曹紅妹,胡桂萍,黃振俠,石旭平,蔡翔,王豐,劉宇新,王亞威,王禮獻(xiàn)
(1江西省經(jīng)濟(jì)作物研究所,南昌 330202;2江西省農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站,南昌 330006)
地面覆蓋(Mulching)是利用物理、化學(xué)以及生物物質(zhì)覆蓋農(nóng)田、菜田及果園土壤表層,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、達(dá)到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益統(tǒng)一的一種重要的土壤管理農(nóng)藝措施[1]。常用的覆蓋材料包括地膜覆蓋(滲水地膜、生物降解膜及塑料地膜)、砂石覆蓋、農(nóng)作物秸稈覆蓋[2],其中,作為傳統(tǒng)的覆蓋材料,覆蓋秸稈成本低、且對(duì)土壤具有培肥和保護(hù)等作用,逐漸被廣泛應(yīng)用[3]。
茶樹(shù)(Camellia sinensisL.)和梨樹(shù)(Pyrus,i,f.)是中國(guó)重要的多年生木本經(jīng)濟(jì)作物。當(dāng)前秸稈覆蓋模式在茶園、梨園等作物上已有大量應(yīng)用和研究,秸稈覆蓋可以儲(chǔ)水保墑、調(diào)節(jié)土溫、平抑土壤溫度波動(dòng),顯著降溫、提高土壤水分利用效率和含量、避免高溫、高濕脅迫,表現(xiàn)較高的增產(chǎn)效益[4-5]。如孔樟良等[6]開(kāi)展了秸稈覆蓋對(duì)低齡茶園土壤性狀和地表養(yǎng)分流失的影響研究,結(jié)果顯示低齡茶園進(jìn)行行間覆蓋秸稈可以顯著增強(qiáng)土壤保水作用,降低表層土壤容重,提高土表活性有機(jī)質(zhì)、速效磷和速效鉀含量,提高土壤酶活性和微生物數(shù)量;檀和平[7]發(fā)現(xiàn)在山區(qū)茶園推廣應(yīng)用秸稈茶園覆蓋技術(shù)有效改良了土壤、提升了茶葉品質(zhì),實(shí)現(xiàn)了節(jié)本增效、增產(chǎn)增收。另外,秸稈覆蓋還可有效提高土壤養(yǎng)分,調(diào)節(jié)土壤pH 及作物主要伴生生物群落。如徐鍇等[8]連續(xù)3年對(duì)梨園覆蓋進(jìn)行試驗(yàn),研究表明秸稈覆蓋明顯增加了土壤速效磷、速效鉀、堿解氮和有效性鐵、銅、鋅、錳的含量,且隨著覆蓋時(shí)間的延長(zhǎng),影響效果不斷提高。葉照春等[9]開(kāi)展了4 種覆蓋模式對(duì)茶園控草效果、土壤含水量和pH的影響研究,結(jié)果顯示以秸稈覆蓋對(duì)改善土壤肥力和茶樹(shù)生長(zhǎng)效果最好,對(duì)茶園雜草的控制效果達(dá)66%以上,對(duì)土壤pH 也存在一定影響。彭晚霞[10]研究發(fā)現(xiàn)稻草覆蓋和間作在改善茶園土壤環(huán)境的基礎(chǔ)上,極顯著地降低了雜草的生物量、種類、密度和株高,明顯增加了蚯蚓的種群數(shù)量和生物量,可為天敵創(chuàng)造良好的生存環(huán)境。
目前秸稈覆蓋在江西地區(qū)研究較少,特別是江西地區(qū)經(jīng)濟(jì)作物茶園和梨園進(jìn)行秸稈覆蓋后對(duì)其不同時(shí)間的主要病蟲(chóng)草害及土壤不同深度的溫濕度及pH 的影響尚無(wú)系統(tǒng)研究。本試驗(yàn)以茶園和梨園為研究對(duì)象,以不同入園量秸稈覆蓋和對(duì)照為試驗(yàn)因子,分析秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園主要病蟲(chóng)草害和土壤環(huán)境因子的影響,以期為茶園和梨園合理覆蓋方式的選擇,保障茶業(yè)、果業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)用廢棄物高值化利用提供重要的理論和實(shí)踐依據(jù)。
試驗(yàn)于2021年4—10月在江西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)示范園(江西省蠶桑茶葉研究所)(116°02?N,28°37?E,海拔49.7 m)內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)年平均氣溫17.5℃,無(wú)霜期287 d,多年平均降雨量1514.1 mm,土壤為崗地紅壤土。供試茶園茶樹(shù)品種為福鼎大白,茶樹(shù)齡10~15年;果園果樹(shù)品種為翠冠梨,樹(shù)齡5~10年;供試秸稈為江西地區(qū)當(dāng)?shù)赝淼镜静荨?/p>
試驗(yàn)為田間大區(qū)對(duì)比試驗(yàn),設(shè)4個(gè)處理,分別為處理1:秸稈覆蓋量7500 kg/hm2、處理2:秸稈覆蓋量15000 kg/hm2、處理3:秸稈覆蓋量22500 kg/hm2、處理4:對(duì)照CK,秸稈覆蓋量0 kg/hm2;每個(gè)處理重復(fù)3 次,每個(gè)處理的面積為1 hm2,處理之間隨機(jī)區(qū)組排列,茶園秸稈采取行間覆蓋的方式,翠冠梨園秸稈采取樹(shù)盤(pán)覆蓋(與樹(shù)冠投影面積一致)的方式,茶園果園秸稈于2021 年4 月初開(kāi)始覆蓋,持續(xù)覆蓋試驗(yàn)時(shí)間為4—10月,茶園果園每個(gè)處理的生態(tài)環(huán)境及其他田間管理措施完全一致。
1.3.1 病蟲(chóng)害發(fā)生調(diào)查采用對(duì)角線取樣法在秸稈覆蓋的茶園和梨園挑選3 株茶樹(shù)和梨樹(shù),調(diào)查從樹(shù)冠至地面的主要?。ú柙萍y葉枯病和梨輪紋?。?、蟲(chóng)(葉嬋、茶尺蠖、茶扁刺蛾和梨虎)的發(fā)生數(shù)量,設(shè)3 次重復(fù)。調(diào)查時(shí)間為夏季(2021年6月)和秋季(2021年10月)。
1.3.2 雜草調(diào)查采用五點(diǎn)取樣法分別對(duì)茶園和梨園各處理的雜草進(jìn)行調(diào)查,記錄各單位面積內(nèi)雜草種類、株數(shù),計(jì)算秸稈覆蓋區(qū)與對(duì)照區(qū)平均雜草密度,調(diào)查時(shí)間為夏季(2021年6月)和秋季(2021年10月)。
1.3.3 土壤生物調(diào)查在茶園和梨園各試驗(yàn)處理區(qū)采用“品”字形布設(shè)3 個(gè)30 cm×30 cm 的樣方,在茶園和梨園分別按照0~10、10~20、20~40 cm 土層進(jìn)行手撿,將采集所得的大型動(dòng)物按照分層登記后放入盛有25 mL酒精(75%)瓶中,同時(shí),用土壤采樣器(100 mL)按照茶園和梨園各處理區(qū)不同土層深度自上而下取土樣,每個(gè)處理每個(gè)層次采集3 份,分別用自封袋包好貼上標(biāo)簽后裝入黑布袋中帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中小型動(dòng)物的分離鑒定,中小型動(dòng)物的分離參照肖玖金等[11]的干漏斗法進(jìn)行。將茶園和梨園獲得的所有土壤生物置于雙目解剖鏡(OLYMPUS,SZ2-ILST)下,參照《土壤動(dòng)物》《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》鑒定計(jì)數(shù)[12-13]。采樣時(shí)間為夏季(2021年6月)和秋季(2021年10月)。
1.3.4 土壤溫度和濕度調(diào)查分別在茶園和梨園0~10、10~20、20~40 cm 土層深度處水平安裝iButton 溫度記錄儀(Dallas 半島公司)和水分探頭(Type ML3,Devices,Cambridge,UK)進(jìn)行試驗(yàn)區(qū)土壤溫度和水分的定位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),溫度和水分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均設(shè)置為每小時(shí)自動(dòng)記錄一次。監(jiān)測(cè)時(shí)間為2021 年4—10 月,取夏季(2021 年6 月)和秋季(2021 年10 月)土壤平均溫濕度為研究分析對(duì)象。
1.3.5 土壤pH 測(cè)定采用隨機(jī)對(duì)角五點(diǎn)取樣法分別采取茶園和梨園0~10、10~20、20~40 cm土層深度的土壤樣品(采樣前10 天內(nèi)未降雨)。將土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后,參照葉照春等[9]的試驗(yàn)方法,用PHS-3E型pH計(jì)測(cè)量各處理pH,采樣時(shí)間為夏季(2021年6月)和秋季(2021年10月)。
使用WPS、EXCEL表格進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,LSD 法進(jìn)行多重比較,EXCEL 和Sigma Polt 22.0制作圖表。
2.1.1 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園病害發(fā)生影響由圖1可知,秸稈覆蓋可有效降低茶園和梨園主要病害的發(fā)病率。與未經(jīng)秸稈覆蓋處理的茶園茶樹(shù)云紋葉枯病夏季和秋季對(duì)照CK 的發(fā)病率值42 片/m2和25 片/m2相比,經(jīng)秸稈覆蓋處理后,茶園茶樹(shù)云紋葉枯病夏季和秋季的發(fā)病率分別降至32 片/m2和15 片/m2,均與CK 存在顯著性差異(p<0.05),且夏季至秋季時(shí)間段內(nèi),秸稈覆蓋處理的茶園茶云紋葉枯病發(fā)病率下降的百分率為53.13%,高于對(duì)照CK的40.48%。同樣,梨園進(jìn)行秸稈覆蓋處理后,其主要病害梨輪紋病在夏季和秋季的發(fā)病率均低于對(duì)照CK,且均與之存在顯著性差異(p<0.05),而夏季至秋季這段時(shí)間內(nèi)梨輪紋病發(fā)病率下降的百分率為50.00%,高于對(duì)照CK。
圖1 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園主要病害發(fā)生影響
2.1.2 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園蟲(chóng)害發(fā)生影響由圖2可知,茶園和梨園進(jìn)行秸稈覆蓋后,茶園和梨園主要害蟲(chóng)蟲(chóng)口密度顯著降低,茶樹(shù)主要害蟲(chóng)葉蟬、茶尺蠖、扁刺蛾的蟲(chóng)口密度由夏季至秋季均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),梨樹(shù)主要害蟲(chóng)梨虎的蟲(chóng)口密度由夏季至秋季也呈現(xiàn)下降趨勢(shì),均小于同一時(shí)期的對(duì)照CK并存在顯著性差異(p<0.05)。其中,秸稈覆蓋對(duì)葉蟬的蟲(chóng)口密度變化影響最大,與未覆蓋秸稈的對(duì)照CK 葉蟬蟲(chóng)口密度由夏季至秋季下降百分率為38.46%相比,秸稈覆蓋后葉蟬蟲(chóng)口密度由夏季至秋季下降百分率為54.54%。另外,秸稈覆蓋對(duì)茶尺蠖的蟲(chóng)口密度由夏季至秋季抑制百分率最高,達(dá)66.66%。因此,覆蓋秸稈與未覆蓋秸稈茶園和梨園的主要害蟲(chóng)蟲(chóng)口密度由夏季至秋季的變化一方面可以反映出茶園和梨園主要害蟲(chóng)的自然發(fā)生規(guī)律,另一方面則反映出秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園主要害蟲(chóng)的發(fā)生程度產(chǎn)生了顯著影響。
圖2 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園主要害蟲(chóng)發(fā)生影響
2.1.3 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園草害發(fā)生影響由表1可知,茶園和梨園進(jìn)行秸稈覆蓋處理后對(duì)其雜草豐富度產(chǎn)生影響。經(jīng)調(diào)查分析:茶園雜草共計(jì)10 種,分別屬于不同的10 個(gè)科10 個(gè)屬,與未進(jìn)行秸稈覆蓋的對(duì)照CK 茶園雜草豐富度為10 種相比,秸稈覆蓋的夏季茶園雜草豐富度為10種,而秸稈覆蓋的秋季茶園雜草豐富度下降為6種;梨園雜草共計(jì)9種,分別屬于不同的9 個(gè)科9 個(gè)屬,同樣與對(duì)照CK 茶園雜草豐富度為9 種相比,秸稈覆蓋的夏季梨園雜草種類與之相同,而秸稈覆蓋的秋季梨園雜草種類減少,雜草豐富度下降為5種。因此,可以看出,隨著秸稈覆蓋時(shí)間的推移,可有效減少茶園和梨園雜草種類數(shù)量、降低雜草豐富度。
表1 不同處理下茶園和梨園雜草群落組成
由圖3 可知,秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園雜草生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響。與未覆蓋秸稈茶園(CK),夏季和秋季園間雜草密度分別為71.72 株/m2和57.50 株/m2相比,進(jìn)行秸稈覆蓋處理后,夏季和秋季園間雜草密度分別下降為43.04株/m2和16.73株/m2,與對(duì)照CK均存在顯著性差異(p<0.05),且由夏季至秋季,秸稈覆蓋處理茶園園間雜草密度下降百分率為61.10%,遠(yuǎn)高于對(duì)照CK茶園園間雜草密度由夏季至秋季的下降百分率19.83%。同理,從圖3可知,梨園進(jìn)行秸稈覆蓋后,夏季和秋季梨園雜草密度分別為177.02株/m2和109.73株/m2,遠(yuǎn)低于同時(shí)期對(duì)照CK 梨園雜草密度569.32 株/m2和475.48 株/m2,與對(duì)照CK 均存在顯著性差異(p<0.05),且秸稈覆蓋梨園園間雜草密度由夏季至秋季的下降百分率為38.01%,遠(yuǎn)高于對(duì)照CK 梨園下降百分率16.48%。由此可知,秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園雜草生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用。
圖3 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園雜草密度影響
2.1.4 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤生物的影響由表2可知,隨著時(shí)間的推移,從夏季至秋季未覆蓋秸稈茶園的對(duì)照CK 0~40 cm土層中含有線蟲(chóng)3條、螞蟻2只、蜱螨2只,與對(duì)照CK相比,進(jìn)行秸稈覆蓋處理后,對(duì)茶園土壤生物具有2 個(gè)方面的影響:一是無(wú)益生物線蟲(chóng)減少,僅秸稈7500 kg/hm2和22500 kg/hm2入園量的秋季0~10 cm土層中分別發(fā)現(xiàn)1條線蟲(chóng),其秸稈入園量下的各土層各時(shí)期均未調(diào)查到線蟲(chóng);二是有益生物蚯蚓、螞蟻增多,其中以秸稈15000 kg/hm2入園量的夏季至秋季土壤中的蚯蚓和螞蟻數(shù)量最多。同理由表2可知,隨著時(shí)間的推移,未進(jìn)行秸稈覆蓋的對(duì)照CK梨園0~40 cm土壤中優(yōu)勢(shì)生物主要為線蟲(chóng),調(diào)查到生物包括4條線蟲(chóng)和1條蚯蚓,與對(duì)照CK相比,進(jìn)行秸稈覆蓋處理后,各秸稈入園量下的梨園各深度土壤中調(diào)查到的生物均以蚯蚓為主,其中以秸稈22500 kg/hm2入園量的夏季至秋季土壤中的蚯蚓數(shù)量最多,為4條,且不含線蟲(chóng)。因此可以看出,茶園和梨園進(jìn)行秸稈覆蓋后,有利于土壤中有益生物的發(fā)生,同時(shí)減少不利生物的發(fā)生。
表2 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤生物的影響
2.2.1 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤平均溫度的影響由表3可知,茶園和梨園4種不同秸稈入園量處理下的土壤平均溫度表現(xiàn)出相同的規(guī)律性,一是同一秸稈入園量、同一土層深度,夏季土壤平均溫度均高于秋季土壤平均溫度,且存在顯著性差異(p<0.05);二是同一秸稈入園量、同一季節(jié)時(shí)間,土壤平均溫度隨著土層深度增加而降低,除22500 kg/hm2秸稈和CK夏季土溫不同土層深度的土壤平均溫度之間存在顯著性差異(p<0.05)之外,其他處理不同土層土壤平均溫度之間無(wú)差異;三是夏季未覆蓋秸稈處理的CK茶園和CK梨園0~40 cm土壤平均溫度均高于3個(gè)秸稈覆蓋處理處理茶園和梨園0~40 cm 土壤平均溫度,而秋季未覆蓋秸稈處理的CK茶園和CK梨園0~40 cm土壤平均溫度均低于3個(gè)秸稈覆蓋處理處理茶園和梨園0~40 cm 土壤平均溫度。
表3 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤平均溫度的影響
另外,夏季茶園最高土壤平均溫度為未覆蓋秸稈的CK 0~10 cm的29.91℃,夏季未覆蓋秸稈處理的CK茶園0~40 cm 土壤平均溫度范圍為26.43~29.91℃,最大溫差為3.48℃,夏季秸稈入園量為7500 kg/hm2、15000 kg/hm2和22500 kg/hm2這3個(gè)處理茶園0~40 cm土壤平均溫度范圍分為25.25~26.83、25.24~25.94℃和25.95~28.62℃,最大溫差分別為1.58、0.70℃和2.67℃,均小于對(duì)照CK 的土層最大溫差;秋季未覆蓋秸稈處理的CK 茶園0~40 cm 土壤平均溫度范圍為16.12~18.53℃,最大溫差為2.41℃,夏季秸稈入園量為7500 kg/hm2、15000 kg/hm2和22500 kg/hm2這3 個(gè)處理茶園0~40 cm 土壤平均溫度范圍分為17.46~19.53℃、17.65~19.32℃和18.37~19.88℃,最大溫差分別為2.07℃、1.67℃和1.51℃,均小于對(duì)照CK的土層最大溫差。
同理分析,夏季未覆蓋秸稈處理的CK 梨園0~40 cm 土壤平均溫度范圍為26.15~27.84℃,最大溫差為1.69℃,夏季3個(gè)秸稈入園量處理梨園0~40 cm土壤平均溫度范圍分為22.52~23.33℃、23.27~23.97℃和26.15~26.67℃,最大溫差分別為0.81、0.70℃和0.52℃,均小于對(duì)照CK 的土層最大溫差;秋季未覆蓋秸稈處理的CK 梨園0~40 cm 土壤平均溫度范圍為15.74~16.87℃,最大溫差為1.13℃,秋季3個(gè)秸稈入園量處理梨園0~40 cm 土壤平均溫度范圍分為17.24~17.97℃、17.42~17.63℃和17.02~17.83℃,最大溫差分別為0.73℃、0.21℃和0.81℃,均小于對(duì)照CK的土層最大溫差。因此可以得出,秸稈覆蓋可對(duì)茶園和梨園土壤均具有控溫作用,同時(shí)還對(duì)茶園和梨園土壤發(fā)揮夏季散熱、秋季保溫的作用,其中以7500 kg/hm2和15000 kg/hm2秸稈覆蓋量作用較好。
2.2.2 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤平均含水量(濕度)的影響由表4可知,秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤均表現(xiàn)出較好的保濕作用,且表現(xiàn)出了相同的規(guī)律性,具體表現(xiàn)為:一方面,同一秸稈入園量、同一土層深度,夏季土壤平均濕度均高于秋季土壤平均濕度,且存在顯著性差異(p<0.05);另一方面,同一秸稈入園量、同一季節(jié)時(shí)間,土壤平均濕度隨著土層深度增加而增加,但不存在顯著性差異;同時(shí),夏季和秋季未覆蓋秸稈處理的CK茶園和CK梨園0~40 cm土壤平均濕度均低于3個(gè)秸稈覆蓋處理處理茶園和梨園0~40 cm 土壤平均濕度。由此說(shuō)明,茶園和梨園進(jìn)行秸稈覆蓋后,可有效減少土壤水分蒸發(fā),達(dá)到保持土壤水分、濕度作用,且3種秸稈覆蓋量的保濕作用均較好。
表4 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤平均濕度度的影響
2.2.3 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤pH 的影響由表5可知,秸稈覆蓋可有效提升茶園和梨園表層土(0~10 cm)的土壤pH,且隨著秸稈覆蓋量的增加而增加;而對(duì)深層土(20~60 cm)的土壤pH 影響不大。茶園未覆蓋秸稈處理的對(duì)照CK隨著時(shí)間的推移及土層深度的加深,土壤pH均不斷上升、但均小于試驗(yàn)前茶園土壤pH;與對(duì)照CK相比,秸稈覆蓋處理后,土壤pH均大于對(duì)照CK、大于試驗(yàn)前值,且茶園表層土的土壤pH提升幅度大于深層土壤。同理,梨園進(jìn)行秸稈覆蓋后,和茶園土壤一樣具有相同的變化趨勢(shì)。因此可知,秸稈覆蓋可對(duì)茶園和梨園的表層土壤進(jìn)行酸化調(diào)控,有效提高表層土壤pH。
表5 秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園土壤pH的影響
中國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó),秸稈是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中農(nóng)作物收獲后留下的根、莖、葉等剩余物,是可重復(fù)利用的再生生物資源[14]。隨著社會(huì)的發(fā)展,焚燒秸稈這一常規(guī)處理耕作模式的弊端逐漸被大家所認(rèn)知,又伴隨國(guó)家項(xiàng)目支持、政策扶持等方式,針對(duì)農(nóng)作物秸稈進(jìn)行了大量的科學(xué)再利用研究[15]。曾慶群[16]發(fā)現(xiàn)茶園進(jìn)行秸稈覆蓋,可有效防止雜草生長(zhǎng),調(diào)節(jié)土溫,夏季地表溫度降低4~6℃、冬季提高1~3℃,還可保濕抗旱,創(chuàng)造茶樹(shù)生長(zhǎng)有利環(huán)境,效益明顯。徐鍇等[17]對(duì)梨園進(jìn)行了3 種覆蓋模式比較試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),玉米秸稈明顯提高了梨園土壤溫度、含水量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤孔隙度,且對(duì)增加梨樹(shù)樹(shù)體生長(zhǎng)量和產(chǎn)量有顯著效果。劉艷武等[18]對(duì)4 種覆蓋處理進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),秸稈覆蓋處理能夠使土壤體積含水率始終保持較高水平,具有較好的保溫隔熱作用。這與本研究的結(jié)果均保持一致。秸稈覆蓋作為緩沖層,也是一個(gè)隔離層,可減少地表徑流和地表水分蒸發(fā),另外,水稻秸稈的腐解,可促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,進(jìn)而提高土壤的透氣性和疏松度,這些變化均有利于茶園和梨園土壤保濕作用和夏季散熱、秋季保溫的作用。同時(shí),林志堅(jiān)等[19]分析了江西省茶葉氣候生產(chǎn)潛力的時(shí)空變化特征,結(jié)果發(fā)現(xiàn)影響江西省茶葉生產(chǎn)的主要?dú)夂蛞蜃訛榻邓浯问翘?yáng)輻射和氣溫,而本研究結(jié)果顯示,秸稈覆蓋可對(duì)茶園和梨園土壤具有控溫作用,同時(shí)對(duì)茶園和梨園土壤發(fā)揮夏季散熱、秋季保溫的作用,其中以7500 kg/hm2和15000 kg/hm2秸稈覆蓋量作用較好。秸稈覆蓋對(duì)茶園和梨園的土壤均表現(xiàn)出較好的保濕作用,且3 種秸稈覆蓋量的保濕作用均較好、蓄水能力強(qiáng)。因此,這一結(jié)果提示我們可結(jié)合不同地區(qū)氣候特點(diǎn)選擇匹配的秸稈覆蓋模式。
經(jīng)在各省茶區(qū)進(jìn)行調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),土壤酸化是影響茶園發(fā)展的重要限制因素之一[20]。本研究發(fā)現(xiàn),秸稈覆蓋可有效提升茶園和梨園表層土(0~10 cm)的土壤pH,且隨著秸稈覆蓋量的增加而增加,但對(duì)深層土(20~40 cm)的土壤pH影響不大。殷麗瓊等[21]研究了不同種類秸稈覆蓋對(duì)茶園土壤養(yǎng)分的影響發(fā)現(xiàn),秸稈覆蓋可有效提高土壤pH,與本研究結(jié)果保持一致。張賽等[22]研究發(fā)現(xiàn)秸稈覆蓋后土壤動(dòng)物、微生物的數(shù)量和種類增多,本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),與未進(jìn)行秸稈覆蓋的對(duì)照CK 梨園土壤中優(yōu)勢(shì)生物轉(zhuǎn)變?yōu)榫€蟲(chóng)相比,秸稈覆蓋后增加茶園梨園土壤中的有益生物,與之保持一致。土壤線蟲(chóng)數(shù)量與活動(dòng)量減少,再加上秸稈自身腐解、土壤保溫保濕,土壤與外界的氣體交換減少,從而降低土壤呼吸量和土壤生物的代謝產(chǎn)物,從而使秸稈覆蓋后的土壤pH提高。另外,土壤蚯蚓這一有益生物數(shù)量的增加有利于秸稈的分解和土壤有機(jī)質(zhì)的增加,進(jìn)而豐富土壤營(yíng)養(yǎng)成分,作物在養(yǎng)分充足的土壤環(huán)境中生長(zhǎng)后,樹(shù)勢(shì)提高,進(jìn)而作物對(duì)抗病蟲(chóng)草害的能力隨之提升,因此,本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)秸稈覆蓋可有效降低茶園和梨園主要病蟲(chóng)害的發(fā)病率,茶云紋葉枯病和梨輪紋病發(fā)病率分別下降53.13%和50.00%;葉蟬、茶尺蠖蟲(chóng)口密度分別下降54.54%和66.66%。秸稈覆蓋后茶園梨園雜草豐富度分別下降為6種和5種;雜草密度分別下降為16.73 株/m2和109.73 株/m2。
綜上所述,秸稈覆蓋除了對(duì)茶園梨園主要伴生生物群落和土壤環(huán)境外,同樣對(duì)土壤微生物、土壤養(yǎng)分、作物生長(zhǎng)及品質(zhì)具有不同程度的影響,且秸稈覆蓋技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用效果是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)的研究過(guò)程,因而秸稈覆蓋對(duì)江西地區(qū)茶園梨園土壤微生物、土壤營(yíng)養(yǎng)成分、作物生長(zhǎng)及品質(zhì)等方面影響如何,不同覆蓋模式的應(yīng)用效果如何,均仍待進(jìn)一步研究。
試驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)秸稈覆蓋可大幅改善茶園和梨園主要伴生生物群落(即:秸稈覆蓋后茶園茶云紋葉枯病和梨園梨輪紋病發(fā)病率分別下降53.13%和50.00%、茶園茶葉蟬、茶尺蠖蟲(chóng)口密度分別下降54.54%和66.66%;秸稈覆蓋后茶園和梨園雜草豐富度分別下降為6種和5種;雜草密度分別下降為16.73株/m2和109.73 株/m2,均與對(duì)照CK 存在顯著性差異(p<0.05)、提升土壤環(huán)境條件(即:秸稈覆蓋可對(duì)茶園和梨園土壤具有夏季散熱、秋季保溫的控溫作用、保濕作用以及提升茶園和梨園表層土(0~10 cm)的土壤pH,且隨著秸稈異地覆蓋量的增加而增加;而對(duì)深層土(20~40 cm)的土壤pH影響不大),因此,可結(jié)合不同地區(qū)氣候特點(diǎn)和作物生長(zhǎng)環(huán)境選擇匹配的秸稈覆蓋模式,為秸稈高值化利用提供參考依據(jù)。