不同覆蓋方式對(duì)梨園土壤養(yǎng)分、凈光合速率及產(chǎn)量的影響

戴振建，徐 高，姜訓(xùn)剛，李紹信，王曉霞

(1.萊陽市果樹技術(shù)指導(dǎo)站,山東 萊陽 265200；2.萊陽市植物保護(hù)站，山東 萊陽 265200；3.萊陽市土壤肥料工作站，山東 萊陽 265200；4.萊陽市龍旺莊街道辦事處農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，山東 萊陽 265200；5.萊陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山東 萊陽 265200)

我國(guó)是世界上最大的梨栽培和生產(chǎn)國(guó)家[1]，梨產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)梨產(chǎn)區(qū)果農(nóng)脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)之一[2]。然而，由于盲目追求高產(chǎn)，梨園化肥、農(nóng)藥施入過量，造成果園土壤養(yǎng)分比例失衡，土壤有機(jī)質(zhì)含量低下，質(zhì)地變差，嚴(yán)重影響了梨園產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)[3]。

果園覆蓋可改善土壤環(huán)境及果實(shí)品質(zhì)，且不同覆蓋方式存在效果差異。秸稈覆蓋可提高核桃園土壤養(yǎng)分含量，并有利于核桃產(chǎn)量和質(zhì)量的提升[4]；雜草則可提高蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)含量[5,6]；地布覆蓋有利于改善土壤水熱環(huán)境，提升果實(shí)品質(zhì)[7]；全光照下果園覆蓋藍(lán)色薄膜可促進(jìn)越橘氣孔開放，提高光合速率和電子傳遞效率[8]，地布+保水劑/埋枝條可提高旱地蘋果葉片礦質(zhì)元素含量及果實(shí)品質(zhì)[9]。然而，果園覆蓋措施尚未在梨園土壤管理中得到充分應(yīng)用，尤其是復(fù)合覆蓋措施。

本研究使用雜草、地膜及地膜+雜草三種覆蓋方式對(duì)梨園進(jìn)行覆蓋，研究其對(duì)土壤養(yǎng)分、梨樹凈光合速率、梨園產(chǎn)量及梨果品質(zhì)的影響，以期為梨園覆蓋措施的推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于山東省萊陽市沐浴店鎮(zhèn)，供試品種為7年生‘秋月’梨，株行距2.0 m×4.0 m，試驗(yàn)園土壤為沙壤土，pH值7.15，有機(jī)質(zhì)6.53 g/kg，堿解氮115 mg/kg，速效磷40.42 mg/kg，速效鉀130.53 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2018-2019年進(jìn)行，每年4月做覆蓋處理，連續(xù)處理兩年，共設(shè)4個(gè)處理，處理1)地膜覆蓋，覆蓋厚0.01mm，寬1 m的聚乙烯黑色地膜；2)雜草覆蓋，將生長(zhǎng)季內(nèi)刈割的雜草覆蓋于行內(nèi)，覆蓋厚度為10.0 cm，寬度為1.2 m；3)地膜+雜草覆蓋，在雜草處理基礎(chǔ)上加覆一層地膜；4)清耕(CK)，在生長(zhǎng)季內(nèi)多次淺耕除草。試驗(yàn)采用單行小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

在樹冠投影下距離樹干50 cm處，用取土器分別采集0～20 cm、20～40 cm土樣，剔除雜物，風(fēng)干后測(cè)定土壤指標(biāo)。土壤pH值使用酸度計(jì)測(cè)定；堿解氮使用擴(kuò)散吸收法；速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-硫酸鉬銻抗比色法；速效鉀采用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度計(jì)法。

每區(qū)組隨機(jī)選取4株樹，每個(gè)處理共計(jì)12株樹，每株樹選取30個(gè)葉片，于上午9時(shí)至11時(shí)進(jìn)行測(cè)定采用PP System公司的CIRAS-2便攜式光合儀測(cè)定凈光合速率。區(qū)組內(nèi)每株樹隨機(jī)摘5個(gè)果，采用電子秤(精度0.01 g)測(cè)定單果質(zhì)量，同時(shí)計(jì)算單株產(chǎn)量；在每個(gè)區(qū)組中隨機(jī)選取10個(gè)完全成熟的果實(shí)，測(cè)定果實(shí)可溶性固形物含量及果實(shí)硬度。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

使用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，圖表繪制，采用SPSS version 19.0進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法(P<0.05)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋方式對(duì)梨園土壤pH值的影響

由表1可知，3種覆蓋處理均降低了梨園土壤pH值。0～20 cm土壤深度范圍內(nèi)覆膜、覆草以及覆膜+覆草處理分別使pH值降至7.03、6.97及6.95，即覆膜+覆草使土壤pH值降低最多，覆草次之，覆膜最少。而在20～40 cm土壤深度范圍內(nèi)，覆蓋處理也均使土壤pH值下降，但較0～20 cm下降較少，且處理間差異不顯著。

表1 不同覆蓋方式對(duì)梨園土壤pH值的影響

2.2 不同覆蓋方式對(duì)梨園土壤養(yǎng)分含量的影響

由表2可知，在0～40 cm土壤深度范圍內(nèi)，3種覆蓋處理均提高了土壤養(yǎng)分含量。在0～20 cm土壤深度范圍內(nèi)，覆草處理和覆膜+覆草處理提高養(yǎng)分含量的效果最為顯著，其中堿解氮含量較清耕分別提高了24.02%、25.40%；速效磷含量分別提高了23.25%、30.51%；速效鉀含量較清耕分別提高12.46%、14.66%；土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高51.32%、55.02%。而在20～40 cm土壤深度范圍內(nèi)，則以覆膜+覆草處理效果最為顯著，其中堿解氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)較清耕分別提高了31.97%、28.77%、22.20%和63.88%。因此，覆膜+覆草處理對(duì)于提高梨園土壤養(yǎng)分含量效果最為明顯。

表2 不同覆蓋方式對(duì)梨園土壤養(yǎng)分含量的影響

2.3 不同覆蓋方式對(duì)葉片凈光合速率的影響

凈光合速率與干物質(zhì)同化量密切相關(guān)。由圖1可知，3種覆蓋處理均提高了梨樹葉片凈光合速率，其中以覆膜和覆草+覆膜處理效果較為顯著，分別提高了15.2%和21.2%。

圖1 不同覆蓋方式對(duì)葉片凈光合速率的影響

2.4 不同覆蓋方式對(duì)梨果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

表3顯示，3種覆蓋處理均提升了‘秋月’梨果單果重，果實(shí)硬度，可溶性固形物含量以及平均單株產(chǎn)量，其中以覆膜+覆草效果最好，覆草次之，覆膜最差。對(duì)單果重而言，覆膜、覆草及覆膜+覆草較清耕分別提高2.55%、3.67%、5.50%；對(duì)于果實(shí)硬度來說，覆膜、覆草及覆膜+覆草較清耕分別提高1.61%、4.84%、12.90%；對(duì)可溶性固形物含量而言，覆膜、覆草及覆膜+覆草較清耕分別提高2.17%、3.62%、7.25%；對(duì)平均單株產(chǎn)量來說，覆膜、覆草及覆膜+覆草較清耕分別提高4.69%、11.19%、15.09%。

表3 不同覆蓋方式對(duì)梨果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

根系是樹體與土壤進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的媒介[10,11]。根系的發(fā)育生長(zhǎng)除受地上部生長(zhǎng)勢(shì)與遺傳特性影響外，更多與土壤環(huán)境相關(guān)。果園覆蓋隔絕了地表環(huán)境與土壤環(huán)境，不僅增強(qiáng)了土壤環(huán)境的穩(wěn)定性與緩沖能力[12]，并且，隨著覆蓋材料的風(fēng)化、腐爛及降解，也改善了果園土壤環(huán)境，從而改善果樹根系，增強(qiáng)樹勢(shì)[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋處理不僅改變了梨園土壤pH，提高了土壤養(yǎng)分含量，也提高了梨樹葉片凈光合速率，更重要的是，覆蓋處理提高了梨單果重、可溶性固形物含量與平均單株產(chǎn)量，其中以覆膜+覆草效果最為顯著。

土壤pH是衡量土壤酸堿性狀的重要指標(biāo)[15]，其適宜性及穩(wěn)定性不僅影響土壤養(yǎng)分的有效性，更決定了根系的長(zhǎng)勢(shì)。前人研究表明，有機(jī)質(zhì)附帶的大量大分子羧基基團(tuán)呈弱酸性[16]，可改善土壤pH，且黑土覆蓋試驗(yàn)也驗(yàn)證了此結(jié)論[5]。雜草中同樣也含有豐富的有機(jī)質(zhì)[18]，本研究中，雜草覆蓋降低了梨園土壤pH。先前研究顯示，水稻田間覆膜處理可提升地溫，從而促進(jìn)水稻根系分泌有機(jī)酸。而覆膜也輕微降低了梨園土壤pH，這可能是由于梨樹根系分泌的有機(jī)酸所致。

土壤養(yǎng)分是果樹發(fā)育動(dòng)力的“源泉”[11]。前人研究表明，覆膜對(duì)土壤養(yǎng)分的提升較少[13]，而雜草或秸稈富含豐富的有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分[5,6,17]，因此果園覆草或秸稈對(duì)果園土壤養(yǎng)分的提升更加有利。與前人研究類似，覆草較覆膜提升了更多的梨園土壤堿解氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)含量。更有趣的是，覆膜+覆草復(fù)合處理較覆膜或覆草單一處理對(duì)土壤養(yǎng)分的提升效果更為顯著，這可能是由于雜草上加覆地膜提升了地溫，從而加速了雜草的腐爛降解。

覆蓋可改善土壤環(huán)境，為根系營(yíng)造一個(gè)舒適的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)而“根繁葉茂”[11]。本研究結(jié)果表明，覆蓋不僅提高了土壤養(yǎng)分含量，也提高了梨樹葉片凈光合速率，其中以覆膜+覆草復(fù)合處理效果最為顯著。重要的是，覆蓋處理提高了梨果可溶性固形物含量、單果重、果實(shí)硬度及平均單株產(chǎn)量，且覆膜+覆草復(fù)合處理>覆草處理>覆膜處理，這表明覆蓋處理可改善梨果品質(zhì)，提升果園產(chǎn)量。

綜上所述，覆膜、覆草或二者綜合處理均增加了梨園土壤養(yǎng)分含量，梨樹葉片凈光合速率，從而提高了果實(shí)可溶性固形物含量、單果重及平均單株產(chǎn)量，其中以覆膜+覆膜處理效果最為顯著。因此，建議梨園栽培管理中采取地膜+雜草復(fù)合覆蓋措施。