地布和生草二元覆盖对关中猕猴桃园土壤水分、果树生长和产量的影响.pdf

第 卷第 期 年 月干 旱 地 区 农 业 研 究 .文章编号:():./.地布和生草二元覆盖对关中猕猴桃园土壤水分、果树生长和产量的影响杨诗雨 曹红霞 孙 涛南学平赵 凯李志军(.西北农林科技大学水利与建筑工程学院旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西 杨凌.陕西果业科技集团有限公司陕西 杨凌)摘 要:为探明不同覆盖模式对关中平原地区猕猴桃生长发育及果实产量、品质的影响设置树下地布行间生草覆盖()、树下地布行间裸地覆盖()、树下裸地行间生草覆盖()、裸地()种覆盖模式其中 为二元覆盖和 为单一覆盖裸地为无覆盖对比分析了各处理对不同生育时期土壤水分、猕猴桃生长生理和果实产量、品质等参数的影响 结果表明二元覆盖有效改善了土壤水分环境在猕猴桃萌芽展叶期和开花坐果期其 土层树下和行间土壤含水率差值比率()最低土壤水分竞争最小在果实膨大期和果实成熟期其树下、行间 土层的土壤含水率较 均有增长 不同覆盖模式对猕猴桃树不同生育时期的营养生长和光合生理参数影响不同其中单一覆盖 对新梢长度和新梢直径累积生长量影响最显著其次为二元覆盖但在果实膨大期和果实成熟期的净光合速率()分别比 提高了.、.不同覆盖模式均可以提高猕猴桃产量二元覆盖 对猕猴桃树单株产量提升效果最为显著较 显著提高.处理次之处理最小 二元覆盖 的猕猴桃可溶性糖含量、糖酸比分别较 显著增加.、.且其糖酸比高于其他处理 综上可知在关中平原猕猴桃园采用树下地布行间生草覆盖二元覆盖模式有利于促进树体生长同时有助于增加产量改善果实品质关键词:二元覆盖水分竞争光合参数猕猴桃产量果实品质中图分类号:.文献标志码:(.):()()()().().收稿日期:修回日期:基金项目:“十三五”国家重点研发计划()陕西省水利厅科技计划项目()作者简介:杨诗雨()男内蒙古包头人硕士研究方向为节水灌溉理论与技术:.通信作者:曹红霞()女新疆五家渠人教授博士生导师主要从事节水灌溉理论与技术研究:.().().:关中平原地势平坦、气候温和是典型的猕猴桃适生区 年陕西猕猴桃种植面积达.万产量达.万 然而近年来极端高温天气频发关中地区自然降水与猕猴桃需水期时空错位春季果树需水敏感期干旱少雨夏、秋季短时暴雨比较集中 且关中地区猕猴桃园多实行单作传统清耕法导致土壤蓄水保墒效果差养分不足严重限制了猕猴桃的产量及品质提高 因此选择合适的土壤管理措施改善猕猴桃园土壤水分状况及猕猴桃生长情况提升产量对关中平原猕猴桃种植业的可持续发展有重要意义二元覆盖是指不同覆盖材料在地面空间(树下、行间)上相结合的栽培模式目前已成为半湿润、半干旱区改善农田土壤水分环境的主要技术措施广泛应用于多种作物栽培增产和提高水分利用效率的效果显著 李芬等研究表明地膜秸秆二元覆盖处理的马铃薯农田全生育期土壤蓄水量高于单一覆盖处理生育期土壤水分状况得到改善前期耗水量明显降低殷涛等研究表明地膜秸秆二元覆盖可以提高玉米生育前期表层土壤含水率为玉米生长提供了良好的水分环境进而使其产量和水分利用效率大幅提高贾如浩等研究表明(覆膜行间种植 宽度油菜)处理可以促进苹果树对土壤深层水分的利用其 土层平均土壤含水量较(不覆膜行间清耕)处理提高了.且 土层未产生土壤水分亏缺 等研究表明地膜与油菜二元覆盖模式改善了苹果树行间土壤含水率和苹果产量 年和 年该处理行间土壤蓄水量分别比裸地处理增加.和.苹果产量分别提高.、.目前关于二元覆盖改善土壤水分环境和影响玉米、小麦等农田作物生长发育的研究已有大量报道 且在渭北、宁夏旱塬区已大面积推广使用但在关中平原半湿润区从土壤水分特征果树生长生理特性果实产量及品质的角度对地布生草二元覆盖下猕猴桃增产效应的研究尚不多见 基于此本研究以陕西中部平原区猕猴桃为研究对象分析不同地布和生草覆盖模式土壤水分分布、猕猴桃生长生理及其果实产量品质的差异明确地布生草二元覆盖措施影响土壤水分环境和猕猴桃增产提质的机理以期为该区猕猴桃园采取适宜的地面覆盖管理模式提供参考 材料与方法.研究区概况试验于 年 月在陕西省咸阳市武功县陕西果业集团有机猕猴桃产业示范园()进行 该地区地处关中平原区中部属暖温带半湿润季风气候区平均气温.年蒸发量 年平均降水量.降水季节性强 月降雨占全年降水的 且多为短时暴雨冬春季降水较少 年猕猴桃生育期降水总量为.其中果实膨大期果实成熟期(月)降雨量占整个生育期的.(图)该区土壤质地为重壤土保水保温性较好土壤 值为.土壤容重.田间持水量约 该地区土壤质地均一土层深厚全氮含量.速效磷含量.速效钾含量.试验材料树下覆盖材料为聚丙烯黑色园艺地布(地布厚.、宽.覆盖于树行两侧)行间覆盖材料为鼠茅草()其针叶长 自然倒伏匍匐生长根系分布较浅存活率高适合在陕西省关中平原区域种植供试果树为徐香 猕猴桃()树龄 处于幼树阶段果树株行距 干旱地区农业研究 第 卷图 年猕猴桃生育期降水量.树干直径.树高.南北走向 根据徐香猕猴桃生理生长特征将猕猴桃生育期分为 个阶段:萌芽展叶期(月下旬 月下旬)、开花坐果期(月上旬 月中下旬)、果实膨大期(月上旬 月上旬)、果实成熟期(月上旬 月上旬).试验设计试验采用正交设计设树下覆盖与行间覆盖 个因素树下覆盖设 个处理:园艺地布覆盖和树下裸地 地布覆盖():免耕沿树行两侧各覆盖宽.宽的园艺地布地布两侧用地布钉和土压实树下裸地():清耕使地表裸露 行间覆盖设 个处理:生草覆盖和行间裸地 生草覆盖():鼠茅草于 月中旬(气温稳定在 以上)种植人工行间撒播播种量为 补充水肥保证其成活草带宽.月底作为绿肥还田行间裸地():清耕使地表裸露 试验共 个处理:(树下地布行间生草二元覆盖)、(树下地布行间裸地单一覆盖)、(树下裸地行间生草单一覆盖)、(树下裸地行间裸地无覆盖)田间布置示意图见图 采用随机区组设计小区面积为 (长 宽 )每个处理 次重复共 个小区各小区周围设置保护树 采用铺设于树行的滴灌带灌溉分别于 月 号、月 号、月 号、月 号共进行 次灌溉单次灌水定额 各处理施肥种类、次数、用量均一致同一行树两侧行间处理一致树体管理方法相同.测定项目与方法.土壤水分指标的测定采用 管式 系统(德国 公司)每隔 左右测定猕猴桃生育期 土层土壤含水率 管分别埋设于距猕猴桃树、处(图)测量深度为 每 一层共 层每次测定重复 注:树下裸地行间裸地:树下地布行间生草:树下裸地行间生草:树下地布行间裸地 下同:.图 试验处理布置示意图.次 试验区地势平坦假设重力势能忽略根据土壤水分运动一般规律土壤水分从基质势低的地方向基质势高的地方运移通过计算树下和行间土壤含水 率 差 值 比 率()可判断竞争现象公式如下:()/()式中和 分别表示猕猴桃树行内和行间作物覆盖区第 层土壤含水率()绝对值越大表示水分竞争现象越严重.猕猴桃生长指标的测定 新梢生长指标于 月初开始测量分别从冠层的东、西、南、北 个方向上各选取 条长势相当的新梢每 用卷尺和游标卡尺测量一次新梢长度和新梢直径直至新梢停止生长 叶片生长指标于 月中旬开始测量从已标记新梢上选取 片树叶每 用卷尺和游标卡尺测量叶片最大长度和宽度、叶柄长度及直径 猕猴桃叶面积通过称重法得到计算公式如下:.()式中 表示叶片面积()表示叶片主叶脉长()表示叶片横径()表示在.水平上极显著相关.猕猴桃生理指标的测定猕猴桃叶片光合特性指标用全自动便携式光合仪(美国)测定在开花坐果期、果实膨大期以及果实成熟期选择灌溉后日照充足的日期测定胞间 摩尔分数第 期 杨诗雨等:地布和生草二元覆盖对关中猕猴桃园土壤水分、果树生长和产量的影响()、蒸腾速率()、气孔导度()及净光合速率()测定时间为上午 每个生育期测 次每个处理选择 株样树每株样树选 个叶片叶片取自树冠南向中部各叶片每次连续采取 个稳定的数据取平均值.猕猴桃果实产量和品质的测定果实生长指标从 月下旬开始测量每 测量一次果树东、南、西、北 个方向上各选取 个果实用电子游标卡尺分别测量果实的纵径、横径和侧径 选取已经标记的 棵树于采摘测定产量前一天记录各处理试验树的果实数量从每棵树各方向选取 个果实电子天平称重取其平均质量作为单果质量单株产量为单果质量和单株果实数量的乘积 猕猴桃果实形似椭球或椭圆柱状其体积采用椭球体积计算公式乘以折减系数得到公式如下:()式中 表示果实体积()表示横径()表示侧径()表示纵径()表示折减系数本研究取.采摘后当果实硬度达到.后测定果实品质指标可溶性固形物含量采用 型阿贝折射仪测定干物质含量采用烘干法测定维生素 含量采用钼蓝比色法测定可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定 可滴定酸含量采用 滴定法测定糖酸比为可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值.数据分析使用 .软件对试验数据进行统计分析采用单因素()和双因素()方差分析使用最小显著性差异法()在.的显著性水平上进行多重比较使用 软件作图 结果与分析.覆盖模式对猕猴桃树下和行间土壤水分和水分竞争的影响 图 为不同生育时期各处理猕猴桃树下和行间 土层的土壤含水率变化规律和不同生育时期树下和行间土壤含水率的差异 结果表明的树下与行间土壤含水率之间在各生育时期均无显著差异的行间土壤含水率在萌芽展叶期较 减少了.其在开花坐果期较高在果实膨大期和果实成熟期最高分别较 增加了.、.、.的树下与行间土壤含水率在萌芽展叶期和开花坐果期无显著差异在果实膨大期和果实成熟期树下比行间土壤含水率分别显著增加了.、.(.)的树下土壤含水率在各生育时期均高于其他处理在开花坐果期、果实膨大期和果实成熟期其树下土壤含水率较 分别显著增加了.、.、.(.)各生育时期树下和行间土壤含水率差值的绝对值分别为.、.、.、.均低于相同时期其他处理树下和行间差值的树下和行间土壤含水率在萌芽展叶期和坐果期均最低但在开花坐果期、果实膨大期和果实成熟期较 均有增加 注:图中土壤含水率为各生育期多次测定平均值 不同大、小写字母分别表示不同处理相同位置和相同处理不同位置在.水平上差异显著 此处位置指树下或行间:.图 不同生育时期树下、行间 土层土壤含水率.干旱地区农业研究 第 卷表 不同覆盖模式对树下、行间土壤含水率的影响 因素萌芽展叶期 树下土壤含水率 行间土壤含水率 开花坐果期 树下土壤含水率 行间土壤含水率 果实膨大期 树下土壤含水率 行间土壤含水率 果实成熟期 树下土壤含水率 行间土壤含水率 地布覆盖 生草覆盖 地布生草 注:表示差异显著(.)表示差异不显著 下同:(.).对猕猴桃各生育时期树下和行间土壤含水率进行方差分析发现(表、图)行间生草覆盖在萌芽展叶期对树下土壤含水率有显著抑制作用(.)而在果实膨大期对行间土壤含水率有显著增加作用(.)树下地布覆盖和二元覆盖处理在开花坐果期、果实膨大期和果实成熟期对树下土壤含水率均有显著增加作用(.)且地布覆盖的影响比二元覆盖更加显著 表明猕猴桃生长中后期二元覆盖交互效应中行间生草会削弱树下地布覆盖对树下土壤水分的促进效果萌芽展叶期和开花坐果期是猕猴桃需水敏感期也是鼠茅草生长旺盛期对水分消耗较大通过计算两个时期猕猴桃树树下土壤平均含水率和行间土壤平均含水率的差值比率()可分析这一时期是否存在水分竞争现象 由图 可知、两处理 土层的 绝对值均大于 表明这两个处理在该土层范围内树下和行间产生了不同程度的土壤水分竞争而 处理 土层的 绝对值最小表明该处理树下和行间的土壤水分竞争最小 由此可知单一生草覆盖和单一地布覆盖可能会加剧深层土壤水分竞争而二元覆盖处理 土层树下和行间土壤水分分布较均匀有助于缓解水分竞争.覆盖模式对猕猴桃新梢生长和叶片生长的影响 由图 可知猕猴桃的新梢长度和直径生长总体表现出先升高后平稳的变化趋势新梢长度较直径更早停止增加 的新梢长度和新梢直径增长量在萌芽展叶期 果实膨大初期(月初 月初)高于其他处理 较 分别提高了.、.果实膨大中期(月上旬 月底)猕猴桃由营养生长转变为生殖生长养分逐渐向果实输送因此 处理的新梢长度和直径增长量较上一图 猕猴桃树萌芽展叶期和开花坐果期 的变化.时期分别降低了.、.但仍高于其他处理果实膨大后期 果实成熟期(月中旬 月初)新梢长度和直径基本停止增