不同秸秆覆盖模式对桃园土壤和果实的影响

孙奇男，张硕，朱为静，陈妙金，顾清，张小斌

(1.宁波市奉化区水蜜桃研究所，浙江 奉化 315502；2.宁波市农业农村绿色发展中心，浙江 宁波 315012；3.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；4.浙江省农业科学院 数字农业研究所，浙江 杭州 310021)

桃树是中国重要的经济作物，主要种植于华北和华东地区。宁波奉化区的水蜜桃在全国享誉盛名，是中国传统名优桃，也是全国水蜜桃的重点产区之一。奉化水蜜桃在2002年被评为中国国家地理标志产品。深入研究和提升水蜜桃栽培种植技术以改善桃产量和品质、提升种桃效益，是保障桃产业健康可持续发展的重要任务。

农作物秸秆是栽种粮食和经济作物的附带产物，富含丰富的氮、磷、钾、微量元素等成分，是一种可开发和综合利用的宝贵资源[1]。稻谷秸秆是利用最为普遍的作物秸秆之一，常被用于生产动物饲料、土壤改良剂、蘑菇培养基、生物质能源等[2]。稻秸秆的覆盖可以改善土壤结构和通透性、提供有机质和养分，并且可以减少水分蒸发、保持适宜的土壤温度，有助于提升作物的生长条件，促进作物生长和品质、产量的提升[3-4]。已有一些研究报道了秸秆覆盖对桃园土壤和桃树生长的影响，发现水稻、小麦、油菜等秸秆对桃园土壤状况的改善、桃树生长和果实的产量品质均有积极的提升作用[5-7]。

近年来，宁波市将秸秆综合利用的重心调整为优化利用结构和增强稻秸秆离田产业化利用。宁波市的稻秸秆可收集资源稳定在40万t以上。在政策支持下，引进和推广了秸秆打捆机械，有效降低了稻秸秆的收集和运输成本，不仅确保了稻秸秆材料的来源，还展现了成本优势。稻秸秆覆盖在奉化区重要经济作物雷笋的种植中得到了良好的研究和推广应用[8-9]。

本研究在宁波市奉化区开展，比较不同稻秸秆覆盖和不覆盖模式下，桃园土壤pH值、电导率、养分含量等指标变化情况，分析不同稻秸秆覆盖模式对土壤理化性质的影响。测定水蜜桃果实质量、精品果率、可溶性固形物、维生素C含量等指标，分析不同稻秸秆模式对水蜜桃果实产量和品质的影响。通过产量推算每667 m2产值，并结合技术成本评估各模式的效益增减情况。本研究的目标为确定可推广的秸秆覆盖模式，为桃园秸秆覆盖技术的进一步研究和推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本研究试验地点位于浙江省宁波市奉化区水蜜桃研究所(121°16′E，29°41′N)，该基地始建于2007年。试验所处地区属亚热带季风性气候，四季分明，温和湿润，年均气温16.3 ℃，降水量1 350～1 600 mm，日照时数1 850 h，无霜期232 d。试验区域土壤类型为中层黑土，水蜜桃连续种植16 a，水蜜桃品种为新玉。本试验共设置4个处理：处理1，不覆盖对照(CK)；处理2，薄覆盖(每棵树秸秆覆盖量为10 kg)；处理3，厚覆盖(每棵树秸秆覆盖量为20 kg)；处理4，厚覆盖+腐熟剂(每棵树秸秆覆盖量为20 kg，同时施加1%腐熟剂0.02 kg及2.5%尿素0.5 kg)。每个处理随机设置3个重复小区，每个试验小区选取3棵树龄、长势相近的果树为一个重复。秸秆来源为奉化本地水稻秸秆，于2021年12月初桃树休眠期进行均匀覆盖。其他施肥、施药与灌溉等农事操作按常规方法操作，并控制所有试验桃树保持一致。表1为不同秸秆覆盖模式处理。

表1 不同秸秆覆盖模式处理Table 1 Treatment of different straw mulching modes

1.2 样品采集

1.2.1 土壤样品采集

秸秆覆盖1 a后，于2022年12月5日进行土壤容重测定与土壤样品采集。每个试验小区用土钻采集5个表层土(20 cm)，混合成一个样品。将采集的样品过2 mm 筛，去除根系等有机残体和石块。土壤样品自然风干，用于土壤pH值、电导率、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、有效钾含量的测定。

1.2.2 水蜜桃样品采集

在2022年水蜜桃成熟期分3次对桃果实进行取样，采摘时间分别为7月18日、7月21日和7月25日。每棵桃树每次采摘树中部朝南方向3个桃，每个处理每次取样共27个果实，3批次总共取样81个。为了保证实验结果的准确性，每次采摘的桃样品立即进行低温储藏，避免温度对实验结果造成影响。

1.3 项目测定与方法

1.3.1 土壤理化性质测定

土壤容重采用环刀法测定。土壤按照水土体积质量比2.5∶1的比例浸提，分别采用pH计(雷磁，pHS-25)和EC计(雷磁，DDB-303A)进行pH和EC的测定。土壤自然风干后，磨细过筛待用。有机质含量的测定采用重铬酸钾容量法，全氮含量的测定采用半微量开氏法，碱解氮含量的测定采用碱解扩散法，全磷含量的测定采用钼锑抗比色法，有效磷含量的测定采用0.03 mol·L-1NH4F-0.025 mol·L-1HCl法(pH值<6.5)，全钾和速效钾含量的测定采用火焰光度法，具体方法参照《土壤农化分析》[10]中的测定方法。

1.3.2 水蜜桃品质测定

可溶性固形物含量根据《NY/T 2637—2014》标准使用折光仪测定。维生素C(抗坏血酸)含量根据GB 5009.86—2016采用高效液相色谱法测定。可溶性糖含量使用苯酚法测定。总酸含量根据GB 12456—2021利用酸碱指示剂滴定法测定。糖酸比为可溶性糖与总酸的比值。

1.4 数据分析

使用Excel 2019软件进行数据的整理和分析；使用IBM SPSS 20软件进行不同处理间的单因素方差分析(One-way ANOVA)，显著性水平设为α=0.05，并利用最小显著性差异法(LSD)检验不同处理组间的差异显著性。产值按每667 m2精品果可销售额计算。先用平均果重乘以平均每株精品果数量计算单株精品果产量，并以每667 m230棵树计算产量，最后按照采摘当日市场价格计算667 m2产值。

2 研究结果

2.1 不同秸秆覆盖模式对土壤理化性质的影响

图1所示为不同秸秆覆盖模式下的土壤理化指标对比，可以看出，不同秸秆覆盖模式对土壤理化性质的影响不同。对于土壤容重而言，厚覆盖+腐熟剂处理组与不覆盖对照组相比，显著降低15%(P<0.05)，而薄覆盖和厚覆盖处理组对土壤容重无显著影响(P>0.05)。

柱上无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。图1 不同秸秆覆盖模式下土壤理化指标Fig.1 Soil physical and chemical indicators under different straw mulching modes

同时，厚覆盖+腐熟剂处理组土壤有机质、全氮、碱解氮含量分别显著提升(P<0.05)24%、23%、26%，薄覆盖和厚覆盖处理组虽然能一定程度提升土壤有机质、全氮、碱解氮含量，但与对照组相比无显著差异(P>0.05)。此外，土壤pH值、电导率、有效磷和速效钾含量在各处理间均无显著差异(P>0.05)。

2.2 产量和品质

表2所示为不同秸秆覆盖模式处理下水蜜桃的产量和品质数据。从中可以看出，4组处理的果实平均单果重都在200 g以上，均符合精品果要求；其中厚覆盖+腐熟剂处理组的平均单果重明显高于其他3组。精品果比例较高的处理3比对照处理1 提高了3.8百分点；处理2和处理4的精品果率和对照组接近。可溶性固形物含量秸秆覆盖后所有处理均高于对照处理1，其中最高的处理2提高了0.67百分点；处理2和处理4的维生素C(抗坏血酸)含量高于对照处理，其中最高的处理2提高了0.69 mg·kg-1；可溶性糖含量处理2和处理3高于对照处理1，最高的处理2提高了0.5 g·kg-1；总酸含量处理2和处理3相比对照处理1有所下降，其中最低的处理3降低了0.55 g·kg-1；糖酸比处理2和处理3高于对照处理1，其中最高的处理3提高了0.58。处理3的产量最高，处理2接近对照组，而处理4的产量有所下降。

表2 不同秸秆覆盖模式处理对水蜜桃产量和品质的影响Table 2 Effects of different straw mulching modes on the yield and quality of peach

2.3 成本效益分析

水稻秸秆不同覆盖模式的技术成本及产值效益统计如表3所示。

表3 水稻秸秆水蜜桃覆盖技术成本及效益统计Table 3 Cost and benefit statistics of rice straw mulching technology on peach 单位：元

试验过程所涉及的差异性成本(即4种处理间存在差异的成本部分，相同金额费用未列出)主要有秸秆成本、秸秆覆盖人工成本、额外施肥成本及果园除草人工成本。本试验中，秸秆覆盖处理会产生秸秆材料费用和覆盖人工劳务支出，而覆盖秸秆后杂草会减少，能够降低一部分除草人工成本。处理4的额外施肥成本为增施的腐熟剂和尿素成本。处理2和处理3的667 m2产值高于对照处理1，其中最高的处理3提高了1 188元。以处理1为效益基准，根据各处理的667 m2产值及差异性成本计算可得效益增减量。由表3可知，本试验中，只有厚覆盖处理3能提高水蜜桃经济效益，667 m2效益增加692元；而薄覆盖和厚覆盖+腐熟剂处理的667 m2效益均低于对照处理，特别是厚覆盖+腐熟剂处理出现了较大幅度的下降。

3 结论与讨论

本研究以宁波市奉化区的新玉品种桃树为研究对象，设置3种不同的稻秸秆桃树土壤覆盖模式，分析秸秆覆盖后土壤性质与果实产量品质的变化，并根据技术成本和产值评估效益增减情况。研究结果明确了水稻秸秆覆盖对桃园土壤及果实产量品质的影响，能够为桃园秸秆覆盖技术的进一步研究和推广提供依据。

土壤理化分析结果表明，经过一年不同模式稻秸秆桃树地面覆盖后，土壤理化性状发生了不同程度的变化。厚覆盖+腐熟剂处理组的土壤有机质等养分含量相比对照组显著提高，说明腐熟剂能够加速秸秆的分解，促进土壤养分的提升[11]。薄覆盖和厚覆盖处理组的土壤养分含量虽然与对照组相比无显著差异，但均存在上升趋势。这可能是由于秸秆分解速度较慢，若每年继续新增秸秆覆盖，更长时间之后土壤养分状况应该会持续改善[8-9]。

水蜜桃果实产量和品质分析表明，处理4的平均单果重明显高于其余3个处理。这主要是由于处理4的总留果数最少，以及秸秆厚覆盖结合腐熟剂和尿素的增施促进了土壤有机质、全氮等养分含量的提升。而处理2的平均单果重最低，主要是由于本组桃树的套袋留果量最高。通过水稻秸秆薄覆盖处理(每棵桃树下覆盖稻草10 kg)，果实可溶性固形物、维生素C(抗坏血酸)及可溶性糖含量3个指标均高于无覆盖对照，并且在3种覆盖模式中最高。厚覆盖处理(每棵桃树下覆盖稻草20 kg)下的精品果比例为最高，并且具有最低的总酸含量和最高的糖酸比。上述结果表明，秸秆薄覆盖和厚覆盖对水蜜桃品质的提升有一定的积极作用，而在秸秆覆盖的基础上额外增施腐熟剂和尿素并不能给果实品质带来提升，其糖酸比相比对照组反而出现了下降，产量也出现了明显的下降。处理2的平均单果重虽然最低，但由于留果量较大，精品果率接近对照，最终的产量也接近对照组；处理3的平均果重和留果量同对照组接近，但由于精品果率有所提高，总产量在4个组中最高；而处理4虽然平均单果重最高，精品果率接近对照，但是由于留果量最少，最终产量也最低。

从技术成本与效益分析结果来看，虽然薄覆盖处理2的667 m2产值和对照组接近，但减掉成本之后，效益出现了下降；处理4的667 m2产值已低于对照，减去成本之后，相比基准效益出现了815元的下降。3种处理中只有厚覆盖的效益得到了667 m2692元的提升。综上所述，厚覆盖的精品果率、果实品质和产量都得到了提升，并且最终效益也有较好的提升，是本试验中的最优秸秆覆盖模式。薄覆盖处理的最终效益虽略有下降，但可溶性固形物、维生素C含量等重要品质指标有较明显的提升，并且技术成本较低，同样是一种具有参考意义的应用模式。另外，厚覆盖增施腐熟剂和尿素的处理虽然快速改善了土壤养分状况，但是并未提升水蜜桃产量和品质，并且技术成本较高，使得效益下降较多，不是一种值得推广的模式。从结果来看，水稻秸秆覆盖水蜜桃果园不仅有利于改善土壤状况，对水蜜桃的品质和产量也有积极的提升作用，能够进一步提升种桃效益，是一项十分具有应用前景的桃树栽种管理技术，值得更进一步地研究和推广。