旱地蘋(píng)果園不同樹(shù)盤(pán)覆蓋方式的作用研究論文
西北黃土高原是世界公認(rèn)的蘋(píng)果優(yōu)生區(qū)[1].該地區(qū)干旱缺水，降水分布不均，加之果園土壤管理以清耕為主，導(dǎo)致水土流失、土壤肥力退化，已成為限制黃土高原區(qū)雨養(yǎng)蘋(píng)果業(yè)健康發(fā)展的重要制約因素[2-3].旱地果園水分高效利用是實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果提質(zhì)增效的關(guān)鍵，以往對(duì)土壤地表覆蓋的保墑、改善土壤微生態(tài)環(huán)境的作用研究較多[4],但缺乏具有集雨保墑、肥水結(jié)合的省力化高效覆蓋方式。該試驗(yàn)將園藝地布、地膜和秸稈等幾種覆蓋保墑方式和施肥、集雨有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮"肥水膜一體化"的效應(yīng)，通過(guò)對(duì)比分析不同覆蓋方式對(duì)土壤物理性狀、蘋(píng)果葉片及凈光合速率的影響，以期提出適合旱地蘋(píng)果園的省力化高效覆蓋方式。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)于2013-2014年在西北農(nóng)林科技大學(xué)延安市洛川蘋(píng)果試驗(yàn)站內(nèi)進(jìn)行，該地處于北緯35°48′，東經(jīng)109°29′，暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，平均海拔1 072m,平均年降水量620mm,年均溫9.2℃，日照2 525h,日照率達(dá)58%,年總輻射量為55.41kJ/cm2,≥10℃積溫為3 040℃,土壤質(zhì)地為疏松的黑壚土。
1.2試驗(yàn)材料
供試材料為2年生"紅富士"蘋(píng)果，株行距2.5m×5.0m.
1.3試驗(yàn)方法
該試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，分別為園藝地布覆蓋、地膜覆蓋、秸稈覆蓋和清耕對(duì)照（CK）,見(jiàn)表1,選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的6株樹(shù)為1個(gè)處理小區(qū)，設(shè)重復(fù)3次。每處理施肥量一致，每株施磷酸一銨500g,有機(jī)復(fù)合肥2 000g,牛糞10kg.開(kāi)溝深度25cm,寬度30cm,其它田間管理措施一致。
1.4項(xiàng)目測(cè)定
1.4.1土壤含水量和容重分析
用土鉆在不同地表覆蓋處理的覆蓋區(qū)域、覆蓋邊緣和行間不覆蓋區(qū)域3個(gè)點(diǎn)的0~20、20~40、40~60cm分別取樣，及時(shí)測(cè)定土壤濕重，采用105℃烘箱法測(cè)定土壤質(zhì)量含水量。將需要采集土樣的點(diǎn)表面鏟平，將容重為100cm3的無(wú)縫鋼制環(huán)刀平穩(wěn)壓入土壤中，采集土樣后將環(huán)刀外的`泥土擦拭干凈，并及時(shí)測(cè)定濕重。結(jié)合土壤含水量計(jì)算土壤容重。
d=M·100/[V·（100+W）].式中：d為土壤容重（g/cm3）；M為環(huán)刀內(nèi)濕土重（g）；V為環(huán)刀容積（cm3）；W為土壤含水量（%）。
1.4.2百葉干重和葉綠素含量分析
在7月下旬，采取當(dāng)年生枝條中部的第4~5片葉子，烘干后測(cè)定百葉干重，用80%丙酮提取法測(cè)定葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量。
1.4.3樹(shù)體凈光合速率分析
樹(shù)體光合速率于7月30日至8月1日進(jìn)行連續(xù)測(cè)定，使用LI-6400XT光合儀采用開(kāi)放式氣路，根據(jù)當(dāng)時(shí)環(huán)境設(shè)定測(cè)量參數(shù)，大氣CO2含量為330μL/L,輻射強(qiáng)度（PFD）為1000μmol·m-2·s-1,葉室溫度為28℃，測(cè)定各覆蓋處理模式下的樹(shù)體光合速率取平均值作圖比較。
1.5 數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel做表統(tǒng)計(jì)，使用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件比較數(shù)據(jù)差異的顯著性，各圖表中的數(shù)據(jù)均以"平均值±標(biāo)準(zhǔn)差"表示。
2結(jié)果與分析
2.1 不同覆蓋模式對(duì)土壤狀況的影響
從圖1可知，3種不同覆蓋方式下，自樹(shù)行間生草的不覆蓋區(qū)域-覆蓋邊緣-樹(shù)盤(pán)覆蓋區(qū)域土壤含水量逐漸增加，樹(shù)盤(pán)不覆蓋區(qū)域各處理的土壤質(zhì)量含水量差異表現(xiàn)不明顯，說(shuō)明不覆蓋區(qū)域沒(méi)有覆蓋材料的阻隔水分蒸發(fā)散失較快，含水量較低，而覆蓋邊緣和覆蓋區(qū)域土壤質(zhì)量含水量表現(xiàn)出明顯差異，說(shuō)明樹(shù)盤(pán)覆蓋具有水分富集作用，尤以地布覆蓋最為明顯；地表不同覆蓋處理在果園土壤和環(huán)境之間形成特殊的隔層，影響水分在土壤中的運(yùn)動(dòng)方式，使水分的水平分布更加均勻。其中，地布覆蓋、秸稈覆蓋和地膜覆蓋的覆蓋區(qū)域20cm處的土壤質(zhì)量含水量分別比清耕對(duì)照提高32.77%、10.73%和12.43%.
2.2 不同覆蓋模式對(duì)土壤容重的影響從圖2可知，不同覆蓋處理在一定程度上可以降低表土層容重，覆蓋后土壤容重表現(xiàn)為清耕對(duì)照>地膜覆蓋>地布覆蓋>秸稈覆蓋。其中秸稈覆蓋對(duì)土壤容重減小最為顯著，較清耕對(duì)照降低了20.53%,地布覆蓋次之，較對(duì)照降低了15.89%.3種覆蓋處理，在一定程度上能夠減少雨水對(duì)土壤的沖擊，避免出現(xiàn)土壤板結(jié)，能將整地時(shí)土壤的疏松狀態(tài)維持很長(zhǎng)時(shí)間，所以與對(duì)照相比都能夠顯著降低土壤容重。
2.3不同覆蓋模式對(duì)葉片的影響
從表2可知，不同覆蓋方式對(duì)葉片百葉干重和葉綠素含量均有一定的提高作用。果園進(jìn)行地布覆蓋、地膜覆蓋和秸稈覆蓋后，百葉干重與對(duì)照相比分別提高了24.37%、8.92%和20.05%,表現(xiàn)為地布覆蓋>秸稈覆蓋>地膜覆蓋。不同覆蓋處理能顯著提高葉綠素含量，尤以地布覆蓋效果最好，與對(duì)照相比葉綠素a和葉綠素b含量分別提高了17.95%和29.49%.
地布覆蓋和秸稈覆蓋處理對(duì)總?cè)~綠素含量的提高與對(duì)照相比差異顯著，地膜處理雖能提高總?cè)~綠素含量，但與對(duì)照相比差異不顯著。
2.4不同覆蓋模式對(duì)樹(shù)體光合速率Pn的影響
從圖3可知，不同覆蓋方式下樹(shù)體的凈光合速率日變化呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。4種處理的凈光合速率高峰均出現(xiàn)在10:00左右，且除清耕對(duì)照為雙峰外，其它3種覆蓋模式下Pn均表現(xiàn)為單峰。清耕對(duì)照的第2個(gè)高峰值出現(xiàn)在14:00左右，且比第1個(gè)高峰值降低了29.02%.
4種處理的日平均凈光合速率分別為園藝地布覆蓋（15.11μmol·m-2·s-1）>秸稈覆蓋（14.44μmol·m-2·s-1）>地膜覆蓋（13.59μmol·m-2·s-1）>清耕對(duì)照（11.64μmol·m-2·s-1），其中地布覆蓋、秸稈覆蓋和地膜覆蓋與清耕對(duì)照相比，差異達(dá)到顯著水平，較對(duì)照分別提高29.81%、24.05%和16.75%.
3結(jié)論與討論
樹(shù)盤(pán)覆蓋減少土壤水分的蒸發(fā)，覆蓋區(qū)域土壤含水量與對(duì)照相比不同程度增加；園藝地布滲水性良好，水分可以滲入土壤，保持土壤濕度，集雨保墑效果好，從而形成施肥區(qū)域良好的水、肥、氣、熱條件，有利于肥水的高效吸收利用，因此該覆蓋處理土壤含水量較對(duì)照顯著提高。王孝威等[5]研究認(rèn)為覆膜具有良好的保墑防旱作用，從而改善了土壤的水分狀況，與該試驗(yàn)的研究結(jié)果一致。果園覆草對(duì)土壤水分的提高作用已有很多報(bào)道[6-8],研究結(jié)果表明果園覆草能提高果園土壤含水量，在一定程度上改善促進(jìn)樹(shù)體生長(zhǎng)狀況。
果園進(jìn)行地表覆蓋能夠降低土壤容重，增加孔隙度，使土壤保持疏松透氣的狀態(tài)，為樹(shù)體提供良好的根際環(huán)境。高登濤等[9]研究表明，地表覆蓋能降低土壤容重，增加總孔隙度，且有機(jī)材料的作用尤為明顯，與該研究結(jié)果一致。地膜覆蓋有效減輕雨水對(duì)土壤沖擊，避免土壤板結(jié)，能將整地時(shí)土壤的疏松狀態(tài)維持很長(zhǎng)時(shí)間，疏松的土壤狀態(tài)和較高的土壤含水量能夠?yàn)楦堤峁┝己玫乃�、肥、氣、熱環(huán)境，促進(jìn)樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)[10].高茂盛等[11]研究表明，果園地膜覆蓋能夠增加土壤含水量，顯著降低土壤容重增加透氣性。
果園地布覆蓋后土壤物理性狀得到顯著改善，果樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，葉片大而肥厚，所以百葉干重和葉綠素含量明顯增加。有研究發(fā)現(xiàn)[12],黑色地布覆蓋后，葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量增加，樹(shù)勢(shì)和產(chǎn)量高于未鋪設(shè)地布的處理。房燕等[13]通過(guò)在渭北旱地進(jìn)行不同覆膜處理研究表明，地膜覆蓋后能較清耕對(duì)照顯著提高百葉重和葉綠素含量，與該試驗(yàn)研究結(jié)果相同。歐毅等[14]研究表明，果園秸稈覆蓋后葉片大而肥厚，葉綠素含量明顯提高，明顯促進(jìn)樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，為產(chǎn)量的形成和品質(zhì)的提高奠定了基礎(chǔ)。
清耕對(duì)照樹(shù)體的凈光合速率日變化為雙峰型，峰值分別出現(xiàn)在10:00和14:00左右，地膜覆蓋、秸稈覆蓋的凈光合速率日變化進(jìn)程為單峰型，最大峰值出現(xiàn)在10:00左右，較對(duì)照明顯提高凈光合速率，與張義等[15]研究結(jié)果一致。說(shuō)明覆蓋在一定程度上能夠改善土壤水分和溫度狀況，增加CO2同化量，提高樹(shù)體光合速率。地布覆蓋后葉面積增大，葉綠素含量提高，水、肥、氣、熱等條件得到改善，因此凈光合速率顯著提高。
綜合分析可知，園藝地布較地膜使用期限長(zhǎng)，地布覆蓋能長(zhǎng)時(shí)間抑制雜草生長(zhǎng)，具有省工、高效等優(yōu)點(diǎn)，采用兩邊高、中間低的V形覆蓋方法對(duì)開(kāi)溝施肥區(qū)覆蓋，具有明顯的集雨效應(yīng)，是旱地果園水分高效利用的有效措施。
參考文獻(xiàn)：
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