覆蓋物料對句容葡萄園土壤生物和溫濕度的影響

收稿日期：2024-04-07

基金項目：江蘇省林業(yè)科技創(chuàng)新與示范推廣項目[LYKJ（2020）11]；鎮(zhèn)江市科技計劃碳達峰碳中和專項（CN2023003）

作者簡介：劉亞柏（1969-），男，湖南邵陽人，本科，副研究員，主要從事土壤肥料研究。（E-mail）397221105@qq.com

摘要：為改良句容葡萄園土壤，本研究采用2因素隨機區(qū)組試驗，以醋糟、土壤調(diào)理劑、復(fù)合微生物菌劑和生物炭作為第1因素，園藝地布和無紡布作為第2因素，分析有機物和無機物覆蓋對土壤生物和溫濕度的影響。結(jié)果表明，不覆蓋園藝地布或者無紡布的A處理和D處理土壤中蚯蚓數(shù)量和重量顯著高于對照和其他處理（P＜0.05）。與CK相比，鋪施物料處理對鐮刀菌屬真菌和鏈格孢屬真菌整體上表現(xiàn)出較強的抑制作用，而鋪施醋糟+復(fù)合微生物菌劑處理能顯著提高有益真菌的相對豐度。覆蓋園藝地布和無紡布處理可以提高土壤相對濕度，減少土壤水分蒸發(fā)。覆蓋物料處理能夠降低土壤最高溫度，減小晝夜溫差。本研究為葡萄園土壤改良提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：物料覆蓋；蚯蚓；土壤微生物；土壤溫度；土壤濕度

中圖分類號：S152.7文獻標識碼：A文章編號：1000-4440（2025）01-0068-07

Effectsofmaterialmulchingonsoilorganism，temperatureandhumidityinJurongvineyard

LIUYabo¹，LIUZexian²，HUANGJiexue¹，XUChuanyi¹，LIUJixiang¹，ZHENGJiexiang³，WANGGenmei³

（1.ZhenjiangInstituteofAgriculturalSciencesinHillyAreaofJiangsuProvince，Zhenjiang212400，China;2.SouthwestUniversity，Chongqing400700，China;3.NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China）

Abstract：ToimprovethesoilofJurongvineyard，thisstudyadoptedatwo-factorrandomizedblockdesign，withvinegarresidue，soilconditioner，compoundmicrobialagentandbiocharasthefirstfactor，andhorticulturalgroundclothandnon-wovenfabricasthesecondfactor，toanalyzetheimpactoforganicandinorganiccoveringsonsoilbiologyandtemperatureandhumidity.TheresultsshowedthatthenumberandweightofearthwormsinthesoiloftreatmentAandtreatmentDwithouthorticulturalgroundclothornon-wovenfabriccoverweresignificantlyhigherthanthoseofthecontrolandothertreatments（P＜0.05）.ComparedwithCK，thecovermaterialtreatmentsshowedastronginhibitoryeffectonFusariumsp.andAlternariasp.onthewhole.However，thetreatmentofspreadingvinegarresidue+compoundmicrobialagentcouldsignificantlyincreasetherelativeabundancebeneficialfungi.Coveringwithhorticulturalgroundclothandnon-wovenfabriccouldincreasesoilrelativehumidityandreducesoilwaterevaporation.Thecovermaterialtreatmentscoulddecreasethehighestsoiltemperatureandreducethediurnaltemperaturerange.Thisstudyprovidesatheoreticalbasisfortheimprovementofvineyardsoil.

Keywords：materialcoverage;earthworms；soilmicroorganism；soiltemperature；soilmoisture

近年來，中國果品產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，種植面積超過1×10⁷hm²，總產(chǎn)量約占全世界果品總量的17%，位居全球第一位。江蘇省果樹種植規(guī)?？焖僭鲩L，據(jù)統(tǒng)計，2016年全省果樹面積達2.8×10⁵hm²，其中葡萄種植面積達4×10⁴hm²。中國是個農(nóng)業(yè)大國，人口眾多，為保障糧食安全，大部分土地用于種植糧食作物，葡萄等果樹只能種植在新開墾的崗坡旱地上，因此葡萄園地土壤瘠薄，基礎(chǔ)地力水平低。以句容3000hm²葡萄園為例^[1]，0～20cm土層土壤有機質(zhì)含量約為15.8g/kg，大部分土壤等級為4級。農(nóng)戶在葡萄生產(chǎn)過程中，為獲得高產(chǎn)，讓葡萄提前上市，往往大量使用化學(xué)肥料，葡萄是多年生作物，長期的養(yǎng)分累積導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡，土壤生物減少，葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)受到影響，因此，葡萄園土壤質(zhì)量下降已成為制約句容葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素，句容葡萄園土壤改良迫在眉睫。

有機物料覆地表能夠提高土壤地力、提高土壤生物多樣性、促進作物增產(chǎn)^[2-3]。陳汝等^[4]、張超等^[5]、孫文泰等^[6]的研究結(jié)果表明，果園地表被物料覆蓋后，土壤速效養(yǎng)分、果實產(chǎn)量及品質(zhì)等都明顯提高，果樹根系分布范圍擴大，果樹長勢旺盛。商佳胤等^[7]發(fā)現(xiàn)，地表覆蓋能夠顯著增加葡萄根系總數(shù)，直徑＜2mm的吸收根比例提高。這些研究結(jié)果表明，地表覆蓋對土壤具有改良效果，但試驗地點均為北方果園。南方葡萄園土壤與北方果園土壤理化性質(zhì)相差較大，句容葡萄園土壤基礎(chǔ)肥力差、黏重、透氣性極差，葡萄根系伸展受到影響。醋糟是釀醋副產(chǎn)品，產(chǎn)量大，難以處理。因此本研究擬采用二因素隨機區(qū)組試驗，以醋糟、土壤調(diào)理劑、復(fù)合微生物菌劑和聚能生物炭作為第1因素，園藝地布和無紡布作為第2因素，探究鋪施物料處理對句容葡萄園表層土壤的影響，以期改良葡萄園土壤，提高葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)。

1材料與方法

1.1試驗區(qū)概況

試驗地點位于江蘇省句容市弘景路1號農(nóng)業(yè)科技園（119.2060°E，31.9558°N，海拔35m）內(nèi)的葡萄園，葡萄園內(nèi)陽光玫瑰葡萄有5年樹齡。于2020年5月18日開始試驗，11月20日取0～20cm深度的土壤進行檢測。試驗地屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛，年均降雨量為1058.8mm，年均氣溫15.2℃，無霜期229d。土壤為黃棕壤黏壤，0～20cm土壤容重1.35g/cm³，pH值6.72，有機質(zhì)含量6.49g/kg，全氮含量0.47g/kg，速效磷含量22.57mg/kg，速效鉀含量189.75g/kg，地力較差。

1.2試驗材料

養(yǎng)耘牌土壤調(diào)理劑施用量為4500kg/hm2；生物炭施用量為2250kg/hm2；復(fù)合微生物菌劑施用量為15kg/hm2。醋糟由江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，堆置發(fā)酵腐熟，含水量65.0%，pH值4.7，N-P2O5-K2O的質(zhì)量比為1.30%∶2.90%∶0.67%，有機質(zhì)含量為79.80%，醋糟用量為180t/hm²。

園藝地布由深色PE塑料粒子拉絲編織而成，致密度100g/m2，等效孔徑0.09mm，覆蓋整個處理小區(qū)。無紡布規(guī)格為85g/m2，透氣率7690mm/s，透光率18%，覆蓋整個處理小區(qū)。

1.3試驗處理

1.3.1試驗設(shè)計采用2因素隨機區(qū)組試驗，各處理如表1所示，共設(shè)置13個處理，每處理小區(qū)面積18m²（6m×3m），每處理設(shè)3次重復(fù)。試驗所用果樹為陽光玫瑰葡萄，各處理水肥管理措施和病蟲防治方法一致。

1.3.2試驗方法隨機取0.2m×0.2m×0.2m大小的土塊，清點土塊內(nèi)蚯蚓數(shù)目，并將土塊內(nèi)所有蚯蚓稱重。

土壤溫度、相對濕度采用杭州路格科技有限公司的土壤溫度水分記錄儀（型號L99-TWS-1）進行不間斷記錄。使用IonS5^TMXL測序平臺對土壤真菌ITS基因進行測序，使用MOTHUR將得到的ITS基因序列與已知數(shù)據(jù)庫進行比對與注釋。

1.4數(shù)據(jù)處理

利用Excel、DPS7.05統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析，多重比較采用Tukey法（α=0.05）。

2結(jié)果與分析

2.1物料覆蓋處理對土壤蚯蚓的影響

蚯蚓是土壤中重要的動物類群，蚯蚓種群的大小在一定程度反映土壤的生態(tài)環(huán)境。于2020年8月20日調(diào)查0～20cm深度土壤中蚯蚓數(shù)量和重量，由圖1可知，A處理和D處理土壤中蚯蚓數(shù)量顯著高于對照和其他處理（P＜0.05），其中D處理土壤中蚯蚓數(shù)量最高多，1m31646條，D處理土壤中蚯蚓數(shù)量是對照的4.3倍。A處理和D處理土壤中蚯蚓重量顯著高于對照（P＜0.05），其中D處理土壤中蚯蚓重量最大，為826.08g/m³，D處理土壤中蚯蚓重量是對照的3倍。

2.2物料覆蓋處理對土壤細菌和真菌多樣性的影響

土壤微生物的豐度是反映土壤質(zhì)量的重要指標，土壤微生物對土壤養(yǎng)分循環(huán)利用以及有機質(zhì)的形成具有不可替代的作用。如表2所示，在不同的處理下，A2處理土壤物種數(shù)顯著低于對照（P＜0.05），其他處理土壤物種數(shù)和對照相比無顯著差異（P＞0.05）。D處理土壤Shannon指數(shù)顯著低于對照（P＜0.05），其他處理土壤Shannon指數(shù)和對照相比無顯著差異（P＞0.05）。D處理土壤Simpson指數(shù)顯著低于對照（P＜0.05），其他處理土壤Simpson指數(shù)和對照相比無顯著差異（P＞0.05）。各處理Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)整體無顯著差異（P＞0.05），覆蓋類型因素間整體差異不顯著；Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)有機物料因素和覆蓋類型因素間整體差異顯著（P＜0.05）。

2.3覆蓋物料處理對土壤致病真菌的影響

在本研究中，土壤中相對豐度較高的4種致病真菌為鐮刀菌屬真菌（Fusariumsp.）、曲霉屬真菌（Aspergillussp.）、鏈格孢屬真菌（Alternariasp.）、炭疽病屬真菌（Colletotrichumsp.），這4種致病真菌分別會導(dǎo)致葡萄根莖部病害、曲霉病、穗軸竭枯病和炭疽病。由圖2可知，A處理土壤鐮刀菌屬真菌相對豐度和對照相比無顯著差異（P＞0.05），其他處理土壤鐮刀菌屬真菌相對豐度均顯著低于對照（P＜0.05）。各處理土壤曲霉屬真菌相對豐度和對照相比均無顯著差異（P＞0.05）。A2處理、B處理和C1處理土壤鏈格孢屬真菌相對豐度和對照相比無顯著差異（P＞0.05），其他處理土壤鏈格孢屬真菌相對豐度均顯著低于對照（P＜0.05）。B處理土壤炭疽病屬真菌相對豐度顯著高于對照（P＜0.05），其他處理土壤炭疽病屬真菌相對豐度和對照相比無顯著差異（P＞0.05）。綜上，覆蓋物料處理對鐮刀菌屬真菌和鏈格孢屬真菌有較強的抑制作用。

在本研究中，相對豐度較高的4種土壤有益真菌為毛殼菌屬真菌（Chaetomiumsp.）、被毛枝葡萄孢屬真菌（Botryotrichumsp.）、地絲霉屬真菌（Geomycessp.）和被孢霉屬真菌（Mortierellasp.）。這些有益真菌能夠抑制有害菌生長、促進葡萄生長、提高土壤養(yǎng)分含量。由圖3可知，A1處理、B1處理、C1處理、C2處理和D2處理土壤毛殼菌屬真菌相對豐度顯著高于對照（P＜0.05），其他處理土壤毛殼菌屬真菌相對豐度和對照相比無顯著差異（P＞0.05）。A2處理和C處理土壤被毛枝葡萄孢屬真菌相對豐度顯著高于對照（P＜0.05），其他處理土壤被毛枝葡萄孢屬真菌相對豐度和對照相比無顯著差異（P＞0.05）。C2處理土壤地絲霉屬真菌相對豐度顯著高于其他處理和對照（P＜0.05），其他處理土壤地絲霉屬真菌相對豐度和對照相比無顯著差異（P＞0.05）。C1和D處理土壤被孢霉屬真菌相對豐度顯著高于對照（P＜0.05），其他處理土壤被孢霉屬真菌相對豐度和對照相比無顯著差異（P＞0.05）?？傮w而言，鋪施醋糟+復(fù)合微生物菌劑處理能顯著提高有益真菌的相對豐度。

2.4覆蓋物料處理對土壤溫度和相對濕度的影響

土壤水分不但影響土壤生物活動，也影響土壤肥力的有效性。句容葡萄園沒有鋪設(shè)灌溉設(shè)施，土壤濕度不均衡。采用L99-TWS-1土壤溫度水分記錄儀測定土壤相對濕度日變化，如圖4所示，沒有園藝地布或者無紡布覆蓋的A處理、B處理、C處理、D處理和對照土壤相對濕度較低，A處理、B處理、C處理、D處理和對照土壤相對濕度相差不大。有園藝地布或者無紡布覆蓋的A1處理、A2處理、B1處理、B2處理、C1處理、C2處理、D1處理、D2處理土壤相對濕度整體高于沒有園藝地布或者無紡布覆蓋的A處理、B處理、C處理、D處理和對照。D2處理土壤相對濕度高于其他處理和對照。上述結(jié)果說明，園藝地布和無紡布覆蓋可以提高土壤相對濕度，減少土壤水分蒸發(fā)。鋪施醋糟+生物炭肥的D1和D2處理對土壤的保濕效果較好。

土壤溫度影響著土壤理化性質(zhì)和微生物活動，采用L99-TWS-1土壤溫度水分記錄儀測定土壤溫度日變化。如圖5所示，各處理和對照土壤溫度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在13：30-14：30達到最高溫度。在12：30-14：30對照土壤溫度高于其他處理，說明覆蓋物料可以降低土壤最高溫度，減小晝夜溫差。

3討論與結(jié)論

3.1覆蓋物料處理對土壤蚯蚓的影響

孫月等^[8]、毛娜等^[9]、肖艷蘭等^[10]發(fā)現(xiàn)，蚯蚓對土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化具有重要作用。蚯蚓通過挖掘土壤可以改善土壤的結(jié)構(gòu)，提高土壤的通透性；蚯蚓的排泄物富含有機質(zhì)，可以提高土壤養(yǎng)分含量，促進微生物的生長繁殖。蚯蚓是土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的指示生物。不覆蓋園藝地布或者無紡布的A處理和D處理土壤中蚯蚓數(shù)量和重量顯著高于對照和其他處理（P＜0.05），這可能是因為園藝地布和無紡布覆蓋導(dǎo)致土壤通氣性下降、濕度降低，從而使蚯蚓活性降低，數(shù)量減少。同時有機物的鋪施可以為蚯蚓提供養(yǎng)料，使蚯蚓數(shù)量和重量增加。

3.2覆蓋物料處理對土壤微生物的影響

覆蓋物料能提高土壤中細菌、真菌、放線菌的數(shù)量^[11-13]。細菌和真菌是土壤中較豐富的微生物群體，它們在調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用^[14-22]。土壤微生物群落的多樣性能夠反映土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和健康狀況。D處理土壤Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)顯著低于對照（P＜0.05），這可能是因為生物炭肥促進醋糟中轉(zhuǎn)化出抗菌化合物，抑制土壤中的病原菌的生長和繁殖。同時有機物覆蓋土壤可以調(diào)節(jié)土壤的溫度和濕度，使土壤環(huán)境不利于病原菌的生長和繁殖，從而降低病原菌的危害程度^[23]。本研究中，覆蓋物料處理對鐮刀菌屬真菌和鏈格孢屬真菌有較強的抑制作用。而鋪施醋糟+復(fù)合微生物菌劑處理能顯著提高有益真菌的相對豐度。

3.3覆蓋物料處理對土壤溫濕度的影響

土壤溫度和濕度直接影響著土壤中的生物活性和植物生長^[24]。張穎^[25]的研究結(jié)果表明，葡萄園土溫低于10℃時，葡萄根系會停止生長；高于25℃時，葡萄根系生長受到抑制；當溫度達到28℃時，葡萄根系就停止生長并逐步死亡；在20～40cm深度土壤，土壤含水量為60%～70%時，葡萄根系生長得最好；土壤含水量低于40%時，葡萄根系生長緩慢或停止生長；土壤含水量高于80%時，葡萄爛根。在本研究中，覆蓋物料處理能夠降低土壤最高溫度，減小晝夜溫差。土壤適宜的濕度可以促進植物生長、維持土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、提高微生物活性以及維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡^[26]。在本研究中，有園藝地布或者無紡布覆蓋的A1處理、A2處理、B1處理、B2處理、C1處理、C2處理、D1處理、D2處理土壤相對濕度整體高于沒有園藝地布或者無紡布覆蓋的A處理、B處理、C處理、D處理和對照，表明園藝地布和無紡布覆蓋可以提高土壤相對濕度，減少土壤水分蒸發(fā)。

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（責任編輯：成紓寒）