园艺地布和秸秆覆盖对枣园土壤温湿度与枣树生长的影响

赵思明 曹 兵 万仲武 谢应吉

(1宁夏大学农学院，宁夏 银川 750021；2宁夏灵武市大泉林场，宁夏 灵武 751400；3 宁夏仁存渡护岸林场，宁夏 灵武 751400)

灵武长枣 (Ziziphus jujubaMill. cv.Lingwuchangzao)是宁夏灵武市特有经济林树种，栽培历史悠久[1]。其果实个大、口味酸甜，营养丰富，品质优良，主要栽培于宁夏中北部灵武市有灌溉条件的干旱地区[2-3]。近年来，随着灵武长枣产业的发展，种植面积不断增加，提高其栽培管理水平、实现精准与标准化栽培已成必然趋势。目前有关灵武长枣花果管理、病虫害防治、设施栽培的研究已有诸多报道[4-7]，但关于有机、无机覆盖省工栽培方式的研究尚鲜见[8-9]。

采用秸秆、麦壳等有机材料或者地膜、地布等无机材料对果园树盘进行覆盖，可以起到提高土壤温度、墒情，促进果树生长的作用[10-13]。有研究表明，对山地柿园进行地面覆盖能有效降低土壤水分流失，使土壤保持良好结构，促进柿树的营养生长[14]。对地表进行覆盖可以避免太阳直射地表，能够蓄水保墒保持土壤水分，提高不同深度土壤温度，减少水土流失，降低次生盐渍化对土壤的危害、抑制田间有害杂草生长、减少作物病虫害的发生，从而提高作物经济产量[15-19]。秸秆覆盖能降低土壤水分的蒸发速度，从而增加耕层土壤含水量，秸秆覆盖越厚，土壤温度降低越多，且能增加土壤有机质和氮、磷、钾等养分含量[20-24]。陈彦君等[25]发现，地面覆盖有机材料能使土壤表层温度变化减小，保持土壤含水量。张露荷等[26]发现，玉米秸秆、黑膜、人工种植黑麦草3 种覆盖方式均能提高枣树的叶片光合、果实的Vc 含量及果实的制干率。董海强等[27]发现，覆盖处理能增加果园土壤呼吸强度，其中黑色地膜和地布效果最好；土壤呼吸作用强度随着温度的增加而逐渐提高，不同覆盖处理对幼树树体生长和苹果树的叶片光合作用有较好的促进作用。侯婷等[28]研究发现，葡萄果园进行行内覆盖，可以提高土壤含水量，增加土壤肥力及土壤酶活性，稳定果园产量，促进果实品质。综上，对果园进行有机物覆盖能够显著改善土壤微环境，提高土壤孔隙度，降低土壤容重，并且有机材料经过缓慢腐解能增加土壤养分；而地膜、地布等无机材料能够提高土壤温度，蓄水保墒，促进果树生长[29]。

本试验以灵武长枣为对象，采用园艺地布、秸秆进行枣园全园覆盖，通过测定土壤温湿度变化、枣吊生长情况以及果实有机酸含量、可溶性糖含量等，分析2 种材料覆盖对旱区有灌溉条件枣园土壤温湿度和枣树生长的影响，以期为西北干旱半干旱地区枣园生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018年在宁夏灵武市大泉林场灵武长枣栽培基地(106°14′59.26″E，38°4′34.29″N，海拔1 119 m)进行。以大田栽培的10 a 灵武长枣为试验对象(树高2.0 ～2.5 m、冠幅2.0 ～5.7 m、地径56.28 ～86.20 mm)，种植株行距为2 m×3 m。

1.2 试验设计

试验设3 个处理:黑色园艺地布覆盖处理(T1)、水稻秸秆覆盖处理(T2)和清耕处理，其中清耕处理为对照(CK)。每处理3 个重复(3 行)，每重复9 株枣树。5月初将水稻秸秆(平铺于枣园土壤表面，厚度10 cm)、园艺地布(厚度为0.3 mm 的黑色塑料编织布)分别全园覆盖于各自处理地块；CK 不覆盖，定期清除枣园杂草。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤温湿度 从6月初开始，采用TZS-2X-G型多点土壤温湿度记录仪(浙江托普云农科技股份有限公司)每隔半小时实时测定土层0 ～20、20 ～40 cm土层温湿度变化至9月底结束。日平均温度等于每天相应时刻0～20 cm 土层温度平均值，各月温度由每日均温的均值计算得出。

1.3.2 生长指标 每重复随机选择3 株枣树进行挂牌标记，自6月15日开始，从每株树上四个方向(东、南、西、北)各选取一个枣吊、每处理共选取36 个枣吊标记枣花数，试验初期用钢卷尺和数显游标卡尺测量标记枣吊长度和枣吊粗度，用最后一次(9月15日)枣吊长度、粗度减去第一次(6月15日)对应枣吊长度、粗度，以枣吊净增量反映不同覆盖处理的变化。试验结束时统计每个枣吊最终的结果数，计算枣吊座果率＝座果数/开花数×100%；使用SPAD-502 便携式叶绿素仪(浙江托普仪器有限公司)分别于6月15日、7月28日、8月19日、8月30日、9月16日测定SPAD 值；采用YMJ-C 型叶面积测定仪(浙江托普仪器有限公司)测量叶面积，每处理采集10 片叶，每隔15 d 测定1次，用最后一次(9月15日)叶面积均值减去第一次(6月15日)对应处理叶面积均值为叶面积净生长量。

1.3.3 果实品质 在9月下旬果实成熟后，每处理中随机选取20 个枣果，测定单果重、果实纵径和横径。并采用NaOH 滴定法测定有机酸含量，采用钼蓝比色法测定维生素C(vitamin C，Vc)含量，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，采用TD-45 手持数显糖度计(浙江托普云农科技股份有限公司)测定可溶性固形物含量[30-32]。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2010 软件进行数据整理，采用SPSS 25统计软件对数据进行统计和差异显著分析(Duncan 新复极差法)，采用Origin 2018 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖处理枣园土壤温、湿度变化

2.1.1 土壤温度 由图1 可知，枣园土壤温度在7 时最低，随着时间的推移逐渐升高；黑色园艺地布覆盖处理(T1)在18 时达到最高(25.7℃)，而水稻秸秆覆盖处理(T2)在19 时温度最高(23.0℃)，与CK 相比，园艺地布覆盖处理的日平均土壤温度提高0.7℃，秸秆覆盖处理的日平均土壤温度降低了2.0℃。

由图2-A 可知，不同覆盖处理对0～20 cm 土层土壤月平均温度有一定的影响，6—9月各处理土壤月平均温度均呈降低趋势。在6—7月，2 种覆盖处理的土壤月平均温度均低于CK，其中6月份秸秆覆盖处理土壤温度较CK 降低了4.3℃，园艺地布覆盖处理降低了0.7℃。由此可见，在夏季高温时期(6—7月)对果园进行覆盖处理能够降低土壤温度。8—9月园艺地布覆盖处理呈现出增温效果，与CK 相比，园艺地布覆盖处理的土壤温度在8月提高了1.2℃。

由20～40 cm 土层土壤温度可知(图2-B)，随着时间的推移各处理土壤月平均温度呈先上升后下降的趋势。在8月份，园艺地布覆盖处理与CK 相比增温幅度最大，提高了2.1℃。园艺地布覆盖处理各月份土壤温度均高于CK，而秸秆覆盖处理均低于CK。与CK 相比，随着时间的推移秸秆覆盖处理的降温效果逐渐减小。由此可见，园艺地布覆盖处理可在一定程度上提高土壤温度，秸秆覆盖处理则可降低土壤温度。

由表1 可知，在0 ～20 cm 土层，园艺地布覆盖处理和CK 土壤温度的变异系数最高，秸秆覆盖处理土壤温度变异系数最低，说明秸秆覆盖处理0 ～20 cm 土层土壤温度相对较稳定。而在20 ～40 土层范围内，园艺地布覆盖和秸秆覆盖处理土壤温度的变异系数均高于CK。

表1 不同覆盖处理枣园土壤温度变异系数Table 1 Variation coefficient of soil temperature in jujube orchard under different mulching treatments

2.1.2 土壤湿度 由图3 可知，不同覆盖处理下枣园日平均土壤湿度在上午7 时至次日6 时呈先增加后降低的趋势。整体上，在7 时土壤湿度最低，园艺地布覆盖处理在20 时土壤湿度达到最大值，秸秆覆盖处理在19 时达到最大值。且园艺地布覆盖和秸秆覆盖处理的土壤湿度较为接近，但均始终高于CK，园艺地布覆盖处理的土壤湿度最大值为13.8%，秸秆覆盖处理最大值为13.5%，分别较CK土壤湿度的最大值提高了3.1%和2.8%。由图4 可知，与CK 相比，不同覆盖处理对各月份土壤湿度有不同程度的提高。在0 ～20 cm 土层，不同处理的土壤湿度在8—9月份出现显著性差异；总体上，秸秆覆盖处理的土壤湿度在不同月份均高于园艺地布覆盖处理和CK。在20 ～40 cm 土层，各月份土壤湿度均表现为园艺地布覆盖处理＞秸秆覆盖处理＞CK，且在6—8月份，3 个处理间无显著差异，但在9月份，2种覆盖处理的土壤湿度均显著高于CK。

由表2 可知，在0 ～20、20 ～40 cm 土层，园艺地布覆盖处理和CK 土壤湿度的变异系数均较高，秸秆覆盖处理土壤湿度的变异系数最低。说明秸秆覆盖处理后0 ～20、20 ～40 cm 土层土壤湿度均相对较稳定。

图3 不同覆盖处理下枣园土壤湿度平均日变化的影响Fig.3 Effect of average daily changes of soil moisture in jujube orchard under different mulching treatments

表2 不同覆盖处理下枣园土壤湿度变异系数Table 2 Variation coefficient of soil moisture in jujube orchard under different mulching treatments

2.2 不同覆盖处理灵武长枣营养生长变化

2.2.1 枣吊长 由图5 可知，与CK 相比，园艺地布覆盖处理的枣吊长净增量提高了36.0%，秸秆覆盖处理提高了55.1%。说明2 种覆盖处理有促进灵武长枣枣吊长生长的趋势，但差异均未达到显著水平(P＞0.05)。

图4 不同覆盖处理对枣园0～20(A)、20～40 cm(B)土层土壤湿度的影响Fig.4 Effects of different mulching treatments on soil moisture of 0-20 cm (A) and 20-40 cm (B)soil layers of jujube orchard

2.2.2 枣吊粗 由图6 可知，与CK 相比，园艺地布覆盖处理的枣吊粗净增量提高了21.3%，秸秆覆盖处理提高了7.7%。可见2 种覆盖处理有促进灵武长枣枣吊粗生长的作用，但差异均未达到显著水平(P＞0.05)。

2.2.3 叶片面积 由图7 可知，不同覆盖处理对灵武长枣叶片面积净增量有极显著影响(P＜0.01)。其中秸秆覆盖处理对灵武长枣叶片生长的促进作用最为明显，与CK 相比，秸秆覆盖处理叶面积净增长量提高了60.7%，园艺地布覆盖处理提高了50.5%，但2 种覆盖处理间无极显著差异。

2.2.4 叶片SPAD 含量 由图8 可知，从展叶期至果实成熟期，叶片叶绿素SPAD 值逐渐增加，且总体呈现出园艺地布覆盖处理＞秸秆覆盖处理＞CK，从展叶期至果实成熟期，园艺地布覆盖处理叶绿素SPAD 增加了27.7%；秸秆覆盖处理增加了25.4%。与CK 相比，果实成熟期园艺地布覆盖处理提高了7.2%，秸秆覆盖处理提高了4.9%。其中，从展叶期至开花期叶片SPAD 值增加速率最快，开花期之后，叶片SPAD 值增加速率逐渐降低，由此可以看出，叶绿素是叶片光合作用重要场所，随着叶片SPAD 值的增加，叶片光合作用逐渐增强，在开花期之前，树木吸收的养分主要用于营养生长，开花期之后，由于养分争夺逐渐将更多的养分用于树木的生殖生长，且从开花期到果实成熟期树木用于生殖生长的养分逐渐的增加。

图5 不同覆盖处理对灵武长枣枣吊长净增量的影响Fig.5 Effects of different mulching treatments on net growth of jujube length of Lingwuchangzao

图6 不同覆盖处理对灵武长枣枣吊粗净增量的影响Fig.6 Effects of different mulching treatments on the net increase of LingwuChangzao jujube hanging

2.3 不同覆盖处理灵武长枣果实品质的变化

由表3 可知，与CK 相比，2 种覆盖处理灵武长枣果实的单果重、座果率、纵径、横径、有机酸含量、Vc 含量、可溶性糖含量均有所提高。其中，秸秆覆盖处理对果实单果重影响较大，较CK 提高了22.4%，园艺地布覆盖处理提高了6.0%，但均未达到显著水平；与CK相比，园艺地布覆盖处理的座果率提高了0.55 个百分点，秸秆覆盖处理提高了1.50 个百分点，且2 种覆盖处理间差异显著；与CK 相比，园艺地布覆盖处理果实横径提高了3.7%，秸秆覆盖处理提高了11.5%，且2种覆盖处理间无显著差异，但秸秆覆盖处理与CK 有显著性差异；2 种覆盖处理下果实有机酸含量均较CK提高了0.06 个百分点(增幅达42.9%)，且差异显著；与CK 相比，2 种覆盖处理下果实的Vc 含量均显著提高，园艺地布覆盖处理提高了14.8%，秸秆覆盖处理提高了10.7%；2 种覆盖处理下果实的可溶性糖含量均较CK 显著提高，分别提高了24.1%、33.7%；秸秆覆盖处理果实的可溶性固形物含量显著高于园艺地布覆盖处理和CK，分别提高了21.2%和20.0%。

图7 不同覆盖处理对灵武长枣叶片面积净增量的影响Fig.7 Effects of different mulching treatments on net increase of leaf area of Lingwuchangzao

图8 不同覆盖处理对灵武长枣叶片SPAD 值的影响Fig.8 Effects of different mulching treatments on SPAD value of Lingwuchangzao

表3 不同覆盖处理对灵武长枣果实主要品质指标的影响Table 3 Effects of different mulching treatments on main quality indexes of Lingwuchangzao fruit

3 讨论

3.1 园艺地布和秸秆全园覆盖对土壤温湿度的影响

果园地表覆盖在土壤与大气水、气、光交换的界面层产生阻拦，对土壤的温度、湿度产生影响，但其影响效应又因覆盖材料、覆盖方式、覆盖时间、土壤类型等不同而异[33-37]。何洪光等[38]研究发现，苹果树采取树盘稻草覆盖后，降低了土壤水分蒸发，提高了果园土壤含水量。张倩等[39]研究发现，在垄面覆盖地布后，能降低表土层和深土层的地温，改变土壤温湿度微环境。韩翔[40]研究表明，采用有机物进行树盘覆盖，在春、夏季可以降低土壤温度，并提高土壤保水性能；其中秸秆覆盖降低土壤温度最为显著。本研究对灵武长枣种植园进行园艺地布和秸秆全园覆盖发现，与CK相比，在6—7月份，2 种覆盖处理0 ～20 cm 土层土壤温度均降低；而8—9月份园艺地布覆盖处理提高了土壤温度，秸秆覆盖处理降低了土壤温度。这可能是由于覆盖可阻拦土壤与太阳辐射直接接触，减少了土壤对太阳辐射的接受与吸收；园艺地布覆盖因孔隙度小，对土壤和大气间的水气热光交换阻拦作用强，使得夏初枣园土壤蓄热减少，温度略有降低同时也导致秋初土壤释放热量减少，土壤温度略高；而秸秆覆盖透气，空隙较地布覆盖多，阻拦作用较弱，土壤与大气的水气热光交换强于地布覆盖，使得土壤温度较CK 降低2种覆盖处理均减少了土壤水分的蒸发，有利于地表水的下渗，使得土壤湿度明显增加，同时也提高了土壤热容，从而降低了土壤温度。

3.2 园艺地布和秸秆全园覆盖对枣树植株生长与果实品质的影响

覆盖能够改善果园土壤微环境，促进果树的根系生长和根系活力，提高土壤养分的利用效率[41-42]。叶片是果树的光合器官，其通过光合作用将无机物转化为有机物供果树生长；叶面积和叶绿素含量直接关系到果树的生长。有研究表明，对苹果园进行地表覆盖，能够促进苹果树枝条、叶片面积的生长[27]；陈汝等[43]发现，不同材料对苹果果园进行覆盖，均能促进植株的营养生长，并提高其叶片的干质量和叶绿素含量。本研究结果与之相似，即用园艺地布、秸秆进行枣园覆盖处理均能促进枣吊长度、粗度、叶面积的增加，增加叶绿素含量。主要原因可能是果园覆盖后，改变了果树根系生长的水气热微环境，使得根系活力提升，提高根系对土壤养分的吸收能力，从而促进果树的营养生长[29]。

本研究中，不同覆盖处理均能较CK 增加果实单果重、纵横径，其中园艺地布和秸秆覆盖处理的果实单果重分别较CK 提高了6.0%、22.4%；且果实纵横径与果实单果重呈一定正相关，这与南娟等[44]的研究结果一致。果实单果重的增加，主要原因可能是对果园进行全园覆盖后使得土壤微环境得到改善，提高了土壤含水量，果树对土壤水分的有效吸收使果实在膨大期所需水分得以补充，促进果实细胞的分裂和膨大。本研究发现，果园覆盖处理能够促进果实Vc 含量积累，且园艺地布覆盖处理效果优于秸秆覆盖处理；而对于果实可溶性糖含量，秸秆覆盖的提升效果则优于园艺地布覆盖，且2 种覆盖处理间无极显著性差异。罗小平等[45]研究发现，对鸡心李树进行树盘秸秆覆盖能够促进果树增产，提高果实中总糖、Vc 含量，提升果实品质，与本研究结果一致。本研究发现，秸秆覆盖处理较CK 增加了果实的可溶性固形物含量，但园艺地布覆盖处理降低了果实的可溶性固形物含量，与郭学军等[36]的研究结果有所不同，但与高凝[46]的研究结果一致，园艺地布覆盖处理对果实可溶性固形物的影响有待进一步研究。李传友等[47]研究发现，用粉碎的果园残枝进行果园行间覆盖，可以提高苹果果实的Vc、可溶性糖和可溶性固形物含量，提升果品产量和品质。同时，胥生荣等[48]研究发现，对枸杞园进行地布、地膜、秸秆覆盖处理后，改善了土壤微环境。其中，秸秆覆盖提高了土壤微生物的种类和数量，提高了水分利用效率。

4 结论

与清耕(CK)相比，园艺地布覆盖和秸秆覆盖处理均能提高土壤含水量，秸秆覆盖处理降低土壤温度；果园覆盖提高了灵武长枣座果率、果实单果重及可溶性糖含量，综合比较2 种覆盖处理对土壤温湿度、树体生长和果实品质的影响，秸秆覆盖处理效果优于园艺地布覆盖。因此在农业生产中，果园可以通过秸秆覆盖促进树体生长、提高果实品质。本研究结果可在干旱半干旱地区的枣园生产中推广应用。