有機物料覆蓋對土壤微環境、樹體生長及光合速率的影響

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　　摘    要：以煙富3/M9T337為試材，研究麥秸、花生秸、玉米秸等有機物料覆蓋對土壤微環境、樹體生長及光合速率的影響。結果表明，有機物料覆蓋后明顯提高土壤溫、濕度，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，土壤溫度分別比對照提高1.29～5.15 ℃、0.34～3.76 ℃、0.18～3.03 ℃，土壤相對濕度分別比對照提高3%～11%，1.2%～6.9%，0.2%～4.1%，并且土壤溫、濕度波動幅度要小于對照;有機物料覆蓋能夠促進蘋果新梢的生長，利于冠徑以及干徑的伸展，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的新梢長度、冠徑以及干徑分別比對照提高20.3%，15.9%和21.9%;有機物料覆蓋能夠促進葉片的生長并提高葉片的光合速率，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的葉面積、比葉干質量、SPAD、Pn分別比對照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%。
　　關鍵詞：有機物料;覆蓋;土壤微環境;樹體生長;光合速率
　　中圖分類號：S606          文獻標識碼：A           DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.05.005
　　Effects of Organic Material Coverage on Soil Microenvironment， Tree Growth and Photosynthetic Rate
　　CHEN Ru，WANG Laiping，ZHAI Hao，XUE Xiaomin，WANG Jinzheng
　　（Shandong Institute of Pomology， Tai'an， Shandong 271000， China）
　　Abstract： Taking 'Yanfu 3' Fuji / Malus robusta Rehd apple as test material， the effects of organic materials such as wheat straw， peanut straw and corn straw on soil microenvironment， tree growth and photosynthetic rate were studied. The results showed that the soil temperature and humidity were significantly increased after the organic materials were covered， and the results were as follows： wheat straw> peanut straw> corn straw > CK. The soil temperature increased by 1.29～5.15 ℃， 0.34～3.76 ℃， 0.18～3.03 ℃， respectively. The humidity increased by 3%～11%， 1.2%～6.9%， and 0.2%～4.1%， respectively， and the fluctuation of soil temperature and humidity was smaller than that of the control. The coverage of organic materials could promote the growth of apple shoots， which was beneficial to the crown diameter and the extension of dry diameter. It was expressed as wheat straw>peanut straw>corn straw>CK. Compared with the control，the length， crown diameter and diameter of the straw covered by wheat straw were  increased by 20.3%， 15.9% and 21.9%. The coverage of organic materials could promote the growth of leaves and increase the photosynthetic rate of leaves， which were followed by wheat straw> peanut straw> corn straw > CK. The leaf area， specific leaf dry weight， SPAD and Pn of wheat straw covered were increased by 7.21%， 19.60%， 6.33%， 10.71%， compared with the control.
　　Key words： organic material; covering; soil microenvironment; tree growth; photosynthetic rate
　　傳統以清耕為主的果園地面管理方式造成水土及養分流失，不利于果樹生產。果園地面覆蓋是現代果園管理制度中的重要管理技術，根據覆蓋材料不同主要分為有機物料覆蓋（生草覆蓋、木屑或秸稈覆蓋等）和無機物覆蓋（砂石覆蓋、塑料薄膜覆蓋、園藝地布覆蓋等）[1]。果園覆蓋有利于改善土壤結構、調節土壤溫濕度、減少水土流失[2-5]。有機物料地面覆蓋后提高了土壤肥力，顯著增加土壤有機質及土壤速效養分含量[6-9]，同時降低硝態氮、全磷和鉀離子等的徑流損失，起到保肥的作用[10]。地面覆蓋改善土壤環境，為微生物提供豐富的碳氮源，提高土壤微生物數量、土壤微生物量碳氮含量以及土壤酶活性[11-17]。地面覆蓋促進樹體生長[18-20]、提高果實產量和品質等[21-24]。本研究分析了有機物料覆蓋對土壤微環境、樹體結構及光合速率的影響，以期為改進果園土壤管理措施提供理論依據。 　　1 材料和方法
　　1.1 試驗材料
　　試驗于2017 年在山東省招遠市大戶陳家蘋果基地進行。土壤為壤土，試驗材料為4年生煙富3/M9T337，生長發育正常，株行距1.25 m（4.0 m，起壟栽培，壟上覆蓋處理。試驗選用的覆蓋材料分別為麥秸、玉米秸和花生秸，覆蓋厚度為10～15 cm，以不覆蓋為對照，每個處理20 株樹，3 次重復。
　　1.2 試驗方法
　　1.2.1 葉片葉綠素（SPAD）[21]的測定 選擇蘋果樹冠l.5 m高度處的外圍成熟葉片，采用日本美能達葉綠素儀-502測定葉片的SPAD 值，每部位隨機選取25片葉進行測定，取其平均值，其平均值為葉片的SPAD 值，重復3 次。
　　1.2.2 光合速率的測定[25] 選擇蘋果樹冠l.5 m高度處的外圍成熟葉片，采用英國PP-Systems公司生產的CIRA S-II 型便攜式光合系統測定儀測定葉片的凈光合速率，每部位隨機選取5片葉測定，取其平均值。
　　1.2.3 葉面積和百葉干質量的測定[21] 選擇蘋果樹冠l.5 m高度處的外圍成熟葉片，采用YMJ-A葉面積測定儀測量單葉面積;在葉片主脈兩側用1 cm 口徑打孔器打葉圓片100 個，用電子天平稱量鮮質量，然后置烘箱105 ℃殺青15 min，再于80 ℃溫度條件下烘24 h 至恒質量，計算比葉干質量。
　　1.2.4 蘋果樹體結構參數的測定[22，24] 用游標卡尺測定樹干的干徑，用米尺測定樹體高度、干高、新梢長度以及冠徑（取東西冠徑與南北冠徑的平均值），并調查樹體的分枝數量。
　　1.2.5 土壤微環境（土壤溫度、濕度）的測定[2] 壟面覆蓋處理后，采用土壤溫濕度記錄儀（HBN-DSW）埋入土壤中自動記錄土壤上層（0～15 cm）溫度、濕度動態變化值。
　　2 結果與分析
　　2.1 有機物料覆蓋對土壤微環境的影響
　　2.1.1 有機物料覆蓋對土壤溫度的影響 有機物料覆蓋后影響土壤熱量平衡過程。有機物料覆蓋后提高了土壤溫度，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，分別比對照提高了1.29～5.15 ℃，0.34～3.76 ℃，0.18～3.03 ℃，并且有機物料覆蓋后土壤溫度波動幅度要小于對照（圖1）。
　　2.1.2 有機物料覆蓋對土壤濕度的影響 有機物料覆蓋可以有效降低土壤水分蒸發，保持土壤濕度。有機物料覆蓋后提高了土壤濕度，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，分別比對照提高3%～11%，1.2%～6.9%和0.2%～4.1%，并且有機物料覆蓋后濕度波動幅度要小于對照（圖2）。
　　2.2 有機物料覆蓋對樹體生長的影響
　　有機物料覆蓋能夠促進蘋果新梢的生長，利于冠徑以及干徑的伸展，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的新梢長度、冠徑以及干徑分別比對照提高20.3%，15.9%和21.9%（表1）。
　　2.3 有機物料覆蓋對葉片生長及光合速率的影響
　　有機物料覆蓋能夠促進葉片的生長并提高葉片的光合速率，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的葉面積、比葉干質量、SPAD、Pn分別比對照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%（表2）。
　　3 結論與討論
　　果園覆蓋一方面可減緩太陽輻射的熱量向土壤傳遞，避免土壤溫度持續升高，在一定程度上降低土壤溫度，另一方面覆蓋物又能減少土壤熱量的散失，減緩土壤溫度下降幅度，在一定程度上提升土壤溫度，進而影響果園土壤熱量的收支平衡，減少極端土溫對根系的傷害[2，5，7]。本研究表明，有機物料覆蓋后提高了土壤溫、濕度，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，土壤溫度分別比對照提高1.29～5.15 ℃，0.34～3.76 ℃和0.18～3.03 ℃，土壤相對濕度分別比對照提高3%～11%，1.2%～6.9%和0.2%～4.1%，并且有機物料覆蓋后土壤溫、濕度波動幅度要小于對照。果園生草、覆蓋秸桿、地膜等具有調節土壤溫度的效果，草和秸稈覆蓋對溫度的影響表現為，高溫能降溫，低溫時能保溫的雙重效果[7]。果園覆蓋能使土壤保持疏松，減緩水分通過土表毛細管的流失，抑制了土壤無效蒸發，有效保墑，并且覆蓋后，土壤溫度和濕度變化幅度減小[22]。
　　地面覆蓋可顯著改善土壤的水溫條件，緩解極端環境對果樹的傷害，利于果樹的生長發育及樹體結構的形成[22-23]。有機物料覆蓋能夠促進蘋果新梢的生長，利于冠徑以及干徑的伸展，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的新梢長度、冠徑以及干徑分別比對照提高20.3%，15.9%和21.9%。不同樹體結構形成不同的冠層結構，影響冠層內的光照強度、溫度和濕度等微環境因子，進而影響果樹的枝葉生長以及果實發育和品質形成。覆蓋能夠顯著增加蘋果樹新梢長度、葉片面積和葉綠素含量，發育健壯的葉片光合能力強，樹體生長健壯、代謝活動旺，促進果樹的生長發育，是蘋果優質、高產的基礎[25]。有機物料覆蓋能夠促進葉片的生長并提高葉片的光合速率，依次表現為麥秸>花生秸>玉米秸>CK，其中麥秸覆蓋處理的葉面積、比葉干質量、SPAD、Pn分別比對照提高7.21%，19.60%，6.33%和10.71%。有機物料覆蓋后百葉干質量明顯增加，葉片鉀含量降低、硼含量增高，覆草顯著增加葉片的葉綠素含量，而葉片的生長狀況、營養水平等因素直接影響光合生產[25-26]。綜合分析認為，麥稈覆蓋效果較好，調節土壤溫度與保持土壤水分，有效促進樹體生長及葉片的光合速率，且經濟、環保，可在生產中廣泛推廣應用。
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