不同覆蓋材料對(duì)設(shè)施葡萄根系分布及土壤理化特性的影響

商佳胤，張新建，李 凱，張 鶴，王 丹

(1.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 林業(yè)果樹(shù)研究所，天津 300383； 2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津 300383)

我國(guó)果園土壤管理方式有清耕制、免耕制、生草制和覆蓋制。清耕制破壞土壤結(jié)構(gòu)，易出現(xiàn)水土流失風(fēng)險(xiǎn)和揚(yáng)沙、揚(yáng)塵的問(wèn)題。免耕制需要使用化學(xué)除草劑，易產(chǎn)生環(huán)境污染和食品安全風(fēng)險(xiǎn)。生草制可以改善果園生態(tài)環(huán)境，但是額外的用工和生產(chǎn)資料投入又造成果園成本增加。因此，覆蓋制通過(guò)覆蓋材料，不僅可以調(diào)節(jié)土壤的保水能力，還可以提高土壤養(yǎng)分含量，改善酶活性，是目前較為健康的果園土壤管理措施之一。

地面覆蓋材料種類(lèi)繁多，我國(guó)果園主要使用有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料兩種模式，主要用于抑制雜草和保持土壤濕度。相比于有機(jī)材料，無(wú)機(jī)材料更易獲取，并且投入成本更低，因此在果樹(shù)種植中應(yīng)用更廣泛。近幾年，前人對(duì)露地條件下農(nóng)作物和園藝作物覆蓋模式開(kāi)展了土壤環(huán)境、微生物特征、果實(shí)品質(zhì)、植株生長(zhǎng)特性、水分利用率、土壤養(yǎng)分及其需求規(guī)律等方面研究，許多研究表明，覆蓋材料可以顯著提高果樹(shù)的凈光合速率、果實(shí)品質(zhì)以及土壤的養(yǎng)分利用率，可以調(diào)節(jié)土壤的保水能力，提高土壤酶活性，改變土壤養(yǎng)分含量。

設(shè)施葡萄種植，在定植溝或全園覆蓋材料，可以實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)的保水、增溫、反光等技術(shù)需求。與露地種植不同，大棚內(nèi)土壤溫濕度更高，水分自主調(diào)控能力更強(qiáng)，土壤溫濕度變化不劇烈，無(wú)雨水淋溶現(xiàn)象。因此，大棚內(nèi)的土壤理化指標(biāo)變化趨勢(shì)與露地差異巨大。與前人對(duì)覆蓋材料的研究多在露地條件下進(jìn)行不同，針對(duì)設(shè)施葡萄地面覆蓋的研究較少，因此系統(tǒng)研究設(shè)施內(nèi)不同覆蓋材料對(duì)葡萄根系分布及土壤理化特性的影響，具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)意義。本研究設(shè)置了地膜、地布、無(wú)紡布3種覆蓋材料，通過(guò)對(duì)不同土層的葡萄根系分布和土壤pH值、EC值以及相關(guān)酶活性進(jìn)行研究，以期獲得設(shè)施栽培模式下最佳的覆蓋材料，為設(shè)施葡萄園覆蓋材料的選擇提供理論和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2016年5月至2017年11月在天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新基地進(jìn)行，供試葡萄品種為4年生巨玫瑰，扦插苗，日光溫室種植。試驗(yàn)材料采用傾斜龍干整形方法，南北行向，株行距為1 m×2 m，主干高0.8 m，主干以上分雙側(cè)葉幕，開(kāi)張角度為60°，架面高1.80 m，葉幕傾斜長(zhǎng)度1.25 m，葉幕厚度0.35 m。

覆蓋材料為黑色地膜(地膜/A)、黑色園藝地布(地布/B)、白色無(wú)紡布(無(wú)紡布/C)，寬幅為0.5 m，覆蓋在葡萄定植壟兩側(cè)，用園藝地釘固定，壟間不覆蓋。以不覆蓋材料為對(duì)照組(CK)。覆蓋材料下鋪設(shè)間距為10 cm，流量為2 L·h滴灌管，常規(guī)管理全年水肥。

供試地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量為14.93 g·kg，全氮1.26 g·kg，全磷1.24 g·kg，全鉀3.34 g·kg。

1.2 方法

1.2.1 根系分布的調(diào)查方法

在葡萄落葉后采用壕溝法制作土壤垂直剖面進(jìn)行單株根系組成與分布調(diào)查。剖面與定植溝平行，與植株的距離為5 cm，剖面寬80 cm(距植株左右各為40 cm)，深80 cm，在土壤剖面挖好后，沿水平方向和垂直方向均按 10 cm 的間隔，將剖面切分成10 cm×10 cm 的方格，然后使用游標(biāo)卡尺測(cè)量須根直徑，按照<2 mm、2～<5 mm、5～<10 mm、≥10 mm 4個(gè)等級(jí)將須根分布情況標(biāo)注在繪圖紙上。每處理隨機(jī)選3株葡萄植株繪制根系分布剖面圖，3 次重復(fù)。根據(jù)繪制的根系分布剖面圖統(tǒng)計(jì)不同土壤深度和水平距離根系的分布狀況。

1.2.2 土壤指標(biāo)測(cè)定

球蟲(chóng)病主要危害雛雞，感染球蟲(chóng)后土雞的腸壁細(xì)胞被破壞，不僅腸道出血，還會(huì)影響多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，病雞生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，產(chǎn)蛋減少，雛雞發(fā)病率死亡率高，病愈雛雞生長(zhǎng)滯后，抵抗力低，易患其他疾病，給養(yǎng)殖戶(hù)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

根系調(diào)查完成后，分別采集葡萄定植地表以下0～<10 cm、10～<20 cm、20～<30 cm、30～<40 cm、40～<50 cm、50～<60 cm、60～<70 cm、70～<80 cm的土壤樣品，用烘干法測(cè)定土壤含水量。采集葡萄定植地表以下0～5 cm、(20±5)cm、(40±5)cm、(60±5)cm、75～80 cm，使用雷磁PHS-3C pH計(jì)測(cè)定土壤pH值和EC值；使用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定土壤脲酶活性；使用磷酸酶標(biāo)比色法測(cè)定土壤酸性磷酸酶活性；使用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定土壤蔗糖酶活性；使用高錳酸鉀滴定法測(cè)定土壤過(guò)氧化氫酶活性。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和作圖；用SPSS 12.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用最小顯著差異法(LSD)比較不同數(shù)據(jù)組間的差異，顯著性水平設(shè)定為α=0.05；用SigmaPlot12.0軟件繪制根系分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋材料葡萄根系數(shù)量及比例

不同覆蓋材料對(duì)巨玫瑰葡萄根系的總量和根系直徑組成均有顯著影響(表1)。3個(gè)處理中，采用無(wú)紡布覆蓋的根系總量最大，單個(gè)剖面根系數(shù)量達(dá)111條，其次為地膜(99條)和地布(91條)，對(duì)照組的根系數(shù)量最少，單個(gè)剖面根系數(shù)量為73 條。從不同直徑的根系組成來(lái)看，3個(gè)覆蓋處理在直徑<2 mm吸收根的數(shù)量最大，分別占無(wú)紡布、地布、地膜處理的59.46%(66條)、71.43%(65條)、52.53%(52條)。與3個(gè)處理相比，對(duì)照組中2～<5 mm的根系數(shù)量最大，占總根系的41.10%(30條)，<2 mm吸收根的數(shù)量次之，占總根系的32.88%(24條)。在不同處理和對(duì)照組中，≥10 mm根系的數(shù)量和所占比例均為最少，占比均小于5%?？梢?jiàn)，從葡萄根系的徑粗而言，總體占比多的是較細(xì)的吸收根。

表1 不同覆蓋材料下葡萄根系數(shù)量及比例

2.2 不同覆蓋材料葡萄根系垂直分布

從根系分布的剖面圖可以看出(圖1)，巨玫瑰葡萄根系在土層垂直深度0～<80 cm均有分布，但不同覆蓋處理之間根系的垂直分布范圍有明顯差異(表2)。采用無(wú)紡布和地布覆蓋使葡萄根系的分布更淺，2個(gè)處理在0～<20 cm的土層內(nèi)分布了36.93%和41.74%的根系，顯著高于地膜和對(duì)照組的13.13%和15.07%。各處理根系分布最多的土層為20～<30 cm，其根系分布比例為22.52%～50.68%，與3個(gè)覆蓋處理相比，對(duì)照組在這一區(qū)域的根系更為集中，占到總根系的一半以上。在土層垂直深度30～<60 cm，對(duì)照組的根系比例仍然顯著高于3個(gè)覆蓋處理，為30.14%，其次為覆蓋地膜(26.26%)。在調(diào)查土層最深的60～<80 cm，3個(gè)覆蓋處理的根系比例仍然很高，分別為18.02%、14.29%和14.14%，而對(duì)照組在此土層的根系則分布比例較低，為4.11%。由此可見(jiàn)，覆蓋無(wú)紡布和地布可以顯著提高葡萄土壤表層根系的分布，而覆蓋材料可以增加葡萄根系在較深土層的分布，不覆蓋材料葡萄的根系相對(duì)集中在土層的20～<60 cm。

圖1 不同覆蓋材料下葡萄根系剖面Fig.1 Root profile of grape under different covering materials

表2 不同覆蓋材料下葡萄根系垂直分布情況

2.3 不同覆蓋材料葡萄根系水平分布

從根系距離主干的縱列水平分布可以看出(圖1、表3)，巨玫瑰葡萄50% 左右的水平根分布在葡萄主蔓兩側(cè)-20～<20 cm，其中覆蓋地膜、無(wú)紡布2個(gè)處理在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的根系比例最高，分別為58.58%和56.75%，然后依次是對(duì)照組(50.69%)和地布(48.36%)。在主蔓兩側(cè)±20～<30 cm，各處理和對(duì)照組的根系比例為19.19%～26.37%。在距離主干最遠(yuǎn)的調(diào)查范圍(±30～<40 cm)，對(duì)照組根系比例(27.40%)顯著高于3個(gè)覆蓋處理?？梢?jiàn)，在根系的水平分布方面，不覆蓋材料的對(duì)照組根系分布的比例更廣，但是從不同區(qū)域的根系數(shù)量比較，對(duì)照組則要低于3個(gè)覆蓋處理。

表3 不同覆蓋材料下葡萄根系水平分布情況

2.4 不同覆蓋材料對(duì)不同土層土壤含水量的影響

如圖2所示，地膜、地布的土壤含水量總體呈隨土層加深而逐漸下降的趨勢(shì)，其含水量最高值分別出現(xiàn)在10 cm(14.75%)、10 cm(14.14%)，最低值分別出現(xiàn)在40 cm(11.31%)、70 cm(12.04%)，最高值分別較最低值提高30.44%、17.38%；無(wú)紡布和對(duì)照組的土壤含水量則不明顯，其含水量最高值分別出現(xiàn)在60 cm(13.91%)、60 cm(12.90%)，最低值分別出現(xiàn)在70 cm(11.40%)、40 cm(12.02%)，最高值分別較最低值提高22.03%、7.30%。地膜和地布覆蓋在距離土壤表面最近0～20 cm區(qū)域，其土壤含水量均顯著高于覆蓋無(wú)紡布和對(duì)照組，2個(gè)處理在10 cm處較無(wú)紡布和對(duì)照組的土壤含水量分別提高14.37%、9.59%和15.97%、11.23%，在20 cm處較無(wú)紡布和對(duì)照組的土壤含水量分別提高18.99%、11.27%和13.35%、6.00%?？梢?jiàn)，覆蓋材料可以有效提高土壤含水量的最大值，覆蓋地膜和地布則可以顯著提高表層土壤的保水效果。

圖2 不同土層的土壤含水量Fig.2 Soil moisture in different soil layers

2.5 不同覆蓋材料對(duì)不同土層土壤pH值的影響

圖3 不同土層的土壤pH值Fig.3 pH in different soil depths

2.6 不同覆蓋材料對(duì)不同土層土壤EC的影響

如圖4所示，覆蓋處理可以顯著降低土壤表層的EC值，與對(duì)照組相比，3個(gè)處理在0和20 cm處的EC值分別降低了14.56%、17.48%、7.77%和18.56%、13.40%、23.71%；在較深土層中，對(duì)照組的EC值也顯著高于覆蓋地布和無(wú)紡布處理。覆蓋地布和無(wú)紡布在20 cm以下的土層深度的EC值變化不大。與這兩個(gè)處理相比，隨著土層加深(大于40 cm)，覆蓋地膜的土壤EC值顯著上升，并在40 cm處達(dá)到最大，為1.12；此后逐漸變小，在80 cm處為0.94，顯著高于2個(gè)覆蓋處理，但是顯著低于對(duì)照組(1.08)。

圖4 不同土層深度的土壤EC值Fig.4 EC in different soil depths

2.7 葡萄設(shè)施栽培地膜不同覆蓋材料對(duì)土壤脲酶活性的影響

如圖5所示，3個(gè)覆蓋處理和對(duì)照組的土壤脲酶活性在0～40 cm的變化趨勢(shì)不大，土層加深后，其脲酶活性顯著上升，其中覆蓋地布和無(wú)紡布處理以及對(duì)照組的脲酶活性最大值均在80 cm處，分別為1 036.9、1 212.03和1 517.7 U·g；覆蓋地膜處理則是在60 cm處最大，為1 334.61 U·g；脲酶活性最小值出現(xiàn)的土層則有所差異，地膜出現(xiàn)在表層(693.7 U·g)，地布、無(wú)紡布和對(duì)照組則均出現(xiàn)在40 cm處，分別為613.8、465.1、923.0 U·g。在各土層，對(duì)照組的脲酶活性均高于或顯著高于3個(gè)覆蓋處理，其中在40 cm處較覆蓋無(wú)紡布提高最大，達(dá)到98.44%；在20 cm處較覆蓋地膜提高最小，達(dá)到1.96%。

圖5 不同覆蓋材料下不同土層的脲酶活性Fig.5 Urease activity in different soil depths under different covering materials

2.8 葡萄設(shè)施栽培地膜不同覆蓋材料對(duì)土壤酸性磷酸酶活性的影響

如圖6所示，3個(gè)覆蓋處理和對(duì)照組的土壤酸性磷酸酶活性變化幅度不大，總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，各處理的酶活性差異不大。3個(gè)處理在土壤表層酸性磷酸酶活性均為最低，分別為2.424 6、2.427 8和2.422 4 mg·g·h，并分別在60 cm、40 cm和60 cm達(dá)到最大，分別為2.461 7、2.447 7和2.476 1 mg·g·h。與各覆蓋處理相比，對(duì)照組在土壤表層酸性磷酸酶活性均顯著高于3個(gè)覆蓋處理，為2.443 6 mg·g·h；在60 cm處達(dá)到最大，為2.460 1 mg·h·h。

圖6 不同覆蓋材料下不同土層的酸性磷酸酶活性Fig.6 Acid phosphatase activity in different soil depths under different covering materials

2.9 葡萄設(shè)施栽培地膜不同覆蓋材料對(duì)土壤蔗糖酶活性的影響

如圖7所示，3個(gè)覆蓋處理和對(duì)照組的土壤蔗糖酶活性均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，均在40 cm達(dá)到最高，然后逐漸下降。土壤0～20 cm的蔗糖酶活性各處理間的差異均不顯著；在40 cm，對(duì)照組的蔗糖酶活性顯著高于3個(gè)覆蓋處理，分別較處理提高了3.91%、3.30%和2.57%。在60 cm和80 cm，對(duì)照組的蔗糖酶活性較最大值下降幅度更大(下降20.64%和20.30%)，在這2個(gè)土層的酶活性均顯著低于3個(gè)覆蓋處理，其中60 cm處分別降低了4.40%、3.60%和7.94%，在80 cm處分別降低了4.12%、1.69%和4.90%?？梢?jiàn)覆蓋材料對(duì)土層較深的蔗糖酶活性有更顯著的影響。

圖7 不同覆蓋材料下不同土層的蔗糖酶活性Fig.7 Invertase activity in different soil depths under different covering materials

2.10 葡萄設(shè)施栽培地膜不同覆蓋材料對(duì)土壤過(guò)氧化氫酶活性的影響

如圖8所示，3個(gè)覆蓋處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性均呈現(xiàn)先升高后下降再升高的趨勢(shì)，而對(duì)照組的土壤過(guò)氧化氫酶活性在不同土層的變化不明顯，0～60 cm的土壤過(guò)氧化氫酶高于或顯著高于3個(gè)覆蓋處理。在土壤表層，3個(gè)覆蓋處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性均顯著低于對(duì)照組，分別較對(duì)照組下降了28.29%、24.55%和50.74%。在40 cm，覆蓋地布的土壤過(guò)氧化氫酶活性達(dá)到最大值，與對(duì)照組的酶活性水平接近，而另外2個(gè)覆蓋處理則處于較低水平。隨著土層加深，覆蓋地膜和無(wú)紡布2個(gè)處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性開(kāi)始快速上升，并在80 cm超過(guò)對(duì)照組和覆蓋地布處理，達(dá)到了最大值，此時(shí)3個(gè)覆蓋處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性分別較對(duì)照組升高了26.99%、-6.00%和13.03%。

圖8 不同覆蓋材料下不同土層的過(guò)氧化氫酶活性Fig.8 Catalase activity in different soil depths under different covering materials

2.11 不同處理指標(biāo)的相關(guān)性

不同土層的土壤根系數(shù)量是反映葡萄生長(zhǎng)發(fā)育情況的主要指標(biāo)，根系數(shù)量多，說(shuō)明葡萄植株對(duì)養(yǎng)分的吸收能力強(qiáng)，樹(shù)體健壯。由表4可以看出，葡萄的根系數(shù)量與脲酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)，與蔗糖酶活性呈極顯著正相關(guān)，與其他指標(biāo)無(wú)顯著的相關(guān)性。土壤含水量與pH值呈顯著正相關(guān)，與酸性磷酸酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。pH值與脲酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)無(wú)顯著的相關(guān)性。脲酶活性與蔗糖酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)，與過(guò)氧化氫酶活性呈顯著正相關(guān)，與其他指標(biāo)無(wú)顯著的相關(guān)性。

表4 不同處理指標(biāo)的相關(guān)性分析

2.12 各測(cè)定指標(biāo)的主成分分析及綜合貢獻(xiàn)率

首先對(duì)4×8原始數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算相關(guān)矩陣的特征向量，得到特征值和貢獻(xiàn)率，共提取了特征值大于1的3個(gè)主成分，方差累積貢獻(xiàn)率為76.578%(表5)，可以概括不同覆蓋處理測(cè)定的土壤理化指標(biāo)的大部分信息。利用主成分載荷矩陣(表6)，成分載荷除以成分特征值的平方根得出成分特征向量，用特征向量表示主成分得分。3個(gè)主成分分別從不同方面反映了覆蓋材料對(duì)葡萄根系及土壤理化指標(biāo)的影響，將主成分按照貢獻(xiàn)率綜合為加權(quán)綜合得分和主成分方差貢獻(xiàn)率(表7)，以綜合得分對(duì)覆蓋材料進(jìn)行評(píng)分，綜合得分越高表示該處理方法的綜合表現(xiàn)越優(yōu)。通過(guò)計(jì)算獲得不同處理在3個(gè)主成分中的得分，在PC1中，覆蓋地布和無(wú)紡布的得分優(yōu)于覆蓋地膜和對(duì)照組，說(shuō)明其在脲酶、酸性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶等方面表現(xiàn)較優(yōu)。在PC2中，覆蓋地膜和對(duì)照組的得分優(yōu)于覆蓋地布和無(wú)紡布，說(shuō)明其在根系數(shù)量和蔗糖酶兩方面表現(xiàn)較優(yōu)。在PC3中，覆蓋地布和無(wú)紡布的得分優(yōu)于覆蓋地膜和對(duì)照組，說(shuō)明其在EC方面表現(xiàn)較優(yōu)。通過(guò)計(jì)算貢獻(xiàn)率，獲得最佳的覆蓋材料為無(wú)紡布和地布，其次為地膜，覆蓋材料的效果均優(yōu)于不覆蓋的對(duì)照組。

表5 主成分方差解釋

表6 主成分載荷矩陣

表7 不同覆蓋處理的主成分得分

3 討論

果樹(shù)根系具有明顯的趨水性和趨肥性，果園地面管理在果樹(shù)周年管理中占有重要的地位。充足的水分有利于根系對(duì)礦質(zhì)元素的吸收和利用，促進(jìn)植株的新陳代謝、光合作用和其他生理生化過(guò)程，從而促進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，而地表覆蓋可以有效地減少土壤水分蒸發(fā)，保持土壤濕度。本研究表明，覆蓋材料會(huì)顯著提升直徑<2 mm吸收根的數(shù)量，而對(duì)照組中2～<5 mm的根系數(shù)量最大；覆蓋材料會(huì)顯著提升設(shè)施葡萄根系總數(shù)，覆蓋無(wú)紡布還會(huì)顯著提升0～<20 cm 根系分布(36.73%)，對(duì)照組為15.07%，可見(jiàn)，淺層土壤密集著更多的吸收根系，對(duì)于設(shè)施栽培根系提早升溫，促進(jìn)早萌芽早坐果有一定的正效應(yīng)。在土壤含水量方面，覆蓋地膜和地布可以顯著提高土壤表層(0～<20 cm)區(qū)域的含水量，但是從土壤表層根系的分布情況看，覆蓋無(wú)紡布仍然可以顯著提高葡萄根系在表層的分布。相關(guān)性分析表明，土壤含水量與根系分布無(wú)顯著的相關(guān)性，也說(shuō)明在一定土層內(nèi)根系的分布與土壤的含水量關(guān)系不大，這可能是由于設(shè)施內(nèi)不同土層的土壤含水量的差異不是很大，根系更趨向于不受脅迫的環(huán)境(高營(yíng)養(yǎng)、高孔隙度、適宜的溫度等)有關(guān)，而覆蓋地表升溫明顯的地膜或地布會(huì)提高土壤溫度，會(huì)形成局部根系的高溫脅迫。

地膜不透氣會(huì)減少土壤中O的含量，抑制好氧微生物活性，抑制土壤呼吸和降低微生物代謝熵；增加土壤溫度和濕度，使土壤與外部空氣隔絕，進(jìn)而抑制土壤水分的蒸發(fā)速度，提高土壤養(yǎng)分的有效性。有研究認(rèn)為，不覆蓋條件下長(zhǎng)期單施氮肥降低了土壤 pH值，導(dǎo)致土壤酸化和作物產(chǎn)量降低，進(jìn)而延緩甚至避免土壤酸化。這與本研究的結(jié)論是一致的，即覆蓋材料會(huì)提高土壤表層的土壤pH值，降低EC值，從而減緩設(shè)施栽培的土壤表層酸化和肥害風(fēng)險(xiǎn)，覆膜使土壤水分和鹽基離子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變。

土壤酶是土壤的重要組分，主要來(lái)自土壤微生物、動(dòng)物和植物活體或殘?bào)w，參與包括土壤生物化學(xué)過(guò)程在內(nèi)的自然界物質(zhì)循環(huán)，在土壤的發(fā)生發(fā)育及土壤肥力的形成過(guò)程中起重要作用。土壤酶活性與土壤水分特性、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤微生物數(shù)量及土壤養(yǎng)分含量等密切相關(guān)，因此土壤酶活性的高低可以作為土壤肥力評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。土壤脲酶活性可以用來(lái)表示土壤有機(jī)態(tài)氮向有效態(tài)氮的轉(zhuǎn)化能力和土壤無(wú)機(jī)氮的供應(yīng)能力，酸性磷酸酶使土壤中的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化成可供植物吸收的無(wú)機(jī)磷，其活性可判斷土壤的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化能力，蔗糖酶對(duì)增加土壤中易溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮著重要的作用，過(guò)氧化氫酶可以分解土壤過(guò)氧化氫，降低過(guò)氧化氫過(guò)度積累對(duì)土壤微生物和植物根部的毒害。本研究表明，覆蓋材料會(huì)抑制不同土層的脲酶活性，說(shuō)明更好的土壤透氣性會(huì)提高土壤脲酶活性，從而促進(jìn)有機(jī)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化能力。覆蓋材料和對(duì)照組的酸性磷酸酶活性變化的閾值很小，說(shuō)明覆蓋處理對(duì)酸性磷酸酶活性影響不大。土壤蔗糖酶活性與設(shè)施葡萄根系的數(shù)量存在極顯著的相關(guān)性，根系集中的區(qū)域土壤蔗糖酶活性越強(qiáng)，這可能和土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化與積累有關(guān)。對(duì)照組的土壤過(guò)氧化氫酶活性在不同土層均處于相對(duì)較高的水平，而根系數(shù)量也反映了高的過(guò)氧化氫酶活性可能與之相關(guān)。

綜上所述，覆蓋材料可以顯著地提高設(shè)施葡萄根系的數(shù)量；覆蓋材料可以提高土壤的pH值，降低EC值，降低土壤酸化和肥害風(fēng)險(xiǎn)；覆蓋材料對(duì)土壤酶活性有一定的影響，其中對(duì)土壤過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性作用更明顯。通過(guò)使用相關(guān)性分析、主成分分析，計(jì)算綜合貢獻(xiàn)率評(píng)價(jià)，可見(jiàn)，設(shè)施葡萄栽培中使用覆蓋材料對(duì)葡萄根系生長(zhǎng)及土壤理化特性有一定的正效應(yīng)，且以透氣性較佳的無(wú)紡布作為覆蓋材料效果最好。