不同覆盖物对桃园土壤化学性质和土壤酶类活性的影响

宋海岩，江国良，孙淑霞，李 靖，涂美艳，徐子鸿，银登贵，银西传，许红飞，陈 栋*

(1.四川省农业科学院园艺研究所/农业农村部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，成都 610066；2.四川农业大学园艺学院，成都 611130)

近年来西南地区极端天气频发，早春干旱、夏季暴雨等极端天气常导致桃园水土流失、耕层变薄、土壤有机质下降、保水保土能力差[1]，已成为限制四川桃产业可持续发展的重要因素之一。近年来许多学者研究表明，果园行内覆盖可显著降低水土流失速度、保水保肥[2-4]。由于果园立地条件不同，聚土起垄和聚土起堆栽培成为四川省桃产区主推的2种现代化改土建园模式。不同栽培模式下的桃园地面覆盖物也有所不同，主要有地膜、地布、秸秆和植物源覆盖物等。

目前四川省聚土起垄桃园主要的行内覆盖物为地膜或地布，其中地膜覆盖耐用性差、长期地布覆盖又容易导致土壤板结、理化性质下降。秸秆和植物源覆盖物还田，通常具有以下3大优势：①可以减轻阳光照射强度，夏季降低地温，减少地面水分蒸发，增加雨水贮存，增加土壤中的含水量，抵抗风蚀，其它季节也可以达到保墒的目的[5]。②可以增加近地面空气中的二氧化碳的含量[6]，有利于补充光合作用所需的碳源，增进土壤表层微生物的活性[7]，减少土壤有机质的分解，且秸秆腐烂后也能增加土壤有机质[8]。③可以抑制田间杂草生长[9]，改善土壤理化性状和团粒结构的形成，通过改善土壤结构，培肥地力，促进了根系对土壤肥水的吸收和利用。在此基础上，项目组在成都市新都区泰兴镇四川省农业科学院现代农业科技创新示范园连续多年开展不同果园覆盖物比较试验，探究松针与地布覆盖对桃园土壤化学性质及土壤酶类活性的影响，以期为创新果园行内覆盖模式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试材料

试验地点位于成都市新都区泰兴镇凉水井村，104°12′24″E，30°46′46″N，海拔488m，年平均气温16.1℃，年均降雨量808mm。供试树种为“中桃红玉”，2015年春季高位嫁接至本园区内，株行距2.5m×4.5m，常规栽培管理措施，无明显病虫害。2016年开始分别在厢面上覆盖地布或松针。供试黑色聚丙烯地布宽2m，在厢面左右两侧单层覆盖并由地布钉扎实。松针产自成都市蒲江县，为短叶马尾松(油松)，覆盖厚度约15cm。

1.2 试验方案

试验以桃园垄上清耕区域为对照组(CK)，以地布(DB)或松针(SZ)覆盖的区域为处理组，每组又分为0～20cm和0～40cm 2个小组，具体各个处理设置情况详见表1。每个处理区域面积约为50m2，设置3次重复(共计150m2)，各处理地块间隔大约5m。2021年8月下旬选择天气晴朗的下午在试验区域内分层取样，进行化学性质与土壤酶活性测定。

表1 桃园不同地面覆盖物试验处理

1.2.1 土壤化学性质测定 除去桃园地表枯枝落叶层，使用S型取样方式采集土样，混匀后用于土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量等化学指标测定[10-13]，各指标重复测定3次取平均值。

1.2.2 土壤酶类活性测定 采用DNS比色法测定土壤蔗糖酶活性[14]，磷酸苯二钠比色法测定土壤磷酸酶活性[15]，靛酚蓝比色法测定土壤脲酶活性[16]。

2 结果与分析

2.1 不同地面覆盖物对桃园耕层土壤化学性质的影响

由表2可知，松针覆盖(SZ)与对照组相比，可显著(P<0.05)降低桃园土壤pH、土壤全氮、全钾、全磷、碱解氮含量，并极显著(P<0.01)降低土壤有效磷和速效钾含量，土壤有机质含量极显著(P<0.01)高于地布覆盖，也高于对照组，但差异不显著。这可能是由于长期覆盖松针，在表层土壤产生的熟化和分解反应所导致的。而地布覆盖(DB)与对照组相比，会极显著(P<0.01)减低土壤有机质含量。

表2 不同地面覆盖物对桃园耕层土壤化学性质的影响

2.2 不同地面覆盖物对桃园土壤酶类活性的影响

由表3可知，松针覆盖(SZ1)0～20cm土壤中蔗糖酶活性最高，显著(P<0.05)高于同一深度的地布覆盖处理，但与对照组差异不显著，而松针覆盖(SZ2)20～40cm土壤中蔗糖酶活性显著(P<0.05)高于同一深度的对照组和地布覆盖处理。地布覆盖(DB1)0～20cm土壤中脲酶活性显著(P<0.01)高于其他所有样品，而地布覆盖(DB2)20～40cm土壤中磷酸酶活性显著(P<0.01)低于其他所有样品。

表3 不同地面覆盖物对桃园土壤酶类活性的影响

3 讨论与结论

果园地面管理对土壤质量和果树的生长发育都有重要影响，是果园管理的一项重要内容[17]。目前四川省果园地面覆盖物主要有地膜、地布、秸秆和植物源覆盖物等。试验比较了四川聚土起垄桃园2种常见的垄上覆盖物和垄上清耕这3种不同方式对桃园土壤化学性质与土壤酶类活性的影响。结果表明，松针覆盖(SZ)与对照组相比，可显著降低桃园土壤pH、土壤全氮、全钾、全磷和碱解氮含量，并极显著降低土壤有效磷和速效钾含量，这与朱泓等人[18]在长期松针覆盖蓝莓园的土壤质量调查结果相似。这可能是由于松针覆盖后的土壤更加有利于果树根系对矿物质养分的吸收，从而导致土壤内多种养分含量的降低，笔者后期对不同处理的桃树形态学观察与根系调查结果也支持上述观点。

此外，松针覆盖(SZ)的土壤有机质含量极显著高于地布覆盖，也高于对照组。刘旭胜[19]将松针作为土壤改良物和地面覆盖物，探究其对越橘生长的影响，结果表明松针在提高土壤有机质含量、增加越橘植株高度、基生枝增长量以及提高叶绿素含量和光合速率等方面效果明显，甚至强于稻壳。而地布覆盖果园后，由于缺少外源腐殖质，往往会造成土壤有机质快速下降。试验地布覆盖(DB)与对照组相比，会极显著减低土壤有机质含量，再次验证了这一结论。

试验还比较了不同覆盖物下不同耕层深度的土壤酶活性。土壤蔗糖酶能够酶促土壤中蔗糖水解成葡萄糖与果糖，它对增加土壤中溶解性养分起重要作用。试验中松针覆盖下0～20cm和20～40cm土壤中蔗糖酶活性最高，高于或显著高于同一深度的地布覆盖处理与对照组，松针覆盖后的土壤有利于可溶性养分物质的生成。

地布覆盖(DB1)0～20cm土壤中脲酶活性显著高于其他所有样品，这与杨熠路等人[20]在地布覆盖的桃园研究结果一致。但值得注意的是地布覆盖(DB2)20～40cm土壤中磷酸酶活性显著低于其他所有样品，这可能是由于地布覆盖的土壤pH偏高，而酸性磷酸酶在高土壤pH条件下酶活性显著降低。

综上所述，松针覆盖可显著降低桃园土壤pH并提高土壤有机质含量和土壤蔗糖酶活性，有利于改善土壤微环境从而促进果树根系对矿物质养分的吸收。而长期地布覆盖会导致土壤pH偏高、土壤有机质和土壤酸性磷酸酶活性降低。松针等植物源覆盖可保障土壤健康理化环境，实现果园绿色、优质、高效生产。