生草覆蓋模式對(duì)旱地蘋果園土壤肥力的影響

韓 萍，姚志龍，李 科

（隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽(yáng) 745000）

隴東地區(qū)位于甘肅省最東部，陜甘寧三省區(qū)的交匯處，以優(yōu)越的地理位置和適宜的氣候而成為主要蘋果生產(chǎn)基地。多年來(lái)，隴東蘋果園以清耕為主，果園肥力下降，土壤流失和肥水保蓄能力降低，導(dǎo)致蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì)較低[1]。改變清耕管理模式，提高果樹生產(chǎn)力，是促進(jìn)該區(qū)域蘋果產(chǎn)業(yè)高效持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵[2-3]。

近幾年，“樹盤黑色無(wú)紡織地布+行間生草覆蓋”復(fù)合管理模式在黃土高原蘋果園得到大面積的推廣，但由于生草種類繁多，強(qiáng)勢(shì)草類和果樹競(jìng)爭(zhēng)水肥的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，各種復(fù)合模式鮮有量化的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，隴東旱塬蘋果園更是如此。本研究以露地清耕為對(duì)照，通過(guò)采用不同種類的生草對(duì)果園進(jìn)行覆蓋處理，測(cè)定和分析了不同覆蓋層速效養(yǎng)分、全氮及有機(jī)質(zhì)含量，探究了不同生草覆蓋模式下旱地果園0～40 cm 土壤養(yǎng)分含量的變化，以期為果園覆蓋模式下土壤養(yǎng)分管理和提高果園產(chǎn)業(yè)效益提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在慶陽(yáng)市西峰區(qū)什社三姓進(jìn)行，地處甘肅省慶陽(yáng)市西峰區(qū)什社鄉(xiāng)西部，107°67′～109°72′N、35°72′～35°84′E，海拔1 362 m。供試果園土壤為黑壚土，年平均降水量400～750 mm，夏季6～8 月氣均溫在19～23 ℃，絕對(duì)高溫≥35 ℃日數(shù)不超過(guò)5 d，≥10 ℃年積溫為2 700～3 200 ℃，日照時(shí)數(shù)為2 100～2 700 h。四季分明，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候[4-5]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施

試驗(yàn)共設(shè)置7 個(gè)處理，分別為低壟覆膜＋鼠茅草覆蓋模式、低壟覆膜+牛繁縷覆蓋模式、低壟覆膜+油豆輪作模式、低壟覆膜+三葉草、低壟覆膜+黑麥草、低壟覆膜+野草覆蓋及露地清耕等模式，分別簡(jiǎn)稱為鼠茅草、牛繁縷、油豆輪作、三葉草、黑麥草、野草、露地。每個(gè)處理3 次重復(fù)，完全隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)除行間覆蓋的生草種類不同外，其余按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)管理水平進(jìn)行田間管理，各小區(qū)田間操作保持一致。果實(shí)成熟采摘后，對(duì)試驗(yàn)小區(qū)分別進(jìn)行分析，測(cè)定土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀的含量。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

用土鉆取0～20 cm 和20～40 cm 土層的土壤，每個(gè)處理重復(fù)取樣5 次，混合均勻，挑除其中的植物殘根及石塊碎屑，攤平、風(fēng)干、過(guò)篩后裝到塑料袋中至實(shí)驗(yàn)室留用[6]。

土壤有機(jī)質(zhì)采用外加熱重鉻酸鉀容量法，土壤全氮測(cè)定采用半微量開氏法，土壤堿解氮（水解氮）采用堿解擴(kuò)散法，土壤速效磷采用碳酸氫銨浸提-鉬銻抗比色法，土壤速效鉀測(cè)定采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法[7-8]。

分光光度計(jì)，7230G，沈陽(yáng)科瑞永興化玻儀器有限公司生產(chǎn)；火焰光度計(jì)，WGH6400，北京創(chuàng)客有限公司生產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖1 可知，通過(guò)對(duì)7 種不同處理方式下的0～20 cm 及20～40 cm 土層中土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定，結(jié)果表明，6 種覆蓋模式下的土壤有機(jī)質(zhì)含量均大于對(duì)照（露地）。在0～20 cm 的土層，有機(jī)質(zhì)含量由大到小依次為牛繁縷、油豆輪作、野草、黑麥草、鼠茅草、三葉草、露地，分別較對(duì)照提高了49.15%、20.34%、19.49%、14.41%、11.02%和10.17%；在20～40 cm 土層，有機(jī)質(zhì)含量由大到小依次為牛繁縷、鼠茅草、野草、油豆輪作、黑麥草、三葉草、露地，分別較對(duì)照提高了11.65%、10.68%、5.82%、1.94%和0.97%?？梢?jiàn)在0～20 cm 和20～40 cm 土層中，有機(jī)質(zhì)含量的增長(zhǎng)均以牛繁縷覆蓋模式較好。

圖1 不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響Fig.1 Effects of different treatments on soil organic matter content

2.2 不同處理對(duì)土壤全氮的影響

由圖2 可知，在0～20 cm 土層中，全氮含量積累由高到低依次為牛繁縷、油豆輪作、野草、黑麥草、鼠茅草、三葉草、露地，分別比對(duì)照提高37.5%、37.5%、25%、25%、12.5%和12.5%；而在20～40 cm 土層中，全氮積累只有牛繁縷和油豆輪作模式比對(duì)照提高14.28%，其他生草覆蓋模式下的土壤全氮均與對(duì)照相同。在0～20 cm 和20～40 cm 的土層中，土壤全氮的含量均以牛繁縷覆蓋模式下最高，這與其對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響一致。

圖2 不同處理對(duì)土壤全氮的影響Fig.2 Effects of different treatments on soil total nitrogen

2.3 不同處理對(duì)土壤速效氮的影響

由圖3 可知，7 種覆蓋模式下，0～20 cm 土層中速效氮含量積累由高到低依次為野草、油豆輪作、黑麥草、露地、牛繁縷、鼠茅草、三葉草，與對(duì)照相比，野草、油豆輪作和黑麥草覆蓋模式分別增加14.64%、8.98%和5.65%，而牛繁縷、鼠茅草和三葉草則分別降低1.16%、6.38%和9.42%；在20～40 cm 土層中速效氮含量積累由高到低依次為黑麥草、三葉草、野草、油豆輪作、牛繁縷、露地、鼠茅草，其中黑麥草、三葉草、野草、油豆輪作和牛繁縷覆蓋模式分別比對(duì)照提高55.92%、16.84%、8.32%和1.04%，只有鼠茅草比對(duì)照下降0.42%。

圖3 不同處理對(duì)土壤速效氮的影響Fig.3 Effects of different treatments on soil available nitrogen

2.4 不同處理對(duì)土壤速效磷的影響

由圖4 可知，在0～20 cm 土層中速效磷含量積累由高到低依次為油豆輪作、牛繁縷、鼠茅草、野草、黑麥草、三葉草、露地，與對(duì)照相比分別提高68.84%、62.32%、55.80%、23.91%、22.46%和21.01%；而在20～40 cm 土層中速效磷含量由高到低依次為黑麥草、油豆輪作、牛繁縷、露地、鼠茅草、野草、三葉草，其中黑麥草、油豆輪作和牛繁縷覆蓋模式比對(duì)照高89.01%、26.37%和16.48%，而鼠茅草、野草和三葉草比對(duì)照低4.40%、43.96%和51.65%。

圖4 不同處理對(duì)土壤速效磷的影響Fig.4 Effects of different treatments on soil available phosphorus

2.5 不同處理對(duì)土壤速效鉀的影響

由圖5（見(jiàn)下頁(yè)）可知，各處理0～20 cm 和20～40 cm土層中速效鉀的含量與對(duì)照相比均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，在0～20 cm 土層中速效鉀含量由高到低依次為黑麥草、鼠茅草、油豆輪作、牛繁縷、三葉草、野草、露地，比對(duì)照分別增加 94.33%、74.68%、54.27%、47.24%、29.96% 和15.22%；而在20～40 cm 土層中，速效鉀含量由高到低依次為油豆輪作、牛繁縷、黑麥草、三葉草、鼠茅草、野草和露地，分別比對(duì)照增加50.25%、48.57%、33.50%、26.01%、10.27%和1.94%。

圖5 不同處理對(duì)土壤速效鉀的影響Fig.5 Effects of different treatments on soil available potassium

3 結(jié)論

供試的幾種生草覆蓋均可使隴東旱地蘋果園表層土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷和速效鉀等含量有所提高。其中牛繁縷覆蓋模式對(duì)有機(jī)質(zhì)和全氮的增加效果最好，速效氮、速效磷和速效鉀以黑麥草覆蓋模式下增加效果最好；各處理對(duì)下層土壤的肥力影響較小，尤其對(duì)于速效磷來(lái)說(shuō)，在三葉草和野草覆蓋條件下，20～40 cm 的土層中土壤速效磷含量呈明顯下降趨勢(shì)；對(duì)于不同的蘋果園，應(yīng)結(jié)合果園的肥力狀況，從生草本身的生長(zhǎng)狀況、對(duì)土壤理化性質(zhì)和果實(shí)品質(zhì)的影響等方面來(lái)考量各地區(qū)最佳適宜生草品種，因地制宜地進(jìn)行模式選擇。

土壤表面各肥力性狀變化主要與不同的生草覆蓋方式下的田間含水量、生草生長(zhǎng)周期、土壤腐殖化程度等有關(guān)[9-10]。高茂盛[11]研究表明，不同覆蓋物對(duì)果園土壤的影響程度不同。原因可能是不同覆蓋處理對(duì)土壤表層溫度、濕度和對(duì)土壤中微生物活動(dòng)的促進(jìn)作用不同，進(jìn)而不同程度地提高土壤養(yǎng)分；在果園不同的生草覆蓋處理中，生草覆蓋對(duì)土壤全氮含量的影響基本與土壤有機(jī)質(zhì)的影響一致，主要原因是土壤中的全氮主要源于有機(jī)質(zhì)的礦化，土壤中有機(jī)質(zhì)越豐富，水、氣、熱狀況越良好，釋放的氮含量就會(huì)越大[12]。

生草覆蓋下，土壤上層（0～20 cm）的主要養(yǎng)分含量的增加量均高于下層（20～40 cm），這是有機(jī)肥、化學(xué)氮肥施肥水平和施肥方式等影響因素共同作用的結(jié)果[13]；在鼠茅草、三葉草和野草的覆蓋條件下，下層土壤中的速效磷呈下降趨勢(shì)，主要原因是這幾種處理的生草都是強(qiáng)生長(zhǎng)勢(shì)和高生產(chǎn)力的生草，對(duì)磷的消耗較大。另外，這幾種生草為深根系生草，根系生長(zhǎng)發(fā)達(dá)，在土壤中形成一個(gè)根系盤結(jié)層和滯水層，阻止養(yǎng)分向下移動(dòng)。加之磷在土壤中的移動(dòng)速度慢，易被土壤固定；所以低壟覆膜和牛繁縷覆蓋模式適合在隴東果園應(yīng)用推廣，有望成為較理想的果園生草覆蓋模式。