不同生草栽培對(duì)甜桔柚果園土壤肥力和果實(shí)品質(zhì)的影響

沈秋紅，葉子豪，張茂付，吳夏華*，尹瑞安，沈從根，吳偉珍，吳家森，葉增新

(1.慶元縣林業(yè)局， 浙江 麗水 323800； 2.浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 311300； 3.慶元縣楓樹壟家庭農(nóng)場， 浙江 麗水 323807；4.慶元縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 浙江 麗水 323800)

甜桔柚是以八朔柑為父本，溫州蜜柑為母本雜交培育而成的雜柑類新品種[1]，具有汁多味甜，酸少，風(fēng)味濃，具有桔和抽的香氣，口感爽口，風(fēng)味極佳等特點(diǎn)[2]。浙江省慶元縣是全國最大的甜桔柚產(chǎn)區(qū)，種植面積0.116萬hm2，年產(chǎn)量1.38萬t，年產(chǎn)值1.66億元[3]。甜桔柚的發(fā)展已成為浙、閩山區(qū)農(nóng)民致富的有效途徑之一。現(xiàn)有對(duì)甜桔柚的研究大多集中于品種特性、引種栽培、病蟲害防治等[4-7]，而對(duì)于甜桔柚生產(chǎn)過程中林地土壤環(huán)境的研究則鮮有報(bào)道。

生草栽培是指在果園行間或全園種植不同種類草本植物，并定期將收獲的莖稈覆蓋于土壤的生態(tài)化經(jīng)營技術(shù)，在果樹生產(chǎn)中有較多的應(yīng)用[8]。相關(guān)研究表明，經(jīng)過2年的生草栽培，油茶林地土壤氮、磷、鉀的含量顯著提高[9]；生草栽培提高了南豐蜜橘果園土壤有機(jī)碳含量[10]，同時(shí)增加了土壤酶活性及生物功能多樣性[11]。目前，針對(duì)在甜桔柚林地中進(jìn)行不同生草栽培對(duì)土壤肥力的影響還沒有相關(guān)報(bào)道。因此本研究在甜桔柚林地中栽培不同種類的生草，以清耕為對(duì)照，對(duì)其土壤化學(xué)性質(zhì)、不同形態(tài)有機(jī)碳及酶活性進(jìn)行分析，并對(duì)果實(shí)產(chǎn)量及相關(guān)品質(zhì)進(jìn)行測定，以期為生草在甜桔柚中的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于浙江省慶元縣竹口鎮(zhèn)黃壇村，中心地理位置118°91′58″E， 27°66′93″N，海拔360 m。坡度15°，東北坡，樹齡5年，平均密度600棵·hm-2。該地屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫17.5℃，多年平均降水量1 800 mm。土壤為發(fā)育于花崗巖的紅壤土類。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，分別在林下種植鼠茅草Vulpiamyuros、油菜Brassicacampestris、黑麥草Loliummultiflorum、紫云英Astragalussinicus、黃花苜蓿Medicagofalcata、箭舌豌豆Viciasativa等6種生草，以清耕作為對(duì)照。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積均為10 m×5 m。于2019年9月下旬，將林地土壤整平后，采用撒播的形式進(jìn)行生草栽培，根據(jù)種子的特性播種量分別為15.0、4.5、30.0、60.0、60.0、75.0 kg·hm-2。

1.3 樣品采集

2022年4月中旬采用5點(diǎn)采樣法采集不同處理0～20 cm的土樣，去除土壤中的石塊和植物，過2 mm篩，混勻，用四分法分成兩部分，一部分鮮土樣立即測定土壤活性有機(jī)碳氮、土壤酶，另一部分自然攤晾，風(fēng)干后用于土壤養(yǎng)分測定。

2021年12月17日，每個(gè)處理選擇3株甜桔柚，各采集3個(gè)中等大小共9個(gè)果實(shí)組成混合樣品，重復(fù)3次。

1.4 測定方法

土壤pH用酸度計(jì)法(水土比為2.5∶1.0)；土壤有機(jī)碳采用硫酸重鉻酸鉀外加熱法；水溶性有機(jī)碳、氮采用純水浸提，微生物生物量碳氮采用氯仿熏蒸浸提，提取液用島津TOC-VCPH 有機(jī)碳分析儀測定；堿解氮采用擴(kuò)散法，有效磷采用鹽酸-氟化銨浸提鉬銻抗比色法；速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法[12]。磷酸酯酶采用磷酸苯二鈉比色法，蛋白酶采用改良茚三酮比色法，脫氫酶采用氯化三苯基四氮唑比色法，蔗糖酶采用硫代硫酸鈉滴定法，脲酶采用靛酚藍(lán)比色法[13]。果實(shí)總糖采用蒽酮比色法，可滴定酸度采用氫氧化鈉中和滴定法；維生素C采用草酸提取，2，6-二氯靛酚滴定法[14]；甜桔柚產(chǎn)量采用全收獲測定產(chǎn)量法。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019和SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制圖。采用ANOVA進(jìn)行方差分析，利用LSD法進(jìn)行多重比較，顯著性水平設(shè)定為α= 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生草栽培對(duì)甜桔柚果園土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由表1可知，除紫云英外，其他5種生草栽培的果園土壤pH值均有所提高，其中油菜和箭舌豌豆處理顯著高于清耕(P<0.05)；生草栽培顯著提高了甜桔柚果園土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量(P<0.05)，分別提高了32.2%～50.7%，31.3%～50.0%，35.9%～49.4%，不同生草間差異未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。

表1 不同生草栽培果園土壤基本化學(xué)性質(zhì)Table 1 Basic chemical properties of soil in orchards under different grass cultivations

2.2 不同生草栽培對(duì)甜桔柚果園土壤有機(jī)碳及活性有機(jī)碳氮的影響

由表2可知，與清耕相比，生草栽培果園土壤有機(jī)碳含量顯著增加了20.3%～31.2%(P<0.05)；生草栽培也顯著提高了果園土壤微生物量碳、微生物量氮、水溶性有機(jī)碳、水溶性有機(jī)氮含量(P<0.05)，分別提高了21.4%～48.4%，22.3%～34.8%，21.7%～58.4%，24.8%～36.0%，不同生草間差異未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。

表2 不同生草栽培果園土壤有機(jī)碳及活性有機(jī)碳氮含量Table 2 Contents of the organic carbon and active organic carbon and nitrogen of soil in orchards under different grass cultivations

2.3 不同生草栽培對(duì)甜桔柚果園土壤酶活性的影響

由表3可知，與清耕相比，生草栽培果園土壤磷酸酯酶、脫氫酶活性分別提高了20.6%～48.2%，17.8%～36.8%，除黑麥草外，其他5種生草顯著高于清耕(P<0.05)；生草栽培果園土壤蛋白酶、蔗糖酶、脲酶活性提高了23.1%～84.6%、22.2%～42.5%、27.6%～62.1%，6種生草處理均顯著高于清耕(P<0.05)；5種酶活性在不同生草栽培間沒有顯著性差異(P>0.05)。

表3 不同生草栽培果園土壤酶活性Table 3 Enzyme activities of soil in orchards under different grass cultivations

2.4 不同生草栽培對(duì)甜桔柚果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

由表4可知，甜桔柚果實(shí)產(chǎn)量介于7 000～8 015 kg·hm-2，不同生草處理間差異不顯著(P>0.05)，與清耕相比，產(chǎn)量提高了11.1%～14.5%。果實(shí)總糖、總酸含量分別介于11.9%～12.8%、0.14%～0.16%，不同生草處理間差異不顯著(P>0.05)；生草栽培后，甜桔柚果實(shí)總糖含量升高了4.2%～7.6%，而總酸含量則下降了6.3%～12.5%，果實(shí)固酸比提高了12.0%～21.9%；生草栽培后，果實(shí)的維生素C含量提高了0.6%～3.7%，不同處理間的差異也不顯著(P>0.05)。

表4 不同生草栽培甜桔柚果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)Table 4 Fruit yield and quality of sweet orange pomelo under different grass cultivation

3 討論與結(jié)論

生草栽培能明顯提高土壤肥力，改善土壤養(yǎng)分狀況。生草栽培及過程管理中的生草秸稈覆蓋于林地表面及大量根系死亡，形成了特殊的小氣候，林內(nèi)溫、濕度的變化幅度顯著降低，增加了土壤有機(jī)物的來源，擴(kuò)大了土壤養(yǎng)分庫，促進(jìn)了土壤各種物質(zhì)的循環(huán)和養(yǎng)分供應(yīng)[15]，從而增加了林地土壤速效氮、磷、鉀的含量，促進(jìn)林地土壤有機(jī)碳的積累，本研究也表明，生草栽培后土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量顯著增加，土壤有機(jī)碳含量也顯著升高，這與相關(guān)研究人員對(duì)生草栽培后的土壤質(zhì)量變化的研究結(jié)果相似[9-10,16]。

土壤活性有機(jī)碳氮，是衡量土壤肥力及質(zhì)量變化的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)山核桃、板栗林地進(jìn)行生草栽培后，土壤微生物量碳、氮和水溶性有機(jī)碳、氮含量顯著增加[16-17]。本研究發(fā)現(xiàn)所有生草處理土壤微生物量碳、氮和水溶性有機(jī)碳、氮含量均顯著高于清耕(表2)，這主要是生草栽培過程中大量新鮮秸稈和根系分泌物增加了土壤活性有機(jī)碳氮的來源，從而提高了土壤中該類物質(zhì)的含量。

土壤酶在土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與循環(huán)過程中起著重要作用，是土壤肥力高低的反映。6種生草栽培后，甜桔柚林地土壤磷酸酯酶、蛋白酶、脫氫酶、蔗糖酶、脲酶等5種土壤酶活性均顯著增強(qiáng)(P<0.05)。這與前人的研究結(jié)果相似，即生草栽培后顯著提高了油茶和蜜橘園土壤酶活性[9,11]。這主要是因?yàn)樯菰耘嗪笠欢ǔ潭壬咸岣吡送寥纏H，使土壤趨于中性，而土壤微生物則非常適宜在該環(huán)境中生長繁殖，從而提高了5種酶的活性。

生草栽培并沒有改變甜桔柚的果實(shí)品質(zhì)，這與果實(shí)品質(zhì)具有相對(duì)穩(wěn)定性有關(guān)。與清耕相比，生草栽培后果實(shí)總糖、維生素C含量略有升高，而總酸略有下降，但沒有達(dá)到顯著性差異，不同生草間的差異也并不顯著。這與生草栽培能提高南豐蜜橘果實(shí)品質(zhì)的研究結(jié)果不一致[10]，這可能是本研究中果樹為幼齡林，該結(jié)果還有待于進(jìn)一步研究。