連棟大棚葡萄套種紫云英對園土理化特性的影響

張雨，李薇，蔡慧，楊寶蘭，包愛峰，李洪山*

（1 鹽城工學(xué)院，江蘇鹽城 224051；2 鹽城富麗農(nóng)業(yè)科技有限公司，江蘇大豐 224121）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，設(shè)施果園逐漸興起，果園土壤環(huán)境問題日益突出。不合理的施肥導(dǎo)致土壤酸化、鹽漬化及病蟲害農(nóng)藥殘留造成土壤污染，其中，酸化土壤使磷肥、硼肥等肥料有效性大幅度喪失，造成各種缺素癥的發(fā)生[1]。當(dāng)土壤鹽分達(dá)到0.25%以上時(shí)，根系吸收養(yǎng)分和水分受阻，致使果樹生長緩慢、產(chǎn)量減少、果品下降[2，3]。土壤污染導(dǎo)致有益微生物減少，有害微生物大量繁殖，降低了土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化效率，難以治理且為害性大。另外，我國傳統(tǒng)果園地面管理以清耕為主，易造成果園水土流失，再加上果園施肥結(jié)構(gòu)不合理，有機(jī)肥源嚴(yán)重不足等原因，果園土壤保肥、供肥、緩沖性能降低，土壤肥力不斷下降。

現(xiàn)階段，隨著我國“兩減一增”政策的推廣實(shí)施，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中豆科綠肥作物的效用得到進(jìn)一步發(fā)揮[4]，其中，紫云英是一種豆科綠肥作物，具有保護(hù)環(huán)境、生產(chǎn)綠色農(nóng)產(chǎn)品、保持農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡的作用，能促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。紫云英在盛花期養(yǎng)分累積量最高，通過翻耕壓底，土壤氮的礦化和有機(jī)質(zhì)降低速率均有所減緩[5]，同時(shí)，在微生物作用下，腐爛分解出豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，活化土壤中難溶性元素成為植物可吸收的有效成分，能提升土壤肥力，使得土壤變得疏松多孔，能有效改善土壤結(jié)構(gòu)。

本試驗(yàn)通過研究連棟大棚葡萄園套種紫云英前后土壤理化性質(zhì)的變化，以期能夠穩(wěn)定葡萄園土壤墑情和競爭性抑制雜草發(fā)生，增加土壤微生物數(shù)量，改善土壤理化性質(zhì)，減輕土壤次生鹽漬化和酸化，同時(shí)，改善林下環(huán)境，穩(wěn)定果園生產(chǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，提高生產(chǎn)效益，為果園改土培肥提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

紫云英種子購于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，在鹽城市大豐區(qū)小海鎮(zhèn)鹽城富麗農(nóng)業(yè)科技有限公司連棟大棚葡萄園種植比較，取葡萄園套種紫云英前后的土壤作為試驗(yàn)土樣。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

紫云英不同熟期品種3 個(gè)，分別為寧波大橋、閩紫7 號(hào)、信陽弋江種。處理設(shè)計(jì)：寧波大橋，紫云英晚熟品種，撒播，用種量1.5kg/667m2；閩紫7 號(hào)，紫云英中熟品種，撒播，用種量1.5kg/667m2；信陽弋江種，紫云英早熟品種，撒播，用種量1.5kg/667m2。共3 個(gè)處理，各處理種植在葡萄園中，每個(gè)小區(qū)面積100m2重復(fù)3 次，首先在播種前取樣分析2～10cm 土層土壤初始理化性狀，然后在鮮草翻耕30d 后取土樣1 次，分析2～10cm 土層土壤理化性狀指標(biāo)。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 pH 值。將過1mm 孔徑篩的風(fēng)干土與無CO2蒸餾水按質(zhì)量體積比1∶1 混勻（25g、25mL），180r/min 振蕩1min，靜置30min 后測定pH 值。

1.3.2 含水量（W）。采用烘箱法[6]，稱取10g 新鮮土樣，放入已知烘干質(zhì)量的培養(yǎng)皿中，稱重m總（精確到0.001g），放入已預(yù)熱至105～110℃烘箱中烘至恒重，取出放入干燥器中冷卻，稱重m 恒。計(jì)算公式：

1.3.3 可溶性鹽分。采用質(zhì)量差法[6]，將過1mm 孔徑篩的風(fēng)干土與蒸餾水按質(zhì)量體積比1∶1 混勻（10g、50mL），180r/min 振蕩10min，過濾，用洗瓶沖洗至濾液為80mL。將濾液倒入潔凈、烘干的坩堝中，于電爐蒸干，少量多次滴加過氧化氫，直至殘?jiān)珵榘咨?。洗凈坩堝外壁和底部放入已預(yù)熱至105℃烘箱中烘干1～2h，取出冷卻，分析天平稱重m總。洗凈坩堝內(nèi)部，放入已預(yù)熱至105℃烘箱中烘干0.5～1 h，取出冷卻，分析天平稱重m坩堝。

計(jì)算公式：

1.3.4 容重（Pb）。采用環(huán)刀法[7]，用已知質(zhì)量、體積V 的環(huán)刀取樣，切去環(huán)刀兩端多于的土及環(huán)刀外壁的土，分析天平稱重。用上述1.3.2 方法測得土樣含水量（W）。計(jì)算公式：

式中：m 為環(huán)刀內(nèi)濕樣質(zhì)量（g）。

1.3.5 有機(jī)質(zhì)。重鉻酸鉀氧化——分光光度法[8]。

1.3.6 總氮。半微量凱氏定氮法[9-10]。

1.3.7 微生物數(shù)量。稀釋涂布平板計(jì)數(shù)法[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用ExceL 2010、Origin 軟件作圖，利用SPSS 22.0軟件描述統(tǒng)計(jì)和分析獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對土壤pH 值的影響

pH 值是衡量土壤酸堿性最直觀的理化性質(zhì)。由圖1 可知，套種紫云英對葡萄園地膜下土壤和葡萄園露地土壤的pH 值影響顯著，相較于套種前均有所提高。套種紫云英后葡萄園地膜下土樣pH 值提高5.328%，與套種前存在顯著性差異（p＜0.05）；套種紫云英后葡萄園露地土樣pH 值提高5.307%，與套種前存在極顯著性差異（p＜0.01）。

圖1 紫云英套種前后葡萄園土壤pH 值

2.2 對土壤含水量的影響

土壤含水量是影響農(nóng)作物收成和水保的重要因素之一。由圖2 可知，套種紫云英會(huì)對葡萄園地膜下土壤和葡萄園露地土壤的含水量產(chǎn)生一定影響，相較于套種前均有所升高。套種紫云英，葡萄園地膜下土樣含水量比套種前提高9.088%，不存在顯著性差異（p＞0.05）；葡萄園露地土樣含水量比套種前提高13.599%（p＜0.01）。

圖2 紫云英套種前后葡萄園土壤含水量

2.3 對土壤容重的影響

土壤容重是用來計(jì)算土壤總孔隙度和評估土壤松緊、結(jié)構(gòu)狀況的指標(biāo)，一般來說，容重越小，土壤結(jié)構(gòu)越好。由圖3 可知，套種紫云英對葡萄園地膜下土壤和葡萄園露地土壤容重影響顯著，相較于套種前均有所降低。套種紫云英，葡萄園地膜下土樣容重比套種前降低3.817%，存在顯著性差異（p＜0.05）；葡萄園露地土樣容重比套種前降低14.599%，存在極顯著性差異（p＜0.01）。

圖3 紫云英套種前后葡萄園土壤容重

2.4 對土壤可溶性鹽分的影響

土壤鹽分過高會(huì)嚴(yán)重影響植物的新陳代謝和生長發(fā)育。由圖4 可知，套種紫云英對葡萄園地膜下土壤和葡萄園露地土壤的可溶性鹽分含量產(chǎn)生一定影響，相較于套種前均有所降低。套種紫云英，葡萄園地膜下土樣可溶性鹽分比套種前降低31.579%，不存在顯著性差異（p＞0.05）；葡萄園露地土樣可溶性鹽分含量比套種前降低35.316%，存在極顯著性差異（p＜0.01）。

圖4 紫云英套種前后葡萄園土壤可溶性鹽分含量

2.5 對土壤有機(jī)質(zhì)的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要供體，是植物和土壤中動(dòng)物、微生物賴以生存的養(yǎng)分來源。由圖5 可知，套種紫云英對葡萄園地膜下土壤和葡萄園露地土壤的有機(jī)質(zhì)含量影響顯著，相較于套種前均有所增加。套種紫云英，葡萄園地膜下土樣有機(jī)質(zhì)含量比套種前提高8.129%，存在顯著性差異（p＜0.05）；套種紫云英后葡萄園露地土樣有機(jī)質(zhì)含量比套種前提高21.723%，存在極顯著性差異（p＜0.01），。

圖5 紫云英套種前后葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量

2.6 對土壤總氮的影響

土壤總氮含量是鑒別土壤肥力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是作物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)元素。由圖6 可知，套種紫云英對葡萄園地膜下土壤和葡萄園露地土壤的總氮含量影響顯著，相較于套種前均有所增加。套種紫云英，葡萄園地膜下土樣總氮含量比套種前增加21.140%，存在顯著性差異（p＜0.05）；葡萄園露地土樣總氮含量比套種前提高32.693%，存在顯著性差異（p＜0.05）。

圖6 紫云英套種前后葡萄園土壤總氮含量

2.7 對土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物參與有機(jī)質(zhì)分解，腐殖質(zhì)形成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)等過程，對土壤結(jié)構(gòu)的形成、土壤肥力的改變等均有重要影響。由圖7 可知，套種紫云英對葡萄園地膜下土壤微生物數(shù)量和葡萄園露地土壤微生物數(shù)量產(chǎn)生一定影響，相較于套種前均有所增加；葡萄園地膜下土樣中細(xì)菌和真菌數(shù)量與套種前不存在顯著性差異（p＞0.05），放線菌數(shù)量存在極顯著性差異（p＜0.01），細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量分別增加12.102%、193.548%、90.909%；葡萄園露地土樣中3 種微生物數(shù)量與套種前均不存在顯著性差異（p＞0.05），細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量分別增加9.253%、16.556%、3.429%。

圖7 紫云英套種前后葡萄園土壤微生物數(shù)量

3 討論與結(jié)論

通過初始土樣試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葡萄園土壤鹽分較高，土壤pH 值呈略堿性，鹽漬化程度稍高，土壤肥力較低，影響葡萄產(chǎn)量及質(zhì)量。試驗(yàn)結(jié)果表明，葡萄園套種紫云英后土壤容重、可溶性鹽分含量均有所降低；有機(jī)質(zhì)、總氮含量及微生物數(shù)量有所增加。由此可知，果園套種紫云英并翻耕入土，會(huì)進(jìn)一步改良葡萄園土壤理化性質(zhì)，減輕土壤酸化、鹽漬化，增加有機(jī)質(zhì)含量，實(shí)現(xiàn)改土增肥效果。

通過果園紫云英套種模式比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)紫云英種植后的土壤性狀有一定改良效果。套種紫云英，由于紫云英幼嫩莖葉中富含營養(yǎng)物質(zhì)，在土壤中分解后能大量增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量及鈣、鉀、鎂、氮、磷和多種微量元素，其中，鎂元素的增加，促使植物葉綠素含量增加，光合作用增強(qiáng)，從而能大量增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤質(zhì)量。同時(shí)，種植紫云英能促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)，增加新鮮有機(jī)能源物質(zhì)，使得微生物迅速繁殖，促進(jìn)腐殖質(zhì)的形成，加速土壤熟化，進(jìn)一步提高土壤肥力。該試驗(yàn)是對土壤性狀對比結(jié)果的粗略調(diào)查，是否能影響葡萄產(chǎn)量及質(zhì)量還需進(jìn)一步開展驗(yàn)證試驗(yàn)。

綜上所述，在正常改良土壤過程中，連棟大棚葡萄套種紫云英并在紫云英盛花期壓青還田后，可穩(wěn)定葡萄園土壤墑情、競爭性抑制雜草發(fā)生、提升土壤質(zhì)量，利于果園保水培肥及林下生態(tài)改善和果品增產(chǎn)增收。