生草對(duì)蘋(píng)果園土壤理化性質(zhì)及果實(shí)品質(zhì)的影響

中圖分類號(hào)：S661.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-4330（2025）04-0936-08

0引言

【研究意義】果園清耕會(huì)造成地表裸露、地力衰退、土壤結(jié)構(gòu)破壞、肥力不均衡等一系列土壤退化問(wèn)題，直接影響果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育，而果園生草在一定程度上能改善土壤理化環(huán)境[1-4]。研究連續(xù)多年自然生草對(duì)果園土壤理化性質(zhì)及蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)的影響，為干旱荒漠區(qū)蘋(píng)果園自然生草技術(shù)推廣提供科學(xué)參考。【前人研究進(jìn)展】果園生草技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展的土壤管理新模式[5]，既可改善土壤物理性狀，又能提高土壤肥力，增加土壤保水性能，減少灌溉次數(shù)，提升果實(shí)品質(zhì)[6-8]。近年來(lái)，果園生草技術(shù)已在梨、蘋(píng)果、葡萄和棗[1]等果園廣泛應(yīng)用。生草能降低果園耕層土壤的容重、酸堿度、鹽含量和電導(dǎo)率，增加土壤孔隙度[12]，提高土壤持水貯水能力[13]。陳學(xué)森等[8]研究發(fā)現(xiàn)，生草能提高蘋(píng)果園土壤有機(jī)質(zhì)含量。左玉環(huán)等2研究認(rèn)為，生草可提高柿子園土壤有效磷、堿解氮和全氮含量。吳玉森等研究發(fā)現(xiàn)，生草可提高黃金梨的可溶性固形物與總糖含量，增加糖酸比。【本研究切入點(diǎn)】果園生草技術(shù)在我國(guó)諸多地區(qū)均有應(yīng)用，而在新疆十旱荒漠區(qū)卻鮮有報(bào)道。土壤貧瘠、保水性差、易鹽堿化是限制新疆干旱荒漠區(qū)蘋(píng)果生產(chǎn)的主要因素。因此，需采用一定的科學(xué)手段改良土壤、培肥地力、優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以新疆干旱荒漠區(qū)富士蘋(píng)果為材料，探索連續(xù)多年自然生草對(duì)果園土壤理化性質(zhì)及蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)的影響，為干旱荒漠區(qū)蘋(píng)果園自然生草技術(shù)推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1. 1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于 2018～2022 年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十四師皮山農(nóng)場(chǎng)7連2號(hào)地蘋(píng)果園進(jìn)行。皮山農(nóng)場(chǎng) （77^°47^′39^′′E，37^°13^′35^′′N） 地處昆侖山北麓、塔克拉瑪干大沙漠南緣，地勢(shì)南高北低，平均坡度 0.08^° ，海拔 1250～1350m ，年均氣溫11.9% ，極端高溫 41.0% ，極端低溫 -22.9% ，年均日照時(shí)數(shù) 2466.8h ，年均日照百分率 59% ， ? 10% 的積溫 4303.1^eC ，無(wú)霜期205d，年均降水量49.4mm ，年均蒸發(fā)量 2412.9mm ，屬于大陸性暖溫帶干旱荒漠氣候區(qū)。

1. 1.2 供試蘋(píng)果

供試果園建于2016年，面積 2hm² ，南北行向，株距和行距分別為1.5和 4m ，供試蘋(píng)果為紅富士（MalusDomesticaBorkhcv.RedFuji），砧木為新疆野蘋(píng)果（MalusSieversii（Ledeb）Roem），樹(shù)形為小冠疏層形，喬化栽培。試驗(yàn)前果園土壤管理為半自然生草半清耕狀態(tài)，果園土壤肥力與環(huán)境狀況基本一致，試驗(yàn)過(guò)程中水肥供應(yīng)充足，雜草密集生長(zhǎng)。果園地被植物主要為豬毛菜（Salsolacollina）、刺沙蓬（Salsolatragus）、敗醬草（HerbaPatriniae）灰綠黎（Chenopodiumglaucum）、苜蓿（Medicagosativa）狗尾草（Setairaviridis）蘆葦（Phragmitesautralis）等均自由生長(zhǎng)在行間或樹(shù)盤(pán)下且自我繁殖速度較快，根系在 0～60cm 土層均有分布。果園耕層（ （0～20cm 土層）土壤有機(jī)質(zhì)含量為 2.65g/kg ，全氮含量為 0.13g/kg ，速效氮含量 23.49mg/kg ，全磷含量為 0.14g/kg ，速效磷含量為 7.26mg/kg ，全鉀含量為 2.35g/kg ，速效鉀含量為 158.62mg/kg，pH 值為7.65，電導(dǎo)率為 0.94mS/cm ，水溶性鹽含量為 2.57g/kg ，土壤容重為 1.40g/cm³ ，總孔隙度為 48.92% ，田間持水量為 15.17% ，萎蔫系數(shù)為 9.1% 。

1.2 方法

1. 2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以清耕為處理1（對(duì)照），自然生草為處理2。

清耕（處理1）：2018年3月果園用小型旋耕機(jī)對(duì)全園進(jìn)行旋耕（深度 20cm ），2018年3月＼～2022年12月每隔2個(gè)月對(duì)全園旋耕1次，同時(shí)對(duì)果樹(shù)行間及樹(shù)盤(pán)下的雜草及時(shí)去除并帶出園內(nèi)，

保持果園無(wú)雜草生長(zhǎng)。

自然生草（處理2）：2018年3月果園用小型旋耕機(jī)旋耕后，2018年3月～2022年12月不進(jìn)行旋耕和除草，雜草自然生長(zhǎng)。自然生草期間雜草始終未進(jìn)行刈割。

以果園清耕為對(duì)照，比較自然生草第5年10月果園土壤理化性質(zhì)與蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)的差異。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，共6個(gè)小區(qū)，小區(qū)南北長(zhǎng) 30m ，東西寬 30m ，均有7行果樹(shù)，每行20株。試驗(yàn)期間不同處理的施肥、病蟲(chóng)害防治、修剪等管理措施均相同。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

1. 2.2.1 土壤樣品采集

2022年10月15日，各小區(qū)采用5點(diǎn)取樣法，在果樹(shù)行間選取5個(gè)采樣點(diǎn)，以 20cm 為1層，用直徑 3cm 土鉆分別采集 0～60cm 土層土壤，同土層土樣混合均勻后采用四分法分取 0.5kg 作為該小區(qū)的土壤樣品。土樣經(jīng)剔除石塊與動(dòng)植物殘?bào)w、陰干、磨細(xì)和過(guò)篩后密封于袋中保存。

1.2.2.2 土壤理化指標(biāo)

參照鮑士旦方法[14]測(cè)定：土壤 ΔpH 值采用玻璃電極法測(cè)定，電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀法測(cè)定，水溶性鹽含量采用殘?jiān)娓煞y(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定，速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，全磷與速效磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀與速效鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定。各小區(qū)采用5點(diǎn)取樣法，在樹(shù)行間用環(huán)刀、鋁盒對(duì) 0～60cm 各土層取土后，土壤容重、總孔隙度采用環(huán)刀法測(cè)定，土壤含水量采用烘干法測(cè)定。

1.2.2. 3 果實(shí)品質(zhì)

果實(shí)成熟期（2022年10月15日）在各小區(qū)樹(shù)冠中層南側(cè)隨機(jī)采摘20個(gè)果實(shí)，利用電子天平（JE502，上海恒勤儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)）稱量單果質(zhì)量，利用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（HUYT-212H，北京中慧天誠(chéng)科技有限公司生產(chǎn)）測(cè)量果實(shí)縱徑、橫徑并計(jì)算果形指數(shù)，利用數(shù)顯果實(shí)硬度計(jì)（GY-4，浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)）測(cè)定果實(shí)硬度，利用數(shù)字糖度計(jì)（TD45，浙江捷宸儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)）測(cè)定可溶性固形物含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用酸堿中和滴定法測(cè)定可滴定酸含量，采用2，6—二氯靛酚滴定法測(cè)定VC含量[15]

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel2021軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與制圖，利用DPS7.55軟件進(jìn)單因素方差分析和主成分分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 自然生草對(duì)果園土壤物理性質(zhì)的影響

研究表明，自然生草處理 0～20cm 和20＼～40cm土層土壤的 pH 值、電導(dǎo)率、水溶性鹽含量均顯著小于清耕處理（ Plt;0.05， ，在 0～20cm 土層三者分別比清耕降低了 0.11，0.11mS/cm 和0.36g/kg ，在 20～40cm 土層三者分別比清耕降低了 0.09.0.09mS/cm 和 0.28g/kg;0～20AA.20～ 4040～60cm 土層土壤含水量均顯著高于清耕處理（ Plt;0.05 ），分別比清耕增加了0.63、0.68和0.87個(gè)百分點(diǎn)； 0～20cm 土層土壤容重顯著小于清耕處理（ Plt;0.05 ，比清耕降低了 0.06g cm³ ，總孔隙度顯著大于清耕處理（ Plt;0.05 ，比清耕增加了2.41個(gè)百分點(diǎn)。自然生草具有調(diào)節(jié)果園土壤物理性質(zhì)的作用，能降低 0～40cm 土層土壤的pH值、電導(dǎo)率和水溶性鹽含量，增加 0～ 20cm 土層土壤的容重、總孔隙度及 0～60cm 土層土壤的含水量。圖1

2. 2 自然生草對(duì)果園土壤養(yǎng)分的影響

研究表明，自然生草 0～20cm 土層土壤的有機(jī)質(zhì)、速效氮、全氮含量顯著多于清耕處理（ Plt; 0.05），三者分別比清耕增加了0.17、0.39和0.02g/kg;20～40cm 土層土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮含量顯著多于清耕處理（ Plt;0.05 ），二者分別比清耕增加了 土層土壤的養(yǎng)分含量與清耕處理間差異不顯著（ Pgt;0.05， 。自然生草可提高蘋(píng)果園 0～40cm 土層土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮含量及 0～20cm 土層土壤的速效氮含量。表1

2.3 果園不同土層土壤理化性質(zhì)的主成分及綜合評(píng)價(jià)

研究表明，前2個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)93.82% ，可表現(xiàn)出土壤13項(xiàng)理化指標(biāo)的全部信息，主成分1的貢獻(xiàn)率為 68.88% ，主要由容重、總孔隙度、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷和全鉀9個(gè)因子決定，其主要反映土壤的疏松程度與養(yǎng)分含量狀況；主成分2的貢獻(xiàn)率為24.95% ，主要由 pH 值、電導(dǎo)率、水溶性鹽和含水量4個(gè)因子決定，主要反映土壤的鹽堿化程度。得到2個(gè)主成分函數(shù)表達(dá)式 Y₁ 和 Y₂ 。表2＼～3

Y₁=0.0089Z₁+0.2092Z₂+0.2158Z₃- 0. 199 6Z₄-0. 320 6Z₅+0. 329 2Z₆+0. 322 4Z₇+ 0.322 0Z₈+0.313 1Z₉+0.318 5Z₁₀+0.277 6Z₁₁ +0.301 1Z12 +0.289 4Z13·（1）

Y₂=0.5524Z₁+0.4191Z₂+0.4019Z₃- 0.430 6Z₄+0.088 7Z₅-0.041 0Z₆-0.116 6Z₇- 0.0104Z₈-0.1756Z₉+0.0917Z₁₀-0.1568Z₁₁ （204號(hào)-0.1195Z₁₂-0.2663Z₁₃. （20 （2）

式中 Z₁～Z₁₃ 分別表示土壤13項(xiàng)理化指標(biāo)。將2個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，得到綜合評(píng)價(jià)函數(shù) Y=68.8761Y₁+24.9481Y₂ ，對(duì)各主成分得分及綜合得分進(jìn)行排名。果園土壤環(huán)境優(yōu)劣順序?yàn)樯?0～20cm 土層 gt; 清耕 0～20cm 土層 gt; 生草 20～40cm 土層 gt; 清耕 20～40cm 土層 gt; 生草 40～60cm 土層 gt; 清耕 40～60cm 土層。可見(jiàn)果園 0～60cm 土層土壤環(huán)境質(zhì)量隨土層深度的增加而降低，與清耕處理相比自然生草處理提升了果園土壤的環(huán)境質(zhì)量；與清耕處理相比自然生草處理 0～60cm 王層土壤更疏松、養(yǎng)分含量更高、鹽堿化程度更低。表4

propertiesoforchardsoil

2.4 自然生草對(duì)蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)的影響

研究表明，自然生草處理對(duì)蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)有影響，自然生草處理蘋(píng)果的單果重、可溶性固形物含量均顯著大于清耕處理（ Plt;0.05 ），二者分別比清耕處理增加了 22.49g.0.71 個(gè)百分點(diǎn)。自然生草處理蘋(píng)果的可溶性糖、可滴定酸、VC含量及果實(shí)硬度、果形指數(shù)與清耕處理間差異不顯著（ Pgt;0.05 ）。蘋(píng)果園自然生草可提升蘋(píng)果鮮食品質(zhì)。表5

3討論

3.1 自然生草對(duì)果園土壤理化性質(zhì)的影響

新疆干旱荒漠區(qū)果樹(shù)種植規(guī)模較大，栽培技術(shù)相對(duì)落后，果園土壤管理多采用清耕方式，加上土肥水管理不當(dāng)，易導(dǎo)致土壤板結(jié)、土壤養(yǎng)分大量流失。果園自然生草可降低土壤容重、增加孔隙度[6]，降解土壤中的一些鹽堿離子，增加土壤養(yǎng)分[17]。試驗(yàn)研究表明，自然生草對(duì)果園淺層土壤的物理性質(zhì)影響較大，自然生草處理增加 0～20 cm土層土壤的容重、總孔隙度及 0～60cm 土層土壤的含水量，降低 0～40cm 土層土壤的pH值、電導(dǎo)率、水溶性鹽含量，與前人研究結(jié)果基本一致。自然生草對(duì)果園物理性質(zhì)的影響主要集中的在 0～20cm 土層，可能與自然生草的根系分布區(qū)域有關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，自然生草對(duì)土壤物理性質(zhì)中土壤含水量的影響最大，對(duì)pH值、電導(dǎo)率、水溶性鹽含量影響次之，對(duì)土壤容重、總孔隙度的影響相對(duì)較小。

果園生草模式、生草年限、生草草種及栽培樹(shù)種均是影響土壤養(yǎng)分含量的主要因素。有研究[18]認(rèn)為生草前期會(huì)與果樹(shù)爭(zhēng)肥，但隨著生草年限增加土壤礦質(zhì)元素含量也隨之增加[19-21]。試驗(yàn)研究表明，自然生草對(duì)果園淺層土壤養(yǎng)分含量影響較大，自然生草處理 0～20cm 土層土壤的有機(jī)質(zhì)、速效氮和全氮含量分別比清耕處理增加了 和 0.02g/kg ，與秦秦等[22]、李會(huì)科等[23]研究結(jié)果相似。自然生草5年后，果園淺層土壤的有機(jī)質(zhì)、氮素含量明顯增加，可能與地表雜草分解和豆科草類的固氮作用有關(guān)。主成分綜合評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)自然生草處理果園的王壤理化性質(zhì)優(yōu)于清耕處理，自然生草處理土壤更疏松，養(yǎng)分含量更高，鹽堿化程度更低，與李會(huì)科等[1]、王中堂等[\"]、姜黎等[7]研究結(jié)果基本一致。可見(jiàn)，在新疆干旱荒漠區(qū)果園采用自然生草方式改良土壤、培肥地力是可行的。

3.2 自然生草對(duì)蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)的影響

果園土壤理化性質(zhì)是影響果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵因子[8]。土壤速效養(yǎng)分中氮、磷、鉀元素的均衡與協(xié)調(diào)是保證果樹(shù)生長(zhǎng)與優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵[7]，而良好的土壤物理環(huán)境是果樹(shù)根系充分吸收養(yǎng)分、水分的前提。付學(xué)琴等[24]研究發(fā)現(xiàn)，蜜橘園生草可提高果實(shí)可溶性固形物、可溶性糖、VC含量，降低可滴定酸含量。白崗栓等25研究發(fā)現(xiàn)，蘋(píng)果園生草可增加蘋(píng)果的果實(shí)硬度和著色面積，提升果實(shí)中鈣含量。研究表明，自然生草蘋(píng)果的單果重、可溶性固形物含量分別比清耕增加了 10.52% 、3.89% ，與前人研究結(jié)果基本一致。研究中果園自然生草后土壤理化性質(zhì)得到改善，為蘋(píng)果生長(zhǎng)提供了更多的水分和氮素養(yǎng)分，有利于蘋(píng)果果實(shí)的快速膨大，可能是蘋(píng)果單果重和可溶性固形物含量增加的直接原因。

4結(jié)論

新疆干旱荒漠區(qū)蘋(píng)果園自然生草一定年限可改善果園土壤理化性質(zhì)，且影響效果隨土壤深度增加而逐漸降低。自然生草降低了淺層土壤的pH值、電導(dǎo)率、容重及水溶性鹽含量，增加了土壤總孔隙度與含水量；明顯增加了淺層土壤的有機(jī)質(zhì)、速效氮、全氮含量，但對(duì)深層土壤的理化性質(zhì)影響較小，自然生草果園土壤更疏松，養(yǎng)分含量更高，鹽堿化程度更低。自然生草提升了蘋(píng)果的鮮食品質(zhì)，且蘋(píng)果單果重、可溶性固形物含量明顯增加。

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Abstract：【Objective】 To study the efects of grasson soil physicochemicalproperties and fruit quality of apple orchard in arid desert area.The research results provide scientific reference for the popularization of natural grass growing technology in apple orchards in arid and desert areas.【Methods】With Fuji apple as the test material，one treatment of natural grass was set up，and the clean tillage was used as the control for5 consecutive years.The soil environment of each layer under the two treatments was comprehensively evaluated by principal component analysis.【Results】The results showed that grasshad a greater effect on the physicochemicalproperties of shallow soil，but litle effect on deep soil. Compared with clear tillage，the pH value，conductivity and water - soluble salt content of 0-20 cm soil layer were reduced by O.11，0.11 mS/cm and 0.36g/kg respectively. Soil water content increased by O.63 percentage points，soil bulk density decreased by 0.06g/ cm，and total porosity increased by2.41 percentage points.The contents of organic mater，available nitrogen and total nitrogen were increased by 0.17g/kg ， 0.39mg/kg and 0.02g/kg ，respectively. The comprehensive evaluation of principal components found that the soil environment of natural grass treatment was beter than that of cleantillage treatment，and the soil of natural grass treatment was more loose，with higher nutrient content and lower salinization degree.The fruit weight and soluble solid content of apples under natural grass treatment were increased by 22.49 g and O.71 percentage points，respectively，compared with clear tillage. 【Conclusion】Natural grass growing for a certain period of time can improve the physicochemicalproperties of orchard soil and improve the fresh food quality of apple，and

Key words：natural grass；arid desert region； apple； physicochemical properties of soil;； fruit quality