孫 霞，柴仲平，蔣平安，金俊香，加瑪麗，方 雷

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052)

土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，是果樹(shù)所需水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源。果園土壤管理是果樹(shù)栽培的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)?？茖W(xué)的果園土壤管理，能夠?yàn)楣麡?shù)根系的生長(zhǎng)發(fā)育提供良好的水、肥、氣、熱環(huán)境，可以維持和提高土壤肥力，促進(jìn)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育，提高果品質(zhì)量和產(chǎn)量[1]。果園生草栽培由于具有防止水土流失、提高土壤肥力和土壤有機(jī)質(zhì)、調(diào)節(jié)果園微域生態(tài)環(huán)境，并因此而促進(jìn)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育、改善果實(shí)著色和品質(zhì)等作用，現(xiàn)已成為世界上許多國(guó)家和地區(qū)廣泛采用的果園土壤管理方法之一。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)果園土壤管理一直以清耕為主，因而使得生草栽培起步較晚，至今仍處于試驗(yàn)和推廣應(yīng)用階段[2-4]。新疆南部是世界落葉果樹(shù)的最佳適生栽培區(qū)域，目前環(huán)塔里木盆地已建成107萬(wàn)hm2的特色林果基地，林果業(yè)已成為新疆新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和農(nóng)民增收的重要手段。長(zhǎng)期以來(lái)，盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品的南疆干旱區(qū)果園土壤采用清耕的土壤管理致使園內(nèi)生物多樣性差，生態(tài)小環(huán)境惡劣，病蟲害頻發(fā)，果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)下降。改變傳統(tǒng)果園土壤管理方式，探索新的管理模式已成為南疆林果產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)及持續(xù)發(fā)展需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題，位于新疆南部的阿克蘇地區(qū)是新疆紅富士蘋果(Maluspumila)的主要產(chǎn)區(qū)，本研究選擇該地區(qū)蘋果園，研究分析了不同果園土壤管理方式下蘋果園土壤理化性狀動(dòng)態(tài)變化特征，為該區(qū)域改進(jìn)果園土壤管理提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于新疆南部阿克蘇地區(qū)溫宿縣實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)八大隊(duì)，地處塔里木盆地北緣，79°28′～81°28′ E， 40°52′～42°21′ N，海拔2 180 m，總面積14 202.46 km2。溫宿縣境地貌北高南低，分為北部山區(qū)和南部平原兩大部分，屬典型大陸性暖溫帶干旱氣候，受塔克拉瑪干沙漠的影響，晝夜溫差懸殊較大，年均氣溫10.2 ℃，年均降水量63 mm，年蒸發(fā)量1 984.6 mm?！?0 ℃年積溫約為3 968 ℃·d。年均無(wú)霜期約185 d。土壤質(zhì)地為壤質(zhì)粘土，有機(jī)質(zhì)含量12.23 g/kg，速效氮25.7 mg/kg，速效磷20.94 mg/kg，速效鉀120 mg/kg，pH值為7.8。

2 材料與方法

2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2009-2010年連續(xù)2年在成林蘋果園進(jìn)行試驗(yàn)，樹(shù)種為喬化紅富士，生長(zhǎng)健壯，樹(shù)齡9年，株行距3 m×5 m。設(shè)生草、覆草、免耕、清耕(對(duì)照)4個(gè)處理，每種處理3次重復(fù)。各處理生態(tài)條件及田間管理措施一致。

生草：采用行間人工生草、株間覆蓋的方法進(jìn)行。采用單一草種紫花苜蓿(Medicagosativa)播種，播種時(shí)間為2009年4月上旬，播種量為0.1 kg/hm2，播種方式采用條播，播種深度為2～3 cm，全年刈割2～3 次，生草覆蓋果樹(shù)樹(shù)盤和株間。

覆草：采用全園覆蓋麥秸，厚度5 cm，4月下旬灌水后覆草。

免耕：施用化學(xué)除草劑控制果園雜草，對(duì)果園土壤實(shí)行免耕。

清耕：采用中耕除草等方法使果園地面處于疏松無(wú)雜草狀態(tài)，每年中耕除草3～5次。

2.2測(cè)定項(xiàng)目及方法 地溫計(jì)放置于樹(shù)冠外緣滴水線土壤20 cm處，3-10月每月中旬選2 d定點(diǎn)定時(shí)測(cè)土壤溫度，取多點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值；土壤樣品采集在每年10月采用蛇形采樣法分層取0～20、20～40 cm土樣(20 cm為一層)，每處理采集3個(gè)土樣，取分析結(jié)果的平均值。土壤容重測(cè)定采用環(huán)刀法，土壤水分測(cè)定采用烘干法；pH值用酸度計(jì)測(cè)定。有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定；全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定，速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；全磷含量采用高氯、硫酸消化-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；全鉀、速效鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定[5]。

2.3數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)取2年平均值，數(shù)據(jù)分析和處理采用DPS 6.5和Excel進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3.1不同土壤管理方式對(duì)土壤物理性狀的影響 各處理0～40 cm土層土壤物理性狀如表1所示。土壤容重、孔隙度是反映土壤物理性狀的主要指標(biāo),其性狀的優(yōu)劣不僅影響土壤水、氣、熱狀況,而且影響礦質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)及果樹(shù)根系生長(zhǎng),進(jìn)而影響果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育[3]。4種土壤管理方式下0～20 cm土層土壤容重變化表現(xiàn)為覆草>免耕>生草>清耕(表1)。與清耕相比，20～40 cm土層各處理不同程度地降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度。各處理土壤容重平均分別比對(duì)照下降15.29%、2.55%和7.01%，土壤孔隙度分別比對(duì)照增加了19.55%、9.81%和4.45%。清耕雖然疏松了表層土壤,降低了表層土壤容重，但整個(gè)土層土壤容重趨于增加、孔隙度趨于下降，說(shuō)明土壤結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)退化趨勢(shì)。各處理的土壤含水量變化差異明顯(表1)，尤以覆草處理保水效果最好，這對(duì)于干旱區(qū)果園起到了較好的保水作用。覆草后表層和20～40 cm土壤含水量分別較對(duì)照提高46.94%和51.53%，綜合不同土壤深度的土壤水分含量各處理表現(xiàn)為覆草>生草>免耕>清耕。pH值變化不明顯，各處理與清耕對(duì)照無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表2反映了各處理下土壤溫度的月變化。3-4月覆草處理的保溫效果最好，其次為生草處理，免耕和清耕處理由于地表裸露，土壤保溫效果差。隨著外界環(huán)境氣溫的升高，免耕和清耕處理土壤溫度升高明顯，6-8月土壤溫度變化表現(xiàn)為清耕>免耕>生草>覆草，說(shuō)明夏季果園進(jìn)行生草和覆草可以在一定程度上減少地表對(duì)太陽(yáng)輻射能量的吸收與傳導(dǎo),降低地表溫度和調(diào)節(jié)園區(qū)氣溫，從而改善果園內(nèi)環(huán)境。進(jìn)入9月后，免耕和清耕由于地表裸露缺乏覆蓋，自身調(diào)節(jié)土溫的功能差，土壤溫度降低迅速。

表1 不同土壤管理方式下土壤物理性狀的變化

表2 不同土壤管理方式下土壤溫度的月變化 ℃

3.2不同管理方式對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響 土壤有機(jī)質(zhì)是旱地果園肥力的基礎(chǔ)，通常作為土壤肥力水平高低的一個(gè)重要指標(biāo)[6]。生草也會(huì)影響土壤總有機(jī)碳含量和土壤pH值[7]。保持土壤中較高的有機(jī)質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量水平是土壤持續(xù)利用和果樹(shù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要條件。

對(duì)不同處理下土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定表明(圖1)，各處理在不同程度上改善了0～40 cm土層有機(jī)質(zhì)含量。其中表土層中生草、覆草和免耕處理分別比對(duì)照清耕增加了2.27、1.38和1.08 g/kg，提高了17.93%、14.06%和8.53%，各處理表層土壤對(duì)有機(jī)質(zhì)增加的貢獻(xiàn)表現(xiàn)為生草>覆草>免耕>清耕。表土層中有機(jī)質(zhì)增加較20～40 cm土層更為顯著，表明增加的有機(jī)質(zhì)主要積累于果園表層土壤，隨著土層深度的增加而逐漸減少。20～40 cm土層中各處理有機(jī)質(zhì)分別比對(duì)照提高14.38%、13.46%和12.88%，表現(xiàn)為覆草>生草>免耕>清耕。

圖1 不同土壤管理方式下土壤有機(jī)質(zhì)含量

速效氮、速效磷及速效鉀是植物所需營(yíng)養(yǎng)的直接來(lái)源[8]，如表3所示，0～40 cm土層，各處理土壤速效氮、速效磷及速效鉀都較清耕高，差異都達(dá)到顯著水平(P<0.05)。各處理的速效氮變化為覆草>生草>免耕>清耕，除生草外，其他3個(gè)處理20～40 cm 速效氮含量都高于表層土壤。速效磷變化表現(xiàn)為生草>免耕>覆草>清耕；0～20 cm土壤速效鉀變化顯著，表明生草、覆草和免耕均能在一定程度上改善土壤速效鉀含量。生草后改善了土壤庫(kù)氮、磷、鉀的實(shí)際供給能力，李會(huì)科等[9]認(rèn)為這可能與牧草根系的分泌物及牧草提高了土壤微生物活性有關(guān)。林潔榮等[10]、范宏偉[11]的研究結(jié)果都證明了果園生草能不同程度地提高土壤中速效養(yǎng)分的氮、磷、鉀含量。

氮、磷、鉀是作物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)養(yǎng)分，土壤中全氮、全磷及全鉀量通常用于衡量土壤養(yǎng)分的基礎(chǔ)肥力。如圖4所示，0～20 cm土層生草區(qū)全氮含量有所降低，比清耕減少了0.05 g/kg，下降8.06%，20～40 cm土層也有同樣的變化，下降了13.04%。覆草處理表層土壤全氮含量比對(duì)照低，但深層全氮含量高于對(duì)照，表明覆草在一定土層深度內(nèi)能提高土壤中氮素含量，各處理全氮含量表現(xiàn)為免耕>覆草>清耕>生草。土壤全磷變化同全鉀相似，生草>免耕>覆草>清耕。數(shù)據(jù)分析表明，各處理對(duì)土壤全磷和全鉀的影響主要表現(xiàn)在0～20 cm的土層，全磷分別比對(duì)照提高了24.61%、6.15%和16.92%，全鉀提高了35.59%、14.86%和20.72%。20～40 cm土層全磷分別比對(duì)照提高了24.61%、6.15%和16.92%，全鉀提高了32.70%、7.05%和14.52%。

表3 各土壤管理方式下不同深度土壤速效養(yǎng)分含量變化 mg/kg

表4 各土壤管理方式下不同深度土壤全量養(yǎng)分含量變化 g/kg

4 討論與結(jié)論

不同土壤管理方式對(duì)果園土壤的理化性狀有較大的影響。由于生草后植物根系向下層土壤擴(kuò)展,根系的穿插有利于土壤形成大小孔隙，在一定程度上能改善土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。同時(shí)增加了地表覆蓋，減少了地面水分的蒸發(fā)，增強(qiáng)了土壤保水能力，從而有效提高了土壤含水量。生草和覆草處理的保溫效果較好，免耕和清耕處理由于地表裸露缺乏覆蓋，自身調(diào)節(jié)土溫的功能差，土壤溫度降低迅速。果園進(jìn)行生草與傳統(tǒng)的清耕相比，可充分利用園間的水肥條件[12]，也有研究認(rèn)為生草與果樹(shù)存在嚴(yán)重爭(zhēng)水現(xiàn)象[13-14]或生草降低土壤pH值[15]。清耕的土壤管理方式雖然疏松了表層土壤,降低了表層土壤容重，但整個(gè)土層土壤容重趨于增加、孔隙度趨于下降，說(shuō)明土壤結(jié)構(gòu)趨于退化，這與已有研究結(jié)論基本一致[4,6,9]。

果園進(jìn)行生草和覆蓋后，其枯葉、枯根等殘?bào)w在土壤中降解、轉(zhuǎn)化，形成腐殖質(zhì)，土壤中的有機(jī)質(zhì)便不斷提高。李會(huì)科等[9]、趙建民和趙鋒[16]、王淑媛[17]在蘋果園試驗(yàn)也證明了這一結(jié)果。這表明果園生草和覆蓋后能有效地提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而增強(qiáng)土壤肥力及保水保肥能力。南疆盆地果園土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍較低，因此，提高果園土壤有機(jī)質(zhì)，對(duì)維持土壤肥力、改善果品品質(zhì)和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要作用。

試驗(yàn)后各處理0～40 cm土層土壤速效養(yǎng)分值均較對(duì)照有不同程度的提高，一定程度上能改善果樹(shù)的生長(zhǎng)狀況，有利于果樹(shù)對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。生草降低了0～40 cm土層中全氮含量，說(shuō)明生草后果樹(shù)與牧草存在一定的養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)，消耗了一定的養(yǎng)分，果園生草栽培中，普遍重視對(duì)果樹(shù)施肥而忽視對(duì)牧草施肥，因此，生草0～40 cm土層全氮的降低為牧草缺乏施肥及牧草生長(zhǎng)消耗所致，生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)牧草的施肥管理。

本研究只分析了不同管理方式下對(duì)果園土壤理化性狀的影響，果園土壤管理方式對(duì)土壤微生物及酶活性、生態(tài)效應(yīng)及果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)都將產(chǎn)生一定地影響，這有待于進(jìn)一步的研究。

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