不同覆盖处理对核桃产量及土壤养分的影响

（云南省林业科学院，云南 昆明 650201）

核桃Juglansspp.是世界四大干果之一，不仅具有极高的营养价值，而且还是水土保持、空气净化、气候调节、防风固土的经济生态树种[1]。云南泡核桃JuglanssigilltataL.栽培历史悠久，栽培面积和产量约占全国的1/3，在全国核桃生产中占有重要地位，是云南山区群众普遍乐于栽种的经济林果。目前云南省16个地州（市）129个县（市）都有栽种，到2012年底，全省核桃种植面积达246.67万hm2[2-3]。土壤肥力状况是获得高产优产核桃的关键前提条件之一。土壤覆盖措施不仅可以增加土壤中的可利用水量，提高土壤有机质含量，改善土壤理化性状，从而有效提高土地资源的利用，增加果实产量，提高果实品质，还可以改善林地生态环境[4-6]。本文选用不同覆盖处理，探索其对核桃林土壤养分以及核桃生长量和产量的影响，以期为核桃林栽培管理奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验在云南省玉溪市峨山县富良棚乡进行。试验地属中亚热带半湿润凉冬高原季风气候区，气候温和，日照充足，富良棚乡属于石灰岩地区，溶洞、洼地较多，海拔1 900 m，年平均日照为2 286.9 h，日照率为52%，全年太阳总辐射量为12 7130卡/cm2，年平均气温15.9 ℃。富良棚乡大龙潭核桃林，阳面缓坡，土壤为红壤，土质偏酸性，土层厚度为1 m，品种主要为6年生云新核桃，每个覆盖处理中各品种数量相同，栽植密度适中，试验前每株施用底肥，试验过程中采用常规管理。

1.2 试验设计

于2014—2015年，设置7种处理对核桃树进行树盘覆盖，随机区组设计，1个区有3株核桃树，每处理重复3次，共21个区。7种覆盖处理分别为：覆盖单层白色薄膜（T1）；覆盖单层黑色薄膜（T2）；覆盖15 cm秸秆（T31）；覆盖25 cm秸秆（T32）；覆盖15 cm木屑（T41）；覆盖25 cm木屑（T42）和未覆盖（CK）。

覆盖材料分别是白色薄膜（宽60 cm、厚0.006 cm的白色透明聚乙烯薄膜）、黑色薄膜（宽60 cm、厚0.006 cm的黑色透明聚乙烯薄膜）、秸秆（将前一年颜色黄亮、未腐解的玉米秸秆铡成5～7 cm的短节，覆盖时取20 kg）以及木屑（覆盖时取20 kg）。

1.3 取样与测定方法

于2014年12月和2015年12月分别测定覆盖处理后核桃树的生长量指标，分别是树高H（m）、树径D（cm）和冠幅P（m）。于2014年9月和2015年9月分别测定覆盖处理后核桃树的产量（kg /株）。

覆盖试验后进行土壤养分的测定。分别于2015年2、4、6、8、10月在试验地挖掘土壤剖面，按剖面层0～30 cm和31～60 cm分别取样，分析土壤中的有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾和pH值。其中，有机质采用混合地土样分析法、土壤养分采用常规方法[7-8]测定：有机质采用重铬酸钾-硫酸外加热法测定，全氮采用凯氏定氮法测定，全磷、全钾采用硝酸-高氯酸-氢氟酸消煮法测定，速效氮采用碱解扩散法测定，速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾采用原子吸收分光光度法测定，土壤pH采用电极法测定。

1.4 数据分析

数据均采用Excel和SPSS11.0软件处理，用Duncan新复极差法进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖处理对核桃产量的影响

如图1所示，不同覆盖处理后，试验地的核桃产量较对照均有不同程度的增加，除白色薄膜与空白对照差异不明显外，其余处理组的核桃产量均高出空白对照组。各处理与对照的核桃单株产量从大到小排序依次为：25 cm秸秆（为1.35倍）＞ 15 cm秸秆（1.30倍）＞ 黑色薄膜（1.27倍）≥25 cm木屑（1.27倍）≥ 15 cm木屑（1.27倍）＞ 白色薄膜（1.26倍）＞ CK（1.23倍）。其中，覆盖25 cm秸秆处理组的核桃单株产量最高，为4.30 kg，其次是覆盖15 cm秸秆处理组，其核桃单株产量为4.02 kg，核桃单株产量最小的是覆盖白色薄膜处理组（3.50 kg）。覆盖25 cm秸秆处理组的核桃单株产量增幅也最大，增幅为35.22%；其次是覆盖15 cm秸秆处理组，其核桃单株产量增幅为30.10%；增幅最小的是CK处理组，其核桃单株产量增幅为23.43%，其他覆盖处理如黑色薄膜、15 cm木屑和25 cm木屑处理后的核桃单株产量分别是27.46、26.55、27.15 kg。

图1 不同覆盖处理对核桃单株产量的影响Fig.1 Influence of different mulching treatments on walnut yield per plant in walnut forest

2.2 不同覆盖处理对核桃生长量的影响

不同覆盖处理后，试验地的核桃树高、地径和冠幅的值较覆盖前均有不同程度的增加，且数值均高出对照组 （如图2所示）。

图2 不同覆盖处理对核桃生长量（树高、地径、冠幅）的影响Fig.2 Influence of different mulching on walnut growth(Tree height /m,Basal diameter /cm,Crown width/m) in walnut forest

就树高而言，以覆盖15 cm木屑处理组的核桃树高最大（5.94 m），增幅为38.14 %；其次是覆盖25 cm秸秆处理组（5.86 m），其核桃树高增幅为36.28%；增幅最小的是覆盖白色薄膜（3.95 m）和覆盖25 cm木屑处理组（5.28 m），其核桃树高增幅低于18.00%；覆盖黑色薄膜和覆盖15 cm秸秆处理组的核桃树高增幅分别是18.91%、23.70%；各处理组覆盖后核桃的树高均大于对照组，按T41、T32、T31、T2、T42、T1的顺序，其核桃树高分别是对照组的1.38、1.36、1.24、1.19、1.18、1.18倍。

对于核桃地径，以覆盖15 cm秸秆处理组的核桃地径最大（12.1 cm），其次是黑色薄膜（11.45 cm）和25 cm秸秆（10.54 cm），最小的是25 cm木屑（8.24 cm）；而增幅最大的处理组是15 cm秸秆（增幅为66.58%），其次是覆盖黑色薄膜（增幅为56.85%）和25 cm秸秆（增幅为44.38%），而另外3个处理组的核桃地径增幅均在18.00%～19.79%之间，增幅最小的则是CK，增幅仅为14.81%；经覆盖处理后，各处理组的核桃地径值均大于对照，按倍数大小顺序各处理组排序依次为：15 cm秸秆（1.67倍） ＞ 黑色薄膜（1.57倍）＞ 25 cm秸秆（1.44倍）＞15 cm木屑（1.20 倍）＞ 白色薄膜（1.19倍）≥25 cm木屑（1.19倍）。

就冠幅而言，以覆盖黑色薄膜处理组的最大（3.75 m），其次是25 cm秸秆（3.61 m）和15 cm秸秆（3.57 m），最小的是CK（2.65 m）；增幅最大的是覆盖黑色薄膜处理组，增幅为40.45%；增幅超过30%的处理组是覆盖白色薄膜（37.90%）和覆盖25 cm秸秆（32.23%）；而增幅超过20%的处理组则是覆盖15 cm秸秆（23.10%）、25 cm木屑（23.18%）和15 cm木屑（22.17%），CK组的增幅最小，仅为16.23%；各处理组覆盖之后的核桃冠幅值均大于对照组，按倍数大小顺序各处理组依次排列：黑色薄膜（1.40倍）＞ 白色薄膜（1.38倍）＞ 25 cm秸秆（1.32倍）25 cm木屑（1.23倍）≥15 cm秸秆（1.23倍）＞ 15 cm木屑（1.22 倍）＞ CK（1.16倍）。

2.3 不同材料覆盖处理对核桃林土壤养分、有机质含量和pH值的影响

将15 cm秸秆（T31）和25 cm秸秆（T32）2种覆盖处理的数据合并为秸秆（T3），将15 cm木屑（T41）和 25 cm木屑（T42）2种覆盖处理的数据合并为木屑（T4）。结果发现，不同覆盖材料（白色薄膜、黑色薄膜、秸秆、木屑和空白对照）处理后的核桃林土壤肥力存在一定的差异，见表3。由表3可知，各种处理下土壤有机质含量范围为20～30 g·kg-1，根据我国土壤有机质含量划分标准[7]，有机质养分等级划分均为3级。各覆盖物下的土壤偏酸性，平均pH值为5.87。土壤养分中有机质和全氮平均含量均以黑色薄膜处理（T2）的最大，而未覆盖处理（CK）的有机质平均含量最小，木屑处理（T4）后全氮平均含量最小。土壤养分中的全磷平均含量、速效氮平均含量以及平均pH值均以秸秆处理组（T3）的最大，未覆盖处理的全磷平均含量最小，秸秆处理后土壤中的速效氮平均含量和平均pH值最小。土壤养分中速效磷平均含量和速效钾平均含量均以白色薄膜处理（T1）的最大，秸秆和木屑处理的土壤速效磷平均含量和速效钾平均含量最小。土壤养分中全钾平均含量以空白对照组的最大，而木屑处理后的平均含量最小。处理后土壤养分中的速效钾、速效磷平均含量和平均pH值与对照间差异显著（速效钾：F＝9.41，P＜0.05；pH值：F＝3.74，P＝0.02；速效磷：F＝ 2.42，P＜0.05），其余养分的平均含量与对照间差异不显著（全氮：F＝0.63，P＝0.65；全磷：F＝0.78，P＝0.55；全钾：F＝1.27，P＝0.32；有机质：F＝1.06，P＝0.40；速效氮：F＝ 1.27，P＝0.31）。

表3 不同覆盖处理对核桃林土壤养分、有机质含量和pH值的影响†Table 3 Influence of different mulching on nutrients contents,organic matter,and pH value in soil of walnut forest

2.4 2种厚度的秸秆、木屑覆盖处理对土壤养分、有机质含量和pH值的影响

表4 不同厚度的秸秆、木屑对土壤养分、有机质含量和pH值的影响†Table 4 Influence of different depths of straw and sawdust on nutrients contents,organic matter,and pH value in soil of walnut forest

2种厚度的秸秆、木屑覆盖处理对土壤养分、有机质含量和pH值的影响情况见表4。由表4可知，秸秆和木屑分别覆盖15 cm和25 cm，不论何种处理，与对照相比，均能使全磷平均含量增加。覆盖秸秆15 cm和25 cm的处理组，随覆盖厚度增加，土壤养分含量中全氮、全磷和速效磷的平均含量以及平均pH值增加，有机质、全钾、速效氮和速效钾的平均含量降低。覆盖木屑15 cm和25 cm的处理组，较15 cm厚度的处理，覆盖25 cm木屑的土壤中平均pH值和全钾平均含量较高，而土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效氮和速效钾的平均含量较低。4种处理方式对核桃林土壤中各养分影响最为明显的是覆盖15 cm秸秆的处理，其土壤养分中有机质、全磷、速效磷、速效氮和速效钾的平均含量和平均pH值均大于空白对照；其次是覆盖25 cm木屑处理；覆盖25 cm秸秆处理的次之，其中全磷、速效磷的平均含量和平均pH值均大于空白对照；覆盖15 cm木屑的处理使土壤中的有机质和全磷平均含量大于空白对照。就全钾平均含量而言，各处理与对照间差异显著（F＝2.32，P＜0.05），各处理之间差异不显著（F＝1.51，P＝0.25）；就平均pH值而言，各处理与对照之间差异极显著（F＝19.10，P＜0.01），各处理之间差异不显著（F＝2.08，P＝0.15）；而其余土壤养分的平均含量与空白对照差异不显著，各覆盖处理间差异也不显著（F＝1.81，P＝0.17）。

将覆盖相同厚度的秸秆和木屑的土壤养分进行比较，当覆盖厚度为25 cm时，秸秆和木屑之间的平均pH值差异显著（F＝3.09，P＝0.04），其余土壤养分平均含量之间差异均不显著。当覆盖厚度为15 cm时，土壤各养分平均含量之间差异均不显著。

2.5 覆盖处理土壤养分、有机质含量和pH值的季节动态变化

覆盖处理土壤养分、有机质含量和pH值的季节动态变化情况见表5。由表5可知，2—10月经覆盖处理的土壤养分除有机质和速效氮外，随着覆盖月份的延长，覆盖处理后土壤养分含量呈先升后降趋势，最高值出现的月份略有差别。对全氮而言，6月的含量最高，其次是4月，最小值在8月，各月含量间差异极显著（F＝33.70，P＜0.01）；对全磷而言，8月含量最高，10月含量最小，各月含量间差异不显著（F＝1.77，P＝0.20）；对全钾而言，6月的含量最高，8月和10月的含量最小，各月含量间差异不显著（F＝3.25，P＝0.05）；对速效磷而言，4月的含量最高，其次是8月的，10月的含量最小，各月含量间差异不显著（F＝1.60，P＝0.24）；对速效钾而言，最高含量出现在6月，其次是4月，8月的含量最小，各月含量间差异极显著（F＝24.10，P＜0.01）；就平均pH值而言，各月含量间差异不显著（F＝1.03，P＝0.43）。除此之外，土壤养分含量中，有机质和速效氮的变化呈直线型，其中有机质含量直线下降，其最高点出现在2月，其次是4月，其余月份含量间差异不显著，各月含量间差异不显著（F＝1.85，P＝0.18）；速效氮含量直线上升，10月含量最高，其次是6月，2月的含量最小，各月含量间差异显著（F＝4.06，P＝0.03）。

表5 覆盖处理核桃林土壤养分、有机质含量和pH值的季节变化†Table 5 Seasonal variation of mulching on content of nutrients and organic matter and pH value in soil of walnut forest

3 结论与讨论

本研究表明，覆盖处理较对照能使核桃产量与生长量增加，核桃植株的树高、地径、冠幅、产量在覆盖处理后均有不同程度的增幅；覆盖15 cm秸秆处理对核桃单株产量增幅效果最佳；覆盖15 cm木屑和覆盖25 cm秸秆这2组对树高的增长效果最好；25 cm秸秆的覆盖处理组对增加核桃地径效果最优；而覆盖黑色薄膜最有利于增加核桃树冠幅。国内学者分别在烟、竹笋、大蒜、番茄、油茶、苹果地的研究结果显示，覆盖处理较空白对照能提高果实产量和质量[9-16]，覆盖稻草可明显提高油茶产量[14]，覆膜覆秸秆+行间生草处理可作为西北地区苹果园保水、改善土壤养分的优选覆盖模式[15-16]。不同研究者对覆盖物的选择不尽相同，半分解的秸秆、木屑以及地膜等覆盖对土壤有机质、速效养分均有较强的补偿作用，本试验从植株出发探讨不同覆盖方式对核桃树生长量及其产量的影响，今后可以对单果的生长量、果实成分含量、质量等指标进行测试，综合植株和果实这两个层面的数据来共同分析不同覆盖处理的作用。

本试验从2—10月经覆盖处理的土壤养分测定结果表明，除有机质和速效氮外，随月份延长，覆盖处理土壤养分含量呈先升后降趋势，最高值出现的月份略有差别，4月的速效磷含量最高，6月的全氮、全钾和速效钾含量最高，8月的全磷含量最高，各月平均pH值差异不显著。而有机质含量最高点出现在2月，随后直线下降；速效氮含量直线上升，10月达最高点。究其原因，可能是短时间内覆盖材料未完全分解，限制了所含养分的释放。对于核桃覆盖处理后土壤养分的变化规律问题将做进一步研究探讨。

本试验覆盖处理的土壤有机质等级均为3级，即有机质含量在20～30 g·kg-1之间，明显高于对照；平均pH值为5.87，偏酸性；土壤养分中的速效钾、速效磷平均含量和平均pH值与对照间差异显著，其余养分的平均含量与对照间差异不显著；秸秆覆盖的效果较明显，这一结果与烟、大蒜和油橄榄的结果一致[9,12,17]。经综合比较，秸秆覆盖更有利于增加土壤有机质含量和平衡氮、磷、钾含量及其比例，从而提高核桃树生长量和产量，而15 cm秸秆覆盖是核桃全年管理中一种经济、方便、有效、增产并且值得推广的措施。

[1]郗荣庭,张毅萍.中国核桃[M].北京:中国林业出版社,1992.

[2]陆 斌.云南核桃的特性与品质[J].经济林研究,2009,27(2):137-140.

[3]米世锐.云南核桃产业带给我们的启示[J].新疆林业,2010(6):38-40.

[4]王耀林.新编地膜覆盖栽培技术大全[M].北京:中国农业出版社,1998:1-34.

[5]廖志文.果园土壤覆盖方式及其作用[J].湖北农业科学,1997(5):45-47

[6]李富宽,姜慧新.秸秆覆盖的作用与机理[J].当代畜牧,2003(6): 38-40.

[7]张万儒.森林土壤分析方法国家标准[S].北京:中国标准出版社,1987.

[8]何平安.土壤分析技术规范[S].农业部全国土壤肥料总站,1993.

[9]孟高中,张永辉,徐余勇,等.不同秸秆覆盖处理对烟田土壤速效养分含量及产量的影响[J].安徽农业科学,2012,40(34):1582-1584.

[10]陈建华,余婷婷,谷战英,等.不同地表覆盖对毛竹笋及地径的影响[J].中南林业科技大学学报,2014,34(4):10-13.

[11]丁胜华,谷战英,陈建华,等.不同地表覆盖对地温及竹笋生长的影响[J].中南林业科技大学学报,2014,34(3):58-60.

[12]徐 磊.地膜与秸秆覆盖对大蒜生长发育和产量品质的影响[D].泰安:山东农业大学,2015.

[13]赵丽丽,刘爱群.地面覆盖处理对日光温室土壤养分、秋冬茬番茄生长和产量的影响[J].北方园艺,2016(10):41-44.

[14]李 婷,王瑞辉,钟飞霞,等.林地覆盖对油茶果实生长的影响[J].经济林研究,2016,34(1):123-128.

[15]张 超,李爱梅,周 旭,等.地面覆盖对渭北旱地苹果园土壤理化性质与果实产量、品质的影响[J].西北农业学报,2017,26(4): 609-616.

[16]赵长增,陆 璐,陈佰鸿.干旱荒漠地区苹果园地膜及秸秆覆盖的农业生态效应研究[J].中国生态农业学报,2004,12(1):155-158.

[17]毛云玲,陆 斌,邓 佳,等.云南金沙江干热河谷油橄榄不同材料覆盖后土壤养分的变化[J].中国南方果树,2010,39(1):37-40.

[18]卜玉山,苗果园,周乃健,等.地膜和秸秆覆盖土壤肥力效应分析与比较[J].中国农业科学,2006,39(5): 1069-1075.

[19]钟飞霞,王瑞辉,李 婷,等.土壤水分对油茶果实主要经济指标的影响[J].经济林研究,2015,33(4): 32-37.