黄土高原区苹果品质对不同种草处理的响应_王延.pdf

2023年 第53卷 第1期89试验研究土地耕作模式是农业生产的主要手段，影响植物生长的土壤环境，进而影响植物的生长发育能力，合理的耕作方式可促进土地高效可持续利用1。我国黄土高原区土层深厚、日照时间长、昼夜温差大、海拔高、降水少、低污染、病虫害轻，是全国优质苹果集中生产区2-5。该地区传统的苹果园地面管理模式多为清耕除草，该模式下果园地表大面积裸露6-7，易造成地表水土流失和土壤养分丢失，降低果园土壤质量和生物多样性，从而降低果实品质收稿日期：2022-09-08基金项目：甘肃省财政林业和草原项目（甘林规函2019640号）。作者简介：王延，硕士，畜牧师，主要从事草原技术推广及草地生态保护工作。E-mail：通信作者：杨浩，硕士，高级畜牧师，主要从事牧草栽培及良种推广工作。E-mail：和果园综合效益等8。果园生草，是一种在果树行间或全园自然生草覆盖或人工种植多年生优质牧草，并根据果树与草的生长状况，采取刈割等措施控制草层高度的果园管理模式4,6,7,9，刈割的青草可覆于树盘下或饲喂家禽家畜6,10-11，也可晒制青干草或加工成草颗粒作为禽畜越冬饲草料12。果园生草可形成林草复合植被体系12-13，具有调节果园生态微环境4,14、减少杂草和病虫害15-16、缓解水土流失的生态效应9,17-18，从黄土高原区苹果品质对不同种草处理的响应王延1，杨浩1*，张雯娜2，付萍1，孟祥君1，陈兴荣1，朱倩1，常生华3，金斌1（1.甘肃省草原技术推广总站，甘肃兰州730010；2.甘肃省林木种苗站，甘肃兰州730046；3.兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州730020）摘要：本研究以鼠茅草（Vulpiamyuros）、白三叶（Trifoliumrepens）和百脉根（Lotuscorniculatus）作为黄土高原区苹果园草地建植品种，以清耕为对照，同步分析3种种草处理对黄土高原区苹果品质的影响。结果表明，种草处理显著提高了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P0.05），显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P0.05）。3种种草处理对苹果品质的影响趋同，其中鼠茅草处理效果最佳。因此在黄土高原区苹果园地面管理中应用生草技术时，可优先考虑种植鼠茅草，其次为白三叶和百脉根。关键词：果实品质；苹果园；生草；鼠茅草；白三叶；百脉根中图分类号：S812.8文献标识码：A文章编号：1006-799X（2023）01-0089-05DOI:10.15979/62-1064/s.2023.01.035902023年 第53卷 第1期而提高果实品质7,19-20，提升果园综合效益。为提高土地利用效益，优化黄土高原苹果园区管理模式，本研究以元帅系第四代芽变品种“首红苹果”为试验材料，通过果园间种植浅根系、高盖度、适宜黄土高原区苹果园覆盖的多年生优质牧草鼠茅草（Vulpiamyuros）、白三叶（Trifoliumrepens）和百脉根（Lotuscorniculatus），同步研究3种种草处理对黄土高原区苹果园果实品质的影响，以期发现不同种草处理影响苹果园果实品质的共性特征，完善果园生草对果园综合效益影响的认知，为生草技术在黄土高原区苹果园地面管理中的应用和推广提供理论依据。1材料与方法1.1研究区概况试验地位于甘肃省天水市秦安县刘坪镇黄湾村上庄（3489 N、10574 E），海拔1 640 m，属黄土丘陵地形，温带大陆性季风气候，年平均降雨量500550mm，平均气温8.2，无霜期160d左右。园地土壤pH8，为碱性土壤，土质为黄绵土，土层深厚。试验区域为山梁处丘陵地苹果园，面积约0.3hm2，株距4m，行距4m，树龄20年，栽植品种为元帅系第四代芽变品种“首红苹果”。1.2试验设计本试验选用的果园人工生草模式和清耕模式，均为当前黄土高原区苹果园管理的典型模式，其中果园人工生草模式为新型管理模式，即在果园人工种植多年生优质牧草，除刈割外不再进行其他耕作处理，只在固定时间进行施肥；以清耕模式为对照，采取传统土壤耕作模式，每年春季和秋季利用微耕机或铁锹进行翻耕除草处理。在苹果园中央地带取12处面积100m2的小区，随机划分为4组，对照组保持原有的清耕处理，其他3组分别撒播鼠茅草、白三叶和百脉根，每年3月、6月和9月在每棵树下分别施入有机肥和复合肥各1 kg。本试验于2019年5月上旬在3个试验小区分别撒播鼠茅草、白三叶和百脉根，播种密度均为22.5kg/hm2，播种深度12cm，幼苗期及时清除园内其他杂草，后期不再对种植草种进行施肥管理。1.3测定指标及方法2021年9月，各试验小区随机取苹果24颗，用电子天平测定单果质量；依据GB/T106512008鲜苹果，采用手持式果实硬度计测定果实硬度；果实室温自然软化后，依据GB5009.862016食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定，采用岛津RF-540荧光分光光度计测定果实维生素C含量；依据NY/T26372014水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定折射仪法，采用ATAGOPAL-1型折射仪测定果实可溶性固形物质量分数；依据GB5009.72016食品安全国家标准食品中还原糖的的测定，采用直接滴定法测定果实可溶性糖含量；依据GB124562021食品安全国家标准食品中总酸的测定，采用NaOH滴定法测定果实可滴定酸含量，计算糖酸比和固酸比。相关测定委托甘肃省农业科学院农业测试中心完成。1.4数据处理采用夏皮罗-威尔克检验（Shapiro-Wilktest）检查每组数据是否服从正态分布，若服从，就采用独立样本T检验进行显著性检验；若不服从，就采用Wilcoxon轶和检验进行显著性检验21。采用一般线性模型（GeneralLinearModel）分析管理模式和草品种对苹果品质是否有显著影响，其中，管理模式和草品种为固定效应，果实品质为响应变量。用独立样本T检验或Wilcoxon轶和检验来检验不同管理模式下果实品质是否有显著性差异，种草模式和清耕模式视为两个独立的样本。以上数据的统计分析和作图均采用R3.4.3。2结果与分析2.1果实品质对果园管理模式的响应一般线性模型分析结果显示，管理模式显著影响了果实品质（P0.05），不同种草处理对果实品质没有显著影响（表1）。2.2果实品质对3种种草处理的综合响应3种种草处理综合分析结果表明，种草处理对果实品质有一定影响（图1），具体表现为种试验研究2023年 第53卷 第1期91试验研究草处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P0.05），分别增加16.5%、6.8%、14.7%、11.2%、13.7%、35.2%和14.4%，显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P0.05），分别降低7.6%和16.3%。2.3果实品质对不同种草处理的响应鼠茅草处理、白三叶处理和百脉根处理均对果实品质有一定影响（图2），具体表现为鼠茅草处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P0.05），分别增加20.3%、7.0%、16.7%、13.7%、14.7%、41.2%和16.0%；显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P0.05），分别降低9.1%和18.2%。白三叶处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P0.05），分别增加15.8%、6.8%、15.0%、10.6%、13.5%、35.3%和14.0%；显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P0.05），分别降低7.1%和16.3%。百脉根处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P0.05），分别增加13.3%、6.4%、12.4%、9.2%、13.0%、29.4%和指标管理模式不同种草处理F值P值F值P值维生素C45.31560.0001.39920.4968可溶性糖35.31890.0000.04860.9760可滴定酸110.83950.0002.16050.3395可溶性固形物51.34180.0000.72150.6971果实硬度100.70970.0000.97390.6145固酸比58.22760.0001.62940.4428糖酸比46.08380.0000.08330.9592单果重150.000.0004.440.1086一级果百分率55.19810.0000.37260.8300表1基于一般线性模型的果实品质对果园管理模式的响应注：管理模式：清耕和种草；不同种草处理：包括种植鼠茅草、白三叶和百脉根。图1果实品质对种草处理的响应13.2%；显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P0.05），分别降低6.6%和14.3%。922023年 第53卷 第1期图2果实品质对不同种草处理的响应参考文献：1赵兰君,苏少峰,吉文丽,等.不同耕作方式对猕猴桃叶片光合特性和果实品质的影响J.西北农业学报,2018,27(12):1827-1834.3种种草处理结果表明，种植不同草品种对果实品质的影响与种草处理对果实品质的影响结果一致，具体表现为种植鼠茅草、白三叶和百脉根均增加苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率，均降低苹果可滴定酸含量和果实硬度，其中，种植鼠茅草增幅和降幅最大，白三叶次之，百脉根较小。3讨论果园生草是一种优良的农业耕作模式，不仅可以加快农业多元化进程，而且能带动畜牧业发展，将经济作物和优质牧草合理搭配种植可以更好地利用光能和土地资源，提高土地生产力的同时提升果园综合效益22。本研究表明，种草处理提高了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率，降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度，这与赵伟亮23关于生草对苹果园微域环境及果实品质的影响研究以及高凝8关于不同地面覆盖对黄河故道地区苹果树体生长及果实品质的影响研究结果一致。种草处理提高了果实维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数等，降低了可滴定酸含量，是因为种草能改善苹果园水肥条件、提高土壤矿质元素供给水平，从而改善果实的内在品质，增加经济效益。种草处理降低了果实硬度，是因为种草改善了苹果园微环境，提高了空气相对湿度，削弱了光照强度，影响了苹果树对土壤中钙的吸收，从而影响果实硬度23。本研究中，种植鼠茅草、白三叶和百脉根对苹果果实品质的影响结果一致，但影响程度不一，其中种植鼠茅草提高苹果果实品质效果最佳，这是因为这3种草均具有浅根性、耐荫性、高盖度、适应性强、易于刈割等特点，而鼠茅草在单次播种后，成熟的种子自然落粒萌发自行繁殖，达到一年种植多年受益的效果1。4结论黄土高原区苹果园种草处理可提高果实品质，种植不同草种对苹果园果实品质的影响具有共性特征，其中，种植鼠茅草提高苹果果实品质效果最佳，优于白三叶和百脉根。因此，在黄土高原区苹果园地面管理中推广生草技术时，可优先考虑种植鼠茅草，其次为白三叶和百脉根，从而促进果树提质增效，提高果园综合效益。试验研究2023年 第53卷 第1期93试验研究2杜善保,张军科.黄土高原旱地苹果园生草栽培研究进展J.中国农学通报,2014,30(27):81-86.3魏倩倩,杨文权,韩明玉,等.白三叶返园对苹果园土壤微生物群落的影响J.草业科学,2016,33(3):385-392.4蒋成芳,张文娥,王龙刚,等.黄土高原旱区农户苹果园生草的经济效益分析J.草原与草坪,2017,37(4):47-52.5杨文权,卢彪儒,程宇阳,等.白三叶降解对陕西地区苹果园土壤酶活性的影响J.草业科学,2019,36(2):295-303.6曹铨,沈禹颖,王自奎,等.生草对果园土壤理化性状的影响研究进展J.草业科学,2016,25(8):180-188.7高小叶,张兴兴,朱建国,等.生草栽培对果园面源污染的控制:三种牧草的比