果园覆盖对苹果产量及土壤理化性质的影响

胡志刚

（甘肃省庆阳市环县果业发展中心，甘肃庆阳 745700）

苹果（Malus pumila Mill.）为蔷薇科苹果属植物，是我国最重要的水果，在中国已经有两千多年的栽培历史[1]。近年来苹果市场需求量和产量连年增加，为了确保苹果供给，在苹果栽培管理中，常常出现化肥过度使用情况，反而减少了苹果的产量，造成土壤养分失衡、理化性质变差，极大影响苹果的可持续生产[2]。

果园覆盖技术具有改善土壤理化特性、提高果实品质等作用[3]，能够改善土壤水分环境，提高作物水分利用效率，调控土壤水分生态条件和热量平衡，地表覆盖还能够有效控草减病、优化土壤环境，抑制土壤水分蒸发、保墒蓄水、提高肥力[4]，覆盖栽培为植物根系的生长提供了较好的条件，从而促进作物的生长和产量的提高[5]。而不同覆盖材料间由于物质组成、通透性能、保温保水性等方面的差异，从而在应用中对果树生长和土壤性质的影响存在差异[6]。田玉莉等[7]研究表明，果园覆盖可不同程度提高土壤酶活性。陈俊朴等[8]研究表明，自然生草覆盖、野豌豆覆盖和地布覆盖下土壤溶解性有机碳、颗形粒态有机碳、易氧化有机碳和轻组有机碳含量显著高于清耕处理，野豌豆覆盖和自然生草覆盖能显著增强土壤酶活性，是樱桃园较为理想的地面覆盖措施。刘小勇等[9]研究了不同覆盖方式对旱地果园水热特征的影响，结果表明，地面覆盖减缓了土壤养分的流失，增加了土壤微量元素含量。目前有关果园覆盖技术已经在诸多果树上得到验证，而有关果园覆盖对庆阳地区苹果生长以及土壤理化性质的研究较少，因此，本试验设置不同覆盖材料，研究苹果产量，土壤理化性质的变化特征，为苹果栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验于2021年在甘肃省庆阳市环县进行，地处北纬36°1’-37°9’，东经106°21’-107°44’之间，属温带大陆性季风气候，年平均气温9.2℃，无霜期200d，年均降雨量300mm左右，蒸发量约2000mm，日照时间约2600h。试验果园为定植于2009年红富士，行距为4m，株距3m，果树长势良好，管理水平较高，土壤类型为黑垆土，耕层土壤基础肥力为pH7.4，有机质7.54g/kg，碱解氮52.17mg/kg，速效磷41.35mg/kg，速效钾83.64mg/kg。玉米秸秆为当地玉米田收集的粉碎秸秆，腐熟羊粪肥购自当地。

1.2 试验设计

试验采用完全随机设计，以清耕为对照（CK），设置自然生草（T1），绿肥覆盖（T2），玉米秸秆覆盖（T3），腐熟羊粪覆盖（T4）。对照处理在春季使用除草剂除草，生长期间进行人工除草，试验区无杂草，T1处理不进行除草处理，杂草自然生长。T2处理种植箭舌豌豆，生长季内分别在6月中旬、7月下旬和9月上旬进行3次刈割，茬高约3 cm，绿肥覆盖于地表，玉米秸秆覆盖量为400kg/667m2，腐熟羊粪覆盖量为350kg/667m2。每个处理施尿素30kg/667m2，二铵25kg/667m2，硫酸钾30kg/667m2，50%以基肥方式施入，其余分别在坐果期、膨大期按3∶2以追肥形式施入。每个小区设置120m2，每个处理设置3个小区，试验期间其他管理均相同。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 苹果产量的测定

苹果采收期每个小区进行实收测产，并人工调查记录单株结果数，计算单果重。

1.3.2 土壤物理性质的测定

在苹果收获后，使用环刀，每个小区取0-20 cm土样，将环刀和原状土带回实验室，测定土壤含水量、容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度。

1.3.3 土壤化学特性的测定

在苹果收获后，每个小区采用5点取样法取0-20 cm土样，取混合样带回实验室，放在阴凉通风处风干，使用高温外热重铬酸钾氧化容量法测定有机质，用碱解蒸馏法测定碱解氮，用钼锑抗比色法测定速效磷，用火焰光度计法测定速效钾。

1.3.4 土壤酶活性的测定

使用风干土样测定土壤酶活性，脲酶活性采用苯酚—次氯酸钠比色法，土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法，土壤蔗糖酶活性采用3，5 - 二硝基水杨酸比色法测定，土壤过氧化氢酶活性采用高锰酸钾氧化法测定。

1.3.5 土壤碳通量的测定

选择晴朗天气，去除土壤表面的杂草、枯枝、落叶等杂物，露出土壤表层，使用Soilbox-343便携式土壤呼吸系统，用细土将测量室边缘密封，测定土壤碳通量，每个处理在行间对角线测定5点，每隔2h测定一次，每点每次连续测定5min，设置每30s自动计数一次。测定完成后导出数据，计算土壤碳通量。

1.4 数据分析

用 Excel2010 软件进行数据的整理和统计，利用SPSS19 软件进行方差分析，用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 果园不同覆盖材料对苹果产量的影响

由表1可以看出，不同材料覆盖显著影响苹果产量及产量性状。单株结果数从大到小表现为T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出11.07%、8.97%和22.44%。单果重从大到小表现为T4＞T2＞T3＞CK＞T1，T1处理显著低于CK，T3处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2和T4分别比CK高出7.04%和15.86%。单株产量T1处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出10.19%、15.49%和26.35%，T2和T3处理间没有显著差异。总产量从大到小表现为T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出11.08%、2.05%和17.02%。分析结果说明T4处理的苹果产量性状最好。

表1 果园不同覆盖材料下苹果产量

2.2 果园不同覆盖材料对土壤物理特性的影响

土壤物理特性是反映土壤结构、功能和养分的重要指标。由表2可知，不同覆盖材料对果园土壤物理性状的影响不同。土壤容重表现为T4＜T2＜T1＜T3＜CK，T3处理和CK没有显著差异，其他处理均显著低于CK，T1、T2和T4分别比CK低3.05%、5.34%和6.87%，T2和T4处理间没有显著差异。毛管孔隙度从大到小表现为T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出9.30%、7.28%和12.89%。非毛管空隙度表现为T4＜T2＜T1＜T3＜CK，T3处理和CK没有显著差异，其他处理均显著低于CK，T1、T2和T3处理间没有显著差异。总孔隙度T1处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4处理间没有显著差异，显著高于CK，分别高出4.73%、4.17%和5.26%。研究结果说明，T4处理的土壤物理特性较好。

表2 果园不同覆盖材料下土壤物理特性

2.3 果园不同覆盖材料对土壤养分的影响

土壤养分含量直接影响植物的生长和发育，从表3可知，不同覆盖材料显著影响土壤养分状况。土壤有机质含量从大到小表现为T4＞T2＞T1＞T3＞CK，T3处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T1、T2和T4分别比CK高出5.26%、23.08%和26.92%，T2和T4处理间没有显著差异。速效氮含量从大到小表现为T4＞T2＞T3＞CK＞T1，T1处理显著低于CK，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出20.91%、9.02%和27.40%，处理间差异均显著。速效磷含量从大到小依次为T4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出25.64%、22.44%和34.62%，T3和T4处理间没有显著差异。速效钾含量从大到小依次为T2＞T3＞T4＞CK＞T1，T1处理显著低于CK，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出16.90%、13.10%和6.68%。研究结果表明，T4处理的土壤养分含量较高。

表3 果园不同覆盖材料下土壤养分

2.4 果园不同覆盖材料对土壤酶活性的影响

土壤酶活性对土壤物质循环和转化有重要的作用，能够反映土壤理化性质、生物多样性。由表4可知，不同覆盖材料显著影响土壤酶活性。土壤脲酶活性从大到小表现为T4＞T2＞T1＞T3＞CK，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高出9.38%、26.24%、14.29%和39.14%，T1和T3处理间没有显著差异。磷酸酶活性从大到小表现为T4＞T2＞T1＞T3＞CK，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高出6.61%、37.30%、26.38%和49.94%，处理间差异均显著。蔗糖酶活性变化趋势和磷酸酶相似，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高出4.61%、22.16%、12.28%和34.24%，处理间差异均显著。过氧化氢酶活性从大到小表现为T4＞T3＞T2＞T1＞CK，T1处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高出29.62%、46.04%和62.91%。结果表明，T4处理的土壤酶活性均最高。

表4 果园不同覆盖材料下土壤酶活性

2.5 果园不同覆盖材料对土壤碳通量的影响

土壤呼吸速率反映土壤中CO2气体的产生，从表5可知，不同覆盖材料对土壤碳通量有显著的影响。随着时间的推移，土壤碳通量随着时间的推移呈先升高后降低的趋势，在14：00达到最大值。在8：00-12：00，土壤碳通量从大到小均表现为T4＞T3＞T2＞T1＞CK，处理间差异均显著。在8：00，T1、T2、T3和T4分别比CK高出55.63%、129.01%、98.63%和169.28%；在10：00，T1、T2、T3和T4分别比CK高出15.79%、66.52%、47.41%和91.08%；在12：00，T1、T2、T3和T4分别比CK高出15.73%、61.17%、35.73%和89.32%。在14：00，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高出55.46%、74.59%、47.10%和121.64%，T1和T3处理间没有显著差异。在16：00，T3处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T1、T2和T4分别比CK高出11.09%、13.08%和57.45%，T1和T2间没有显著差异。在18：00，T3处理和CK没有显著差异，其他处理均显著高于CK，T1、T2和T4分别比CK高出5.00%、25.56%和60.02%，T1和T3间没有显著差异。结果表明T4处理在全天土壤碳通量最高。

表5 果园不同覆盖材料下土壤碳通量（μmol/m2 ·s）

3 讨论

覆盖作为人工调控土壤温度、水分的有效措施，能够降低农田水分无效蒸发而提高水分利用，提高土壤温度[10]，还能够抑制杂草，有利于土壤养分的矿化，促进作物生长发育，增产增收效果明显[11]。本研究结果表明，自然生草苹果产量和对照没有显著差异，绿肥覆盖、玉米秸秆覆盖和腐熟羊粪覆盖苹果产量均显著增加，主要是由于自然生草条件下，杂草和果树形成水肥竞争，绿肥覆盖在地表能够补充土壤水分，绿肥分解为土壤提供养分[12]，秸秆覆盖具有抑制土壤蒸发、保墒蓄水、调节地温、提高肥力等优势[13]，粪肥覆盖能够为土壤提供充足的养分和有机质[14]。

土壤理化性质是影响植物生长发育和评价区域水土保持功能的重要指标[15]。土壤覆盖在一定程度上减少了土壤水分、养分的损失[16]，有机物料覆盖进入土壤还能够调节土壤水气状况，增加土壤通风透气性，从而降低容重[17]。有研究表明，果园地表覆盖能够增加土壤微生物数量，土壤微生物产生的胞外酶能够对土壤养分的矿化起到推动作用，从而提高土壤的肥力。土壤物理特性、养分含量和土壤酶活性是评价土壤质量的重要指标，本研究结果表明，自然生草土壤理化性质和对照没有显著差异，绿肥覆盖、玉米秸秆覆盖和腐熟羊粪覆盖能够显著降低土壤容重，增加土壤毛管空隙度，有机质、速效氮、速效磷含量以及脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性、土壤碳通量显著提高，其中以腐熟羊粪覆盖处理的效果最好，主要是由于腐熟羊粪肥含有大量有机质，能够提高土壤有机质含量，促进土壤微生物的生长和繁殖[18]，从而提高土壤养分，改善土壤性质。

4 结论

综上所述，果园覆盖提高了苹果产量，改善了土壤理化性质，其中以腐熟羊粪覆盖处理的苹果产量最高，比对照高出17.02%，腐熟羊粪覆盖处理的果园土壤容重最低，毛管孔隙度、有机质、速效氮、速效磷含量和土壤酶活性最高，土壤碳通量最大，其次是绿肥覆盖模式。因此在苹果栽培过程中，可进行腐熟羊粪覆盖或绿肥覆盖，以改善果园土壤物理特性，提高果园土壤养分，增加苹果产量。