有机物料覆盖对土壤微环境、树体生长及光合速率的影响

作者:未知

  摘    要:以烟富3/M9T337为试材,研究麦秸、花生秸、玉米秸等有机物料覆盖对土壤微环境、树体生长及光合速率的影响。结果表明,有机物料覆盖后明显提高土壤温、湿度,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,土壤温度分别比对照提高1.29~5.15 ℃、0.34~3.76 ℃、0.18~3.03 ℃,土壤相对湿度分别比对照提高3%~11%,1.2%~6.9%,0.2%~4.1%,并且土壤温、湿度波动幅度要小于对照;有机物料覆盖能够促进苹果新梢的生长,利于冠径以及干径的伸展,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,其中麦秸覆盖处理的新梢长度、冠径以及干径分别比对照提高20.3%,15.9%和21.9%;有机物料覆盖能够促进叶片的生长并提高叶片的光合速率,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,其中麦秸覆盖处理的叶面积、比叶干质量、SPAD、Pn分别比对照提高7.21%,19.60%,6.33%和10.71%。
  关键词:有机物料;覆盖;土壤微环境;树体生长;光合速率
  中图分类号:S606          文献标识码:A           DOI 編码: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
  传统以清耕为主的果园地面管理方式造成水土及养分流失,不利于果树生产。果园地面覆盖是现代果园管理制度中的重要管理技术,根据覆盖材料不同主要分为有机物料覆盖(生草覆盖、木屑或秸秆覆盖等)和无机物覆盖(砂石覆盖、塑料薄膜覆盖、园艺地布覆盖等)[1]。果园覆盖有利于改善土壤结构、调节土壤温湿度、减少水土流失[2-5]。有机物料地面覆盖后提高了土壤肥力,显著增加土壤有机质及土壤速效养分含量[6-9],同时降低硝态氮、全磷和钾离子等的径流损失,起到保肥的作用[10]。地面覆盖改善土壤环境,为微生物提供丰富的碳氮源,提高土壤微生物数量、土壤微生物量碳氮含量以及土壤酶活性[11-17]。地面覆盖促进树体生长[18-20]、提高果实产量和品质等[21-24]。本研究分析了有机物料覆盖对土壤微环境、树体结构及光合速率的影响,以期为改进果园土壤管理措施提供理论依据。   1 材料和方法
  1.1 试验材料
  试验于2017 年在山东省招远市大户陈家苹果基地进行。土壤为壤土,试验材料为4年生烟富3/M9T337,生长发育正常,株行距1.25 m(4.0 m,起垄栽培,垄上覆盖处理。试验选用的覆盖材料分别为麦秸、玉米秸和花生秸,覆盖厚度为10~15 cm,以不覆盖为对照,每个处理20 株树,3 次重复。
  1.2 试验方法
  1.2.1 叶片叶绿素(SPAD)[21]的测定 选择苹果树冠l.5 m高度处的外围成熟叶片,采用日本美能达叶绿素仪-502测定叶片的SPAD 值,每部位随机选取25片叶进行测定,取其平均值,其平均值为叶片的SPAD 值,重复3 次。
  1.2.2 光合速率的测定[25] 选择苹果树冠l.5 m高度处的外围成熟叶片,采用英国PP-Systems公司生产的CIRA S-II 型便携式光合系统测定仪测定叶片的净光合速率,每部位随机选取5片叶测定,取其平均值。
  1.2.3 叶面积和百叶干质量的测定[21] 选择苹果树冠l.5 m高度处的外围成熟叶片,采用YMJ-A叶面积测定仪测量单叶面积;在叶片主脉两侧用1 cm 口径打孔器打叶圆片100 个,用电子天平称量鲜质量,然后置烘箱105 ℃杀青15 min,再于80 ℃温度条件下烘24 h 至恒质量,计算比叶干质量。
  1.2.4 苹果树体结构参数的测定[22,24] 用游标卡尺测定树干的干径,用米尺测定树体高度、干高、新梢长度以及冠径(取东西冠径与南北冠径的平均值),并调查树体的分枝数量。
  1.2.5 土壤微环境(土壤温度、湿度)的测定[2] 垄面覆盖处理后,采用土壤温湿度记录仪(HBN-DSW)埋入土壤中自动记录土壤上层(0~15 cm)温度、湿度动态变化值。
  2 结果与分析
  2.1 有机物料覆盖对土壤微环境的影响
  2.1.1 有机物料覆盖对土壤温度的影响 有机物料覆盖后影响土壤热量平衡过程。有机物料覆盖后提高了土壤温度,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,分别比对照提高了1.29~5.15 ℃,0.34~3.76 ℃,0.18~3.03 ℃,并且有机物料覆盖后土壤温度波动幅度要小于对照(图1)。
  2.1.2 有机物料覆盖对土壤湿度的影响 有机物料覆盖可以有效降低土壤水分蒸发,保持土壤湿度。有机物料覆盖后提高了土壤湿度,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,分别比对照提高3%~11%,1.2%~6.9%和0.2%~4.1%,并且有机物料覆盖后湿度波动幅度要小于对照(图2)。
  2.2 有机物料覆盖对树体生长的影响
  有机物料覆盖能够促进苹果新梢的生长,利于冠径以及干径的伸展,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,其中麦秸覆盖处理的新梢长度、冠径以及干径分别比对照提高20.3%,15.9%和21.9%(表1)。
  2.3 有机物料覆盖对叶片生长及光合速率的影响
  有机物料覆盖能够促进叶片的生长并提高叶片的光合速率,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,其中麦秸覆盖处理的叶面积、比叶干质量、SPAD、Pn分别比对照提高7.21%,19.60%,6.33%和10.71%(表2)。
  3 結论与讨论
  果园覆盖一方面可减缓太阳辐射的热量向土壤传递,避免土壤温度持续升高,在一定程度上降低土壤温度,另一方面覆盖物又能减少土壤热量的散失,减缓土壤温度下降幅度,在一定程度上提升土壤温度,进而影响果园土壤热量的收支平衡,减少极端土温对根系的伤害[2,5,7]。本研究表明,有机物料覆盖后提高了土壤温、湿度,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,土壤温度分别比对照提高1.29~5.15 ℃,0.34~3.76 ℃和0.18~3.03 ℃,土壤相对湿度分别比对照提高3%~11%,1.2%~6.9%和0.2%~4.1%,并且有机物料覆盖后土壤温、湿度波动幅度要小于对照。果园生草、覆盖秸杆、地膜等具有调节土壤温度的效果,草和秸秆覆盖对温度的影响表现为,高温能降温,低温时能保温的双重效果[7]。果园覆盖能使土壤保持疏松,减缓水分通过土表毛细管的流失,抑制了土壤无效蒸发,有效保墒,并且覆盖后,土壤温度和湿度变化幅度减小[22]。
  地面覆盖可显著改善土壤的水温条件,缓解极端环境对果树的伤害,利于果树的生长发育及树体结构的形成[22-23]。有机物料覆盖能够促进苹果新梢的生长,利于冠径以及干径的伸展,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,其中麦秸覆盖处理的新梢长度、冠径以及干径分别比对照提高20.3%,15.9%和21.9%。不同树体结构形成不同的冠层结构,影响冠层内的光照强度、温度和湿度等微环境因子,进而影响果树的枝叶生长以及果实发育和品质形成。覆盖能够显著增加苹果树新梢长度、叶片面积和叶绿素含量,发育健壮的叶片光合能力强,树体生长健壮、代谢活动旺,促进果树的生长发育,是苹果优质、高产的基础[25]。有机物料覆盖能够促进叶片的生长并提高叶片的光合速率,依次表现为麦秸>花生秸>玉米秸>CK,其中麦秸覆盖处理的叶面积、比叶干质量、SPAD、Pn分别比对照提高7.21%,19.60%,6.33%和10.71%。有机物料覆盖后百叶干质量明显增加,叶片钾含量降低、硼含量增高,覆草显著增加叶片的叶绿素含量,而叶片的生长状况、营养水平等因素直接影响光合生产[25-26]。综合分析认为,麦秆覆盖效果较好,调节土壤温度与保持土壤水分,有效促进树体生长及叶片的光合速率,且经济、环保,可在生产中广泛推广应用。
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