次重復(fù)，共36 株樹。于2017 年11 月15 日對(duì)棗園進(jìn)行全園旋耕后，進(jìn)行秸稈和樹枝覆蓋處理。除覆蓋方式不同外，其他栽培管理措施均相同。

1.3 田間調(diào)查

1.3.1土壤含水量測(cè)定

樹盤內(nèi)按“S”形5 點(diǎn)取樣法取土樣，每點(diǎn)設(shè)3次重復(fù)。分別于棗樹萌芽期（4 月26 日）、坐果期（6 月14 日）、果實(shí)膨大期（7 月10 日）、果實(shí)成熟期（9 月27 日）、休眠期（11 月7 日），在連續(xù)1 周無(wú)降水的條件下，分別采集0～20、20～40、40～60 cm 土層土樣，用塑料袋封存，采用烘干法測(cè)定土壤含水量。

土壤含水量（%）=［（原土質(zhì)量-烘干土質(zhì)量）/烘干土質(zhì)量］×100

1.3.2土壤溫度測(cè)定

從2018 年4 月26 日開始到11 月7 日結(jié)束，每隔7 d 測(cè)1 次，于8：00 用曲管地溫計(jì)測(cè)定0～10、10～20、20～30 cm 土層土壤溫度。

1.3.3漿爛病發(fā)病率及裂果率的調(diào)查

調(diào)查方法參見(jiàn)文獻(xiàn)［5］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010 和DPS v15.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD 法（P＜0.05）進(jìn)行差異顯著性檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋方式對(duì)土壤含水量的影響

由表1 可知，在土層深度0～60 cm 范圍內(nèi)，不同處理的棗園土壤含水量均隨土壤深度的增加逐步增加。在‘金絲小棗’生長(zhǎng)的各個(gè)生育時(shí)期，秸稈覆蓋（JF）、樹枝覆蓋（ZF）和自然生草覆蓋（CF）均有一定的保水效果，其中JF 處理的效果最好，各個(gè)土層的土壤含水量均高于其他2 個(gè)覆蓋處理。

表1 2018 年不同生育時(shí)期不同深度土層土壤含水量變化

萌芽期，JF 和ZF 處理各土層土壤含水量均顯著高于CF 處理和CK；JF 處理各土層土壤含水量均高于ZF 處理，但二者間差異不顯著；CF 處理和CK間差異不顯著；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm土層土壤含水量分別比CK 高1.89、1.65、1.11 個(gè)百分點(diǎn)（表1）。

坐果期，JF 和ZF 處理各土層土壤含水量均顯著高于CF 處理和CK；JF 處理均高于ZF 處理，但二者間差異不顯著；CF 處理0～20、20～40 cm 土層土壤含水量與CK 間差異不顯著，但40～60 cm土層土壤含水量顯著高于CK；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高1.74、3.76、1.14 個(gè)百分點(diǎn)（表1）。

果實(shí)膨大期，0～20 cm 土層土壤含水量JF＞ZF＞CF＞CK，差異均達(dá)到顯著水平；20～40 cm 土層土壤含水量，JF 和ZF 處理顯著高于CF 處理和CK，但JF和ZF處理間差異不顯著，CF處理顯著高于CK；40～60 cm 土層土壤含水量，JF 處理顯著高于ZF、CF 處理和CK，ZF、CF 處理和CK 間差異不顯著；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高5.83、2.78、0.54 個(gè)百分點(diǎn)（表1）。

果實(shí)成熟期，0～20 cm 土層土壤含水量JF＞ZF＞CF＞CK，差異均達(dá)到顯著水平；20～40 cm 土層土壤含水量，JF 和ZF 處理顯著高于CF 處理和CK，但JF 和ZF 處理間差異不顯著，CF 處理顯著高于CK；40～60 cm 土層土壤含水量，4 個(gè)處理間均無(wú)顯著差異；JF 處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高2.60、3.71、0.58 個(gè)百分點(diǎn)（表1）。

休眠期，0～20、20～40 cm 土層土壤含水量，JF 和ZF 處理顯著高于CF 處理和CK，但JF 和ZF處理間差異不顯著，CF 處理顯著高于CK；40～60 cm 土層土壤含水量，4 個(gè)處理間均無(wú)顯著差異；JF處理0～20、20～40、40～60 cm 土層土壤含水量分別比CK 高4.87、5.40、0.58 個(gè)百分點(diǎn)（表1）。

綜上，3 種覆蓋方式均有一定的保水效果，其中秸稈覆蓋的效果最好，覆蓋后減緩了地面蒸發(fā)，保蓄土壤水分，能明顯提高棗園土壤的保水性能，增強(qiáng)土壤貯存和調(diào)蓄水分的能力。

2.2 不同覆蓋方式對(duì)土壤溫度的影響

由圖1 可知，在‘金絲小棗’生長(zhǎng)的各個(gè)生育時(shí)期內(nèi)，土層深度0～30 cm 范圍內(nèi)，不同處理的棗園土壤溫度隨土壤深度變化規(guī)律大致為表層（0～10 cm）＜中層（10～20 cm）＜深層（20～30 cm）。在8：00 測(cè)量，3 個(gè)覆蓋處理的0～30 cm 深度的土壤溫度均高于CK，均表現(xiàn)出一定的增溫效果，其中以JF 處理的增溫效果最明顯。增溫幅度在溫度較低的春、秋、冬季較明顯，在夏季覆蓋處理的增溫幅度很小。在棗樹萌芽期（4 月26 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.43、0.42、0.05 ℃。在坐果期（6 月14 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.56、0.53、0.31 ℃。在果實(shí)膨大期（7月12 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.08、0.11、0.05 ℃。在果實(shí)成熟期（9 月27 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.50、0.48、0.15 ℃。在休眠期（11 月7 日），JF、ZF、CF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.85、0.80、0.31 ℃。綜上，在8：00 升溫階段，覆蓋處理與CK 相比，減少了土壤熱量向大氣中散失，增溫效果較明顯，以JF 處理的增溫效果最好。

圖1 不同深度土層土壤溫度變化

2.3 不同覆蓋方式對(duì)棗漿爛病發(fā)病率及裂果率的影響

由圖2 可知，采用覆蓋措施后能降低棗漿爛病發(fā)病率及裂果率，JF、ZF 和CF 3 個(gè)覆蓋處理的漿爛病發(fā)病率及裂果率均顯著低于CK；JF 和ZF 處理的漿爛病發(fā)病率及裂果率均顯著低于CF 處理和CK，但JF 和ZF 處理間無(wú)顯著差異；CF 處理漿爛病發(fā)病率及裂果率均顯著低于CK。其中JF 處理漿爛病發(fā)病率最低，為2.12%，分別比CK、CF 和ZF降低10.11、4.41、0.44 個(gè)百分點(diǎn)；JF 處理裂果率亦最低，為2.89%，分別比CK、CF 和ZF 降低8.96、2.34、0.23 個(gè)百分點(diǎn)。綜上，采取覆蓋措施后均能降低棗漿爛病發(fā)病率和裂果率，其中秸稈和樹枝覆蓋效果較好，均能顯著降低漿爛病發(fā)病率及裂果率。

圖2 不同覆蓋方式對(duì)棗漿爛病發(fā)病率和裂果率的影響

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，對(duì)棗園進(jìn)行秸稈、樹枝和自然生草覆蓋處理后，均對(duì)棗園土壤微環(huán)境產(chǎn)生一定影響，覆蓋后能明顯減少水分的耗散，其中秸稈覆蓋處理效果最好，覆蓋后減少了地表徑流，減緩了地面蒸發(fā)，保蓄土壤水分，能明顯提高棗園土壤的保水性能，能增強(qiáng)土壤貯存和調(diào)蓄水分的能力。在‘金絲小棗’生育期內(nèi)，秸稈覆蓋處理0～20、20～40、40～60 cm 土層平均土壤含水量分別比CK 增加3.39、3.46、0.79 個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明覆蓋秸稈后能在一定程度上減少土壤水分散失，對(duì)增加土壤表層和主要根系層的土壤含水量作用較明顯，這與李虹辰[13-14]的研究結(jié)果一致。而自然生草覆蓋在草體刈割后覆蓋于地面后有一定的保墑效果，但因生草處理僅為1 年，效果不明顯，但隨著生草年限的增長(zhǎng)，蓄水保墑效果會(huì)更加明顯，因此自然生草覆蓋技術(shù)應(yīng)用時(shí)應(yīng)連續(xù)多年使用[5]。

關(guān)于地表覆蓋后對(duì)土壤溫度的影響，有覆蓋地膜后提高了土壤溫度的報(bào)道[10]，也有關(guān)于覆蓋后降溫效果明顯，緩解夏季極端高溫對(duì)樹體表層根系的傷害的報(bào)道[10]。究其原因在于棗園覆蓋后地表形成一層與大氣熱交換的障礙層，在早上溫度較低時(shí)，減少了土壤熱量向大氣中散失，而在中午溫度較高時(shí)，覆蓋后減少了到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射，同時(shí)吸收長(zhǎng)波輻射，吸收和轉(zhuǎn)化部分太陽(yáng)能[15]。本研究于4月26 日至11 月7 日每隔7 d 測(cè)1 次，在8：00 測(cè)量地溫，覆蓋處理后對(duì)0～30 cm 土層溫度均表現(xiàn)出一定的增溫效果，增溫幅度在溫度較低的春、秋、冬季較明顯，在夏季覆蓋處理的增溫幅度很小。以JF 處理的增溫效果最明顯，JF 處理0～30 cm 土層土壤平均溫度分別比CK 增加0.08～0.85 ℃。但關(guān)于其他時(shí)段土壤溫度的研究沒(méi)有開展，有待下一步研究明確。

棗園覆蓋后通過(guò)調(diào)節(jié)土壤水分狀況，使土壤水分保持在恒定的狀態(tài)，保證棗果發(fā)育過(guò)程中水分均衡供應(yīng)，從而減輕裂果的發(fā)生，亦減輕了棗果的漿爛病發(fā)病率[5]。本研究結(jié)果表明，采用覆蓋措施后能降低棗園漿爛病發(fā)病率及裂果率，JF 處理漿爛病發(fā)病率分別比CK、CF 和ZF 降低10.11、4.41、0.44個(gè)百分點(diǎn)；JF 處理的裂果率分別比CK、CF 和ZF降低8.96、2.34、0.23 個(gè)百分點(diǎn)。但關(guān)于覆蓋后能減輕棗園漿爛病及裂果發(fā)生的根本原因未進(jìn)行深入系統(tǒng)研究。劉燕燕等[4]研究得出覆蓋后越冬幼蟲或病菌孢子減少，能減少病蟲害發(fā)生。因此，在今后應(yīng)對(duì)覆蓋條件下病蟲害發(fā)生情況進(jìn)行進(jìn)一步深入調(diào)查研究。