生草對土壤酸化蘋果園土壤營養(yǎng)、酶活性、果實品質及產(chǎn)量的影響

王志典

摘 要：以土壤pH值5.2的富士蘋果園為試材，通過行間種植箭舌豌豆、紫花苜蓿、鼠茅草，探究土壤酸化蘋果園行間生草對土壤營養(yǎng)、酶活性及果實品質、產(chǎn)量的影響。結果表明：酸化土壤種植箭舌豌豆、紫花苜蓿、鼠茅草，均能有效提高0～40厘米土層土壤氮磷鉀、有機質、有機碳含量，提高土壤蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶及磷酸酶活性，果實品質及產(chǎn)量顯著提高，其中箭舌豌豆效果優(yōu)于紫花苜蓿和鼠茅草，土壤堿解氮、速效鉀、有機質和有機碳含量與CK比較，提高幅度達到44.4%、11.5%、44.6%、44.8%；土壤脲酶活性、過氧化氫酶活性及磷酸酶活性，較對照提高54.1%、28.8%、71.1%；平均單果質量、去皮硬度、可溶性固形物含量、畝產(chǎn)量較CK提高16.5%、15.2%、22.7%、23.1%。綜上所述，箭舌豌豆對酸化土壤改良效果顯著，有效提高果實品質及產(chǎn)量，可以在生產(chǎn)中推廣使用。

關鍵詞：富士蘋果園；生草；土壤營養(yǎng)；酶活性；產(chǎn)量；品質

山東棲霞蘋果種植有上百年的歷史，由于過于依賴化肥，近年來棲霞蘋果土壤酸化問題日趨嚴重，據(jù)調(diào)查棲霞蘋果園土壤平均pH值4.69，呈強酸性[1]。土壤酸化使團聚結構被破壞，緩沖能力降低，土壤沙化，微生物群落多樣性降低，嚴重影響植株根系對礦質營養(yǎng)轉化吸收[2-3]，導致樹勢弱、果實品質及產(chǎn)量降低；酸化加速土壤中鈣、鎂、鉀等微量元素的淋失，導致果園苦痘病加重，同時鹽基性陽離子減少，鋁、錳等有害金屬離子增加[4-5]。

近年來，科研工作者圍繞酸化果園土壤改良開展了大量研究，取得了一系列的研究成果。其中，果園生草是重要的酸化土壤改良農(nóng)藝措施，孫瑤等[6]研究發(fā)現(xiàn)果園生草和土壤調(diào)理劑配施能有效改善土壤質量，增加蘋果的產(chǎn)量和品質。胡衡生等[7]試驗表明，格拉姆柱花草能大幅度提高土壤有機質含量和土壤氮磷鉀含量，降低酸度，疏松質地，增強土壤蓄水保水能力。筆者研究了鼠茅草、紫花苜蓿對土壤酸化蘋果園土壤改良的效果，以期為酸化果園土壤改良提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗園概況

試驗于山東省棲霞市觀里鎮(zhèn)蘋果園進行。該地區(qū)屬暖溫帶季風大陸氣候，年降水量約650毫米，年日照時數(shù)約2730小時，無霜期約210天。試驗園主栽品種為富士，2017年定植，株行距1.5米×4米，土壤為砂壤土，pH值5.2，0～40厘米土層有機質含量13.3克/千克，全氮含量1.09克/千克，有效磷含量101.2毫克/千克，有效鉀含量124.6 毫克/千克，果園管理按常規(guī)進行。

1.2 試驗設計

試材草種選用鼠茅草、箭舌豌豆、紫花苜蓿，清耕為對照（CK）（圖1～圖4），2018年生草，秋播，播種量鼠茅草2.5千克/畝，紫花苜蓿及箭舌豌豆1.5千克/畝，采用條播形式，相鄰行間種植相同草種，一行蘋果樹與相鄰兩行生草帶組成一個小區(qū)，３次重復。

1.3 測定指標

1.3.1 生草生物學指標測定 參照楊露等[8]的方法在10月下旬調(diào)查不同草種的密度、蓋度、地上和地下生物量等生物學性狀指標。

1.3.2 土壤養(yǎng)分含量及酶活性測定 土壤指標測定采用pH 顯式酸度計測定土壤 pH值。土壤堿解氮含量測定采用堿解-擴散法；土壤有效磷含量測定采用碳酸氫鈉-鉬藍比色法；土壤有效鉀含量測定采用火焰光度計法；土壤有機質含量測定、土壤有機碳含量的測定及酶活性的測定均采用劉業(yè)萍等[9]的方法。

1.3.3 果實品質測定 10月中下旬，果實成熟后采樣，每處理隨機采樣50個，平均單果質量用0.1克的天平測量；果實縱橫徑用游標卡尺測量，計算果形指數(shù)，計算公式：果形指數(shù)=果實縱徑/橫徑；可溶性固形物含量用測糖儀測定；果實去皮硬度用GY-1型果實硬度計測定。采收后測定產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 19.0軟件對所有試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 生草生長狀況

由表1看出，酸化土壤條件下，3種生草生長狀況以箭舌豌豆最好，草密度、蓋度、地下部生物量及上部生物量，均顯著高于鼠茅草和紫花苜蓿，分別較鼠茅草和紫花苜蓿高出78.2%、82.6%；28.4%、7.28%；31.5%、36.5%；45.1%、58.5%。紫花苜蓿與鼠茅草比較，紫花苜蓿蓋度顯著高于鼠茅草，其他指標間差異不顯著。以上結果表明，pH值5.2的土壤酸化果園，箭舌豌豆的生長狀況優(yōu)于鼠茅草和紫花苜蓿。

2.2 生草對不同土層酸化土壤養(yǎng)分含量及pH值的影響

由表2 看出，0～40厘米土層生草果園土壤氮磷鉀含量及有機質、有機碳含量較清耕果園顯著提升。0～20厘米土層，箭舌豌豆處理，土壤堿解氮、速效鉀、有機質和有機碳含量顯著高于紫花苜蓿和鼠茅草處理，與CK比較，提高幅度達到44.4%、11.5%、44.6%、44.8%，紫花苜蓿處理，顯著高于鼠茅草；土壤速效磷含量以鼠茅草最高，較CK提高50.3%。21～40厘米土層，土壤有機質、有機碳含量以箭舌豌豆最高，較CK提高36.9%、42.4%，堿解氮含量以箭舌豌豆和紫花苜蓿處理顯著高于鼠茅草處理，速效鉀含量三者間無顯著差異。行間生草與對照清耕果園相比，生草果園pH值變化不顯著。以上說明酸化土壤果園行間種植箭舌豌豆、紫花苜蓿、鼠茅草能夠顯著提高0～40厘米土層氮磷鉀含量、有機質及有機碳含量，其中箭舌豌豆效果優(yōu)于紫花苜蓿和鼠茅草。

2.3 生草對酸化土壤酶活性的影響

由表3看出，0～40厘米土層土壤酶活性生草處理較CK顯著提高，但不同草種間存在顯著差異。0～20厘米土層，蔗糖酶活性3種生草處理間無顯著差異，脲酶、過氧化氫酶及磷酸酶活性，以種植箭舌豌豆為最高，較對照提高54.1%、28.8%、71.1%，種植紫花苜蓿和鼠茅草土壤酶活性無顯著差異。21～40厘米土層，所有生草處理土壤蔗糖酶活性、脲酶活性無顯著差異，過氧化氫酶活性、磷酸酶活性，以種植箭舌豌豆最高，較CK高出32.2%、149.7% 。以上結果說明，土壤酸化果園行間生草能夠提高土壤酶活性，其中種植箭舌豌豆效果優(yōu)于鼠茅草和紫花苜蓿。

2.4 生草對土壤酸化蘋果園果實品質及產(chǎn)量的影響

從表4可以看出，酸化土壤果園進行行間生草，能夠顯著提升果實品質和產(chǎn)量。平均單果質量以箭舌豌豆處理最高，達到275.13克，較CK提高16.5%；其次是紫花苜蓿處理，達到251.62克，鼠茅草處理和CK平均單果質量無顯著差異。箭舌豌豆處理果實的去皮硬度、可溶性固形物含量顯著高于其他處理，達到8.62千克/厘米-2、15.05%，較對照提高15.2%、22.7%，紫花苜蓿和鼠茅草處理二者之間無顯著差異。畝產(chǎn)量以箭舌豌豆處理最高，達到4 405.26 千克/ 畝，較CK提高23.1%，其次是紫花苜蓿處理，鼠茅草處理最低。以上結果說明酸化土壤果園生草能夠有效提高果實品質及產(chǎn)量，其中種植箭舌豌豆效果最顯著。

3 討 論

我國果業(yè)生產(chǎn)長期過于依賴氮肥，導致土壤中 NH4+ 積累過多，NH4+經(jīng)過硝化作用可產(chǎn)生大量的 H +，導致土壤 pH值降低[10]。土壤酸性環(huán)境一方面影響土壤理化性質及營養(yǎng)的轉化，另一方面抑制蘋果根系生長，以及營養(yǎng)吸收[11]，最終影響樹體生長及果實品質。果園生草是改良土壤的重要農(nóng)藝措施。草種的選擇直接影響果園生草的效果。本研究中箭舌豌豆在酸性土壤環(huán)境中的密度、蓋度及生物量顯著高于鼠茅草及紫花苜蓿，適宜在酸性土壤環(huán)境種植。土壤礦質營養(yǎng)是果樹生長發(fā)育的基礎，侯啟昌[12]研究發(fā)現(xiàn)，種植白三葉、紫花苜?？煞謩e增加土壤速效鉀、速效磷的含量。曾丹娟[13]等對黑麥草研究發(fā)現(xiàn)，果園種植黑麥草明顯提高土壤氮磷鉀的含量。筆者在本研究中也發(fā)現(xiàn)，在酸性土壤條件下，種植箭舌豌豆、鼠茅草、紫花苜蓿能有效增加土壤氮磷鉀、有機質及有機碳含量，這可能與生草刈割后覆蓋的草、大量的生草根系等殘體有利于土壤微生物菌落的形成有關，其中箭舌豌豆效果優(yōu)于鼠茅草和紫花苜蓿，這可能與箭舌豌豆對酸性環(huán)境有較強的適應性有關。土壤酶活性直接影響果樹的根系生長和營養(yǎng)吸收，有研究表明果園生草能夠提高土壤酶的活性，減少有毒物質的積累，加快土壤中有機質的分解與轉化進程[14]。本研究和前人結果一致，酸化土壤果園行間生草，箭舌豌豆、紫花苜蓿、鼠茅草顯著提高了土壤酶活性，其中箭舌豌豆效果最顯著。果實的品質和產(chǎn)量與經(jīng)濟效益直接相關，果園生草對果實品質及產(chǎn)量產(chǎn)生一定的影響，張朋朋等[15]研究表明果園生草5年，庫爾勒香梨平均單果質量提高12.9%，可溶性固形物含量提高3.31%。本研究表明，土壤酸化蘋果園，行間生草能顯著提高蘋果的平均單果質量、去皮硬度、可溶性固形物含量及畝產(chǎn)量，箭舌豌豆效果最顯著，這可能與生草能夠顯著改善土壤養(yǎng)分狀況及提高土壤酶活性有關。

4 結 論

土壤酸化蘋果園行間種植箭舌豌豆、紫花苜蓿、鼠茅草，箭舌豌豆生長狀態(tài)較好，具有較強酸環(huán)境適應性，土壤氮磷鉀含量及有機質、有機碳含量提高幅度最大，顯著提高土壤酶活性，從而顯著改善土壤酸化蘋果園蘋果果實品質，提高果園產(chǎn)量，可在實際生產(chǎn)中推廣。

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