有机物料覆盖对土壤微环境、树体生长及光合速率的影响

陈汝　王来平　翟浩　薛晓敏　王金政

摘    要：以烟富3/M9T337为试材，研究麦秸、花生秸、玉米秸等有机物料覆盖对土壤微环境、树体生长及光合速率的影响。结果表明，有机物料覆盖后明显提高土壤温、湿度，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，土壤温度分别比对照提高1.29～5.15 ℃、0.34～3.76 ℃、0.18～3.03 ℃，土壤相对湿度分别比对照提高3%～11%，1.2%～6.9%，0.2%～4.1%，并且土壤温、湿度波动幅度要小于对照;有机物料覆盖能够促进苹果新梢的生长，利于冠径以及干径的伸展，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麦秸覆盖处理的新梢长度、冠径以及干径分别比对照提高20.3%，15.9%和21.9%;有机物料覆盖能够促进叶片的生长并提高叶片的光合速率，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麦秸覆盖处理的叶面积、比叶干质量、SPAD、Pn分别比对照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%。

关键词：有机物料;覆盖;土壤微环境;树体生长;光合速率

中图分类号：S606          文献标识码：A           DOI 編码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.05.005

Effects of Organic Material Coverage on Soil Microenvironment， Tree Growth and Photosynthetic Rate

CHEN Ru，WANG Laiping，ZHAI Hao，XUE Xiaomin，WANG Jinzheng

（Shandong Institute of Pomology， Tai'an， Shandong 271000， China）

Abstract： Taking 'Yanfu 3' Fuji / Malus robusta Rehd apple as test material， the effects of organic materials such as wheat straw， peanut straw and corn straw on soil microenvironment， tree growth and photosynthetic rate were studied. The results showed that the soil temperature and humidity were significantly increased after the organic materials were covered， and the results were as follows： wheat straw> peanut straw> corn straw > CK. The soil temperature increased by 1.29～5.15 ℃， 0.34～3.76 ℃， 0.18～3.03 ℃， respectively. The humidity increased by 3%～11%， 1.2%～6.9%， and 0.2%～4.1%， respectively， and the fluctuation of soil temperature and humidity was smaller than that of the control. The coverage of organic materials could promote the growth of apple shoots， which was beneficial to the crown diameter and the extension of dry diameter. It was expressed as wheat straw>peanut straw>corn straw>CK. Compared with the control，the length， crown diameter and diameter of the straw covered by wheat straw were  increased by 20.3%， 15.9% and 21.9%. The coverage of organic materials could promote the growth of leaves and increase the photosynthetic rate of leaves， which were followed by wheat straw> peanut straw> corn straw > CK. The leaf area， specific leaf dry weight， SPAD and Pn of wheat straw covered were increased by 7.21%， 19.60%， 6.33%， 10.71%， compared with the control.

Key words： organic material; covering; soil microenvironment; tree growth; photosynthetic rate

传统以清耕为主的果园地面管理方式造成水土及养分流失，不利于果树生产。果园地面覆盖是现代果园管理制度中的重要管理技术，根据覆盖材料不同主要分为有机物料覆盖（生草覆盖、木屑或秸秆覆盖等）和无机物覆盖（砂石覆盖、塑料薄膜覆盖、园艺地布覆盖等）[1]。果园覆盖有利于改善土壤结构、调节土壤温湿度、减少水土流失[2-5]。有机物料地面覆盖后提高了土壤肥力，显著增加土壤有机质及土壤速效养分含量[6-9]，同时降低硝态氮、全磷和钾离子等的径流损失，起到保肥的作用[10]。地面覆盖改善土壤环境，为微生物提供丰富的碳氮源，提高土壤微生物数量、土壤微生物量碳氮含量以及土壤酶活性[11-17]。地面覆盖促进树体生长[18-20]、提高果实产量和品质等[21-24]。本研究分析了有机物料覆盖对土壤微环境、树体结构及光合速率的影响，以期为改进果园土壤管理措施提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2017 年在山东省招远市大户陈家苹果基地进行。土壤为壤土，试验材料为4年生烟富3/M9T337，生长发育正常，株行距1.25 m（4.0 m，起垄栽培，垄上覆盖处理。试验选用的覆盖材料分别为麦秸、玉米秸和花生秸，覆盖厚度为10～15 cm，以不覆盖为对照，每个处理20 株树，3 次重复。

1.2 试验方法

1.2.1 叶片叶绿素（SPAD）[21]的测定 选择苹果树冠l.5 m高度处的外围成熟叶片，采用日本美能达叶绿素仪-502测定叶片的SPAD 值，每部位随机选取25片叶进行测定，取其平均值，其平均值为叶片的SPAD 值，重复3 次。

1.2.2 光合速率的测定[25] 选择苹果树冠l.5 m高度处的外围成熟叶片，采用英国PP-Systems公司生产的CIRA S-II 型便携式光合系统测定仪测定叶片的净光合速率，每部位随机选取5片叶测定，取其平均值。

1.2.3 叶面积和百叶干质量的测定[21] 选择苹果树冠l.5 m高度处的外围成熟叶片，采用YMJ-A叶面积测定仪测量单叶面积;在叶片主脉两侧用1 cm 口径打孔器打叶圆片100 个，用电子天平称量鲜质量，然后置烘箱105 ℃杀青15 min，再于80 ℃温度条件下烘24 h 至恒质量，计算比叶干质量。

1.2.4 苹果树体结构参数的测定[22，24] 用游标卡尺测定树干的干径，用米尺测定树体高度、干高、新梢长度以及冠径（取东西冠径与南北冠径的平均值），并调查树体的分枝数量。

1.2.5 土壤微环境（土壤温度、湿度）的测定[2] 垄面覆盖处理后，采用土壤温湿度记录仪（HBN-DSW）埋入土壤中自动记录土壤上层（0～15 cm）温度、湿度动态变化值。

2 结果与分析

2.1 有机物料覆盖对土壤微环境的影响

2.1.1 有机物料覆盖对土壤温度的影响 有机物料覆盖后影响土壤热量平衡过程。有机物料覆盖后提高了土壤温度，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，分别比对照提高了1.29～5.15 ℃，0.34～3.76 ℃，0.18～3.03 ℃，并且有机物料覆盖后土壤温度波动幅度要小于对照（图1）。

2.1.2 有机物料覆盖对土壤湿度的影响 有机物料覆盖可以有效降低土壤水分蒸发，保持土壤湿度。有机物料覆盖后提高了土壤湿度，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，分别比对照提高3%～11%，1.2%～6.9%和0.2%～4.1%，并且有机物料覆盖后湿度波动幅度要小于对照（图2）。

2.2 有机物料覆盖对树体生长的影响

有机物料覆盖能够促进苹果新梢的生长，利于冠径以及干径的伸展，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麦秸覆盖处理的新梢长度、冠径以及干径分别比对照提高20.3%，15.9%和21.9%（表1）。

2.3 有机物料覆盖对叶片生长及光合速率的影响

有机物料覆盖能够促进叶片的生长并提高叶片的光合速率，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麦秸覆盖处理的叶面积、比叶干质量、SPAD、Pn分别比对照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%（表2）。

3 結论与讨论

果园覆盖一方面可减缓太阳辐射的热量向土壤传递，避免土壤温度持续升高，在一定程度上降低土壤温度，另一方面覆盖物又能减少土壤热量的散失，减缓土壤温度下降幅度，在一定程度上提升土壤温度，进而影响果园土壤热量的收支平衡，减少极端土温对根系的伤害[2，5，7]。本研究表明，有机物料覆盖后提高了土壤温、湿度，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，土壤温度分别比对照提高1.29～5.15 ℃，0.34～3.76 ℃和0.18～3.03 ℃，土壤相对湿度分别比对照提高3%～11%，1.2%～6.9%和0.2%～4.1%，并且有机物料覆盖后土壤温、湿度波动幅度要小于对照。果园生草、覆盖秸杆、地膜等具有调节土壤温度的效果，草和秸秆覆盖对温度的影响表现为，高温能降温，低温时能保温的双重效果[7]。果园覆盖能使土壤保持疏松，减缓水分通过土表毛细管的流失，抑制了土壤无效蒸发，有效保墒，并且覆盖后，土壤温度和湿度变化幅度减小[22]。

地面覆盖可显著改善土壤的水温条件，缓解极端环境对果树的伤害，利于果树的生长发育及树体结构的形成[22-23]。有机物料覆盖能够促进苹果新梢的生长，利于冠径以及干径的伸展，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麦秸覆盖处理的新梢长度、冠径以及干径分别比对照提高20.3%，15.9%和21.9%。不同树体结构形成不同的冠层结构，影响冠层内的光照强度、温度和湿度等微环境因子，进而影响果树的枝叶生长以及果实发育和品质形成。覆盖能够显著增加苹果树新梢长度、叶片面积和叶绿素含量，发育健壮的叶片光合能力强，树体生长健壮、代谢活动旺，促进果树的生长发育，是苹果优质、高产的基础[25]。有机物料覆盖能够促进叶片的生长并提高叶片的光合速率，依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麦秸覆盖处理的叶面积、比叶干质量、SPAD、Pn分别比对照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%。有机物料覆盖后百叶干质量明显增加，叶片钾含量降低、硼含量增高，覆草显著增加叶片的叶绿素含量，而叶片的生长状况、营养水平等因素直接影响光合生产[25-26]。综合分析认为，麦秆覆盖效果较好，调节土壤温度与保持土壤水分，有效促进树体生长及叶片的光合速率，且经济、环保，可在生产中广泛推广应用。

参考文献：

[1]关秋竹，王金政，聂佩显.地面覆盖对苹果园土壤生态效应和树体生长发育影响的研究进展[J]. 中国果树， 2017（2）：58-62，66.

[2]刘小勇，李红旭，李建明，等.不同覆盖方式对旱地果园水热特征的影响[J].生态学报，2014，34（3） ：746-754.

[3]李瀚之，余新晓，樊登星，等.不同覆盖措施对褐土养分流失的影响[J]. 水土保持学报，2017，31（3）：22-26.

[4]高茂盛，廖允成，李侠，等. 不同覆盖方式对渭北旱作苹果园土壤贮水的影响[J].中国农业科学， 2010，43（10）：2080-2087.

[5]尼群周，石海强，秦立者，等. 苹果园地表覆盖方式对土壤含水量及果实品质的影响[J]. 河北农业科学， 2010， 14 （10）：18-21.

[6]徐锴，张少瑜，袁继存，等. 地膜和秸秆覆盖对梨园土壤养分的影响[J]. 浙江农业学报， 2017，29（3）：421-427.

[7]周江涛，吕德国，秦嗣军.不同有机物覆盖对冷凉地区苹果园土壤水温环境及速效养分的影响[J].应用生态学报， 2014，25 （9）： 2551-2556.

[8]寇建村，杨文权，李金龙，等.白三叶覆盖厚度对苹果园垄沟中土壤肥力的影响[J].草业科学，2015，32（12）：1933-1939.

[9]魏倩倩，寇建村，李尚玮，等.苹果园覆盖白三叶对土壤微生物和营养特性的影响[J]. 草地学报，2016，24（3）：544-552.

[10]任江波，李钠钾，秦平伟，等. 不同覆盖材料对土壤理化性状和微生物量碳氮含量的影响[J]. 西南农业学报，2018，31（10）：2140-2145.

[11]孙文泰，马明，刘兴禄，等. 地表覆盖方式对陇东旱塬苹果园根际土壤微生物与酶活性的影响[J]. 甘肃农业科技，2017，24（3）：64-68.

[12]殷瑞敬，温晓霞，廖允成，等. 耕作和覆盖对苹果园土壤酶活性的影响[J].园艺学报， 2009，36 （5）： 717-722.

[13]徐田伟，杜国栋，马怀宇，等. 生草苹果园土壤微生物及酶活性变化特征[J]. 北方园艺， 2018 （11）：118-124.

[14]王倩，安贵阳，李世芳，等. 不同覆盖模式对旱地苹果园土壤养分、微生物和酶活性的影响[J]. 西北农业学报， 2015，24 （7）：69-74.

[15]张林森，刘富庭，张永旺，等. 不同覆盖方式对黄土高原地区苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响[J]. 中国农业科学，2013，46（15）：3180-3190.

[16]杨文权，寇建村，贺璐，等.起垄后不同覆盖方式对苹果園土壤微生物和酶活性的影响[J]. 土壤通报， 2014，45 （6）：1376-1382.

[17]张帆，王晨冰，赵秀梅，等. 果园垄膜覆盖对土壤微生物量碳氮及土壤呼吸的影响[J]. 核农学报， 2018， 32（7）：1448-1455.

[18]高登涛，魏志峰，孙共明，等. 地面覆盖对豫北旱塬苹果园土壤性状及树体生长的影响[J]. 中国农学通报，2017，33（31）：60-67.

[19]尹晓宁， 刘兴禄， 董铁， 等.苹果园不同覆盖材料对土壤与近地微域环境及树体生长发育的影响[J].中国生态农业学报， 2018， 26（1）： 83-95.

[20]李文杨，阎腾飞，杨乐，等. 地表覆盖对信阳五月鲜桃叶片、新梢及果实的影响[J]. 经济林研究， 2018， 36（4）：93-98.

[21]陈汝，黄永业，季兴录，等. 不同覆盖材料对烟富10 果园土壤、叶片及果实品质的影响[J]. 天津农业科学，2017，24（2）：45-47，75.

[22]张义，谢永生，郝明德，等. 不同地表覆盖方式对苹果园土壤性状及果树生长和产量的影响[J]. 应用生态学报， 2010，21 （2）： 279-286.

[23]孙文泰，刘兴禄，董铁，等. 陇东旱塬苹果园不同覆盖措施对土壤性状、根系分布和果实品质的影响[J]. 果树学报， 2015，32 （2）：841-851.

[24]郭学军，韩张雄，马锋旺. 不同覆盖方式对苹果园土壤状况及果树生长与果实的影响[J]. 西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2013，41 （9）： 112-118.

[25]陈汝，王金政，薛晓敏，等.不同覆盖材料对苹果冠层环境叶片光合作用和果实品质的影响[J].河北农业科学，2016，20（4）：9-11，29.

[26]孙文泰，赵明新，尹晓宁，等.陇东旱地果园地表覆盖方式对苹果光合特性的影响[J].干旱地区农业研究，2013，31（3）：19-25，60.