不同覆盖材料对干旱区枣园土壤温度、水分及果实品质的影响

王文 ，王振磊 ，吴翠云 ，林敏娟 *

（1塔里木大学园艺与林学学院/南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室，新疆 阿拉尔 843300）

（2塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室，新疆 阿拉尔 843300）

温度和水分是红枣生长的必要条件，极端温度和严重缺水会抑制红枣正常生长发育，从而导致红枣幼果脱落和皱缩使其后期减产［1］。新疆属于典型的大陆性干旱气候，夏季高温干旱缺水是制约西北地区农业发展的瓶颈［2］。覆盖栽培作为在干旱地区保墒的一项重要措施，不但能提高土壤含水量而且能在夏季降温冬季保温，有利于果树根系的生长活动，为树体生长创造适宜的条件［3-4］。

果园覆盖不仅能改善土壤理化性状、提高产量和品质还能抑制杂草生长［5-6］。地布覆盖是一种新型的覆盖栽培方式，可以极大提高果园省力化、简约化管理、降低果园管理成本、提高果园的经济效益［7］。液态地膜是一种新型环保的土壤结构调理剂，其作用和塑料地膜相似，覆盖后能改善土壤结构、增温保墒、提高作物产量的无污染覆盖材料［8］，液态地膜在果园覆盖中应用较少。因此，本研究在前人以不同覆盖材料对土壤温湿度和枣果实品质研究的基础上，进一步探讨干旱地区土壤保墒蓄水、夏季降温、提高土壤水分利用效率的栽培措施，从而为新疆南疆多风沙干旱地区红枣丰产提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概括

试验地点为新疆生产建设兵团第十四师昆玉市二二四团一连（37°14′19″N，79°17′34″E），平均海拔1 304.0～1 397 m；气候类型属于暖温带大陆性干旱荒漠气候，年降水量在13.1～48.2 mm之间，年均蒸发量在1 304.0～1 397.5 mm之间，空气十分干燥，是典型的灌溉农业区；年平均气温12.2℃，无霜期244 d，年日照时数≥2 769.5 h，日照率为62%。试验树为2019年截干后培养的3 a生主干形骏枣树，株行距为1.5 m×4.0 m，试验区土壤为沙土地，地势平坦，土壤水分、肥力等条件相近，其他管理水平一致。

1.2 试验设计

试验于2021年5月布设，设4个处理，CK为不覆盖处理对照；T1（园艺厚地布，140 g/m2，宽1.2 m覆盖在枣树干两侧）；T2（园艺薄地布，100 g/m2，宽1.2 m覆盖在枣树干两侧）；T3（液态地膜，由河北嘉和生物科技有限公司生产，每亩喷施2.5 kg，兑水50 kg，每隔2月喷施1次）。每个处理选择长势一致的10株枣树为一小区，设置3次重复，随机区组设计。园艺地布由黑色聚丙烯密织的可透气材料编制而成，生产厂家为莱芜市天城工程材料有限公司。

1.3 测定指标与方法

土壤温度测定：于2021年6月、7月、8月、9月选择典型晴天，用电子数显温度计测定0～30 cm土壤温度的日变化，每10 cm为一层，观测时间从早晨 8：00—20：00，每隔2 h测定1次；每个处理选择3个观测点；每月温度由每日均温的平均值计算得出。

土壤含水量测定：于2021年6月20日、30日；7月10日、20日、30日；8月10日、20日、30日；9月10日、20日用常规土钻法取样，采用烘干法测定0～60 cm土壤含水量，每20 cm为一层，每次取样均是滴灌后隔10 d取样，每月含水量以平均值来计算。土壤含水量W计算公式如下：

式（1）中，W0为空铝盒重量，g；W1为湿土和铝盒重量，g；W2为烘干后恒重土样和铝盒重量，g。

树体生长指标测定：在9月中旬用钢卷尺和数显游标卡尺测量标记的新梢枝条和枣吊的长度及粗度，每个处理随机选择10株枣树进行挂牌标记，从每株树上选取2个新梢枝以及树体的四个方向（东、南、西、北）选取枣吊，每个处理共选取20个新梢枝和40个枣吊，以新梢枝条和枣吊增长量比较不同覆盖处理间树体生长的差异。

8月中旬用植物营养仪测定枣叶片叶绿素相对含量及氮含量，每个处理选择10棵长势一致的枣树，每株树从树冠中部选择4片叶片，共计40片叶片测定其含量。

果实品质测定：10月初果实成熟期，在树体的东、南、西、北4个方向的冠层中部采摘30个果，做好标记后迅速带回实验室测定果实维生素C、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性蛋白等含量；维生素C测定方法为钼蓝比色法、可溶性糖采用蒽酮比色法、可溶性固形物采用蔗糖仪测定、可滴定酸采用氢氧化钠滴定法测定、可溶性蛋白采用考马斯亮蓝法测定［9］。

1.4 数据处理与分析

使用Microsoft Office Excel 2010软件进行数据整理统计及作图，SPSS 25.0统计软件对数据进行分析和差异显著分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖材料对枣园土壤温度的影响

2.1.1 不同覆盖材料对枣园0～10 cm土壤温度的影响

由表1分析可知，红枣在6—9月生长季内，土壤温度的变化趋势呈现先上升后下降。各覆盖处理与CK相比，T1覆盖处理降温幅度最大，地温在22.5～27.5℃之间，与CK相比均显著降低，在6—9月生长季内T1相比CK分别下降0.7℃、1.1℃、1.1℃、1.3℃。其次为T2覆盖处理，地温在23.5～28.6℃之间，在6月和8月的土温显著低于CK，分别下降0.4℃、0.6℃，7月和9月与CK相比无明显差异。T3覆盖处理效果不明显，在6—9月生长季内与CK相比无明显差异。

表1 不同覆盖材料对枣园0～10 cm土壤温度的影响 ℃

2.1.2 不同覆盖材料对枣园10～20 cm土壤温度的影响

由表2分析可知，在红枣6—9月生长季内，土壤温度的变化呈先上升后下降趋势。与CK相比，覆盖处理在6—9月生长季内，T1覆盖处理降温效果最显著，地温在22.5～26.3℃之间，与CK相比均显著降低，分别下降1.2℃、0.8℃、0.5℃、1.5℃，T2覆盖处理，地温在22.2～26.6℃之间，在6—9月生长季内与CK相比分别下降0.6℃、0.5℃、0.5℃、0.6℃，其中9月地温与CK相比无显著性差异，6月、7月和8月均显著降低。T3覆盖处理与CK相比提高了土壤温度，在6—9月生长季内较CK分别提高0.1℃、0.4℃、0.4℃、-0.3℃。

表2 不同覆盖材料对枣园10～20 cm土壤温度的影响 ℃

2.1.3 不同覆盖材料对枣园20～30 cm土壤温度的影响

由表3分析可知，在红枣6—9月生长季内，土壤温度的变化呈先上升后下降趋势。与CK相比，各覆盖处理在6—9月生长季内，T1处理的降温效果最明显，在6—9月生长季内地温在21.8～26.4℃之间，与CK相比均显著降低，与CK相比分别下降1.2℃、0.3℃、0.5℃、1.4℃。T2覆盖处理在6—9月生长季内地温在22.2～26.4℃之间，与CK相比降温效果不明显。T3覆盖处理在9月份的地温相比CK提高了1.2℃，6月、7月和8月地温与CK相比差异不显著。

表3 不同覆盖材料对枣园20～30 cm土壤温度的影响 ℃

2.2 不同覆盖材料对枣园土壤含水量的影响

2.2.1 不同覆盖材料对枣园0～20 cm土壤含水量的影响

土壤水分是红枣生长必需的条件之一，也是提高产量和品质的基础。由表4分析可知，不同覆盖处理下土壤含水量呈先升高后下降的趋势，T1和T2处理不同程度地提高了土壤含水量。其中T1处理显著提高含水量，在6—9月生长季内土壤含水量在5.05%～7.44%之间，均显著高于CK，与CK相比分别提高109.62%、83.25%、73.61%、50.30%。其次为T2处理，在6—9月生长季内土壤含水量在4.79%～5.83%之间，均显著高于CK，与CK相比分别提高91.07%、43.60%、86.64%、42.56%，T3处理在6—9月生长季内与CK相比无明显差异，其中8月和9月与CK相比分别降低15.63%、12.20%。

表4 不同覆盖材料对枣园0～20 cm土壤含水量的影响 %

2.2.2 不同覆盖材料对枣园20～40 cm土壤含水量的影响

由表5分析可知，在不同覆盖处理下土壤含水量呈先升高后下降的趋势。其中T1与T2处理保水效果显著，T1覆盖处理在6—9月生长季内土壤含水量在5.64%～8.71%之间，均显著高于CK，与CK相比分别提高87.44%、61.90%、30.94%、38.57%。T2覆盖处理在6—9月生长季内土壤含水量在6.29%～7.49%之间，均显著高于CK，与CK相比分别提高68.8%、39.22%、34.93%、54.56%。而T3覆盖处理的保水效果与CK相比差异不显著，其中6月和9月分别比CK降低了3.38%、5.16%。

表5 不同覆盖材料对枣园20～40 cm土壤含水量的影响 %

2.2.3 不同覆盖材料对枣园40～60 cm土壤含水量的影响

由表6分析可知，不同覆盖处理下土壤含水量呈先升高后下降的趋势。与CK相比，T1覆盖处理的保水效果最明显，其次为T2覆盖处理。T1覆盖处理土壤含水量在6—9月生长季节内土壤含水量在7.72%～11.52%之间，均显著高于CK，与CK相比提高58.50%、88.54%、48.29%、46.77%。T2覆盖处理土壤含水量在6—9月生长季节内土壤含水量在7.42%～9.02%之间，均显著高于CK，与CK相比分别提高49.01%、47.63%、51.71%、41.06%。T3覆盖处理6月、8月、9月土壤含水量与CK相比无显著差异，8月份土壤含水量与CK相比提高1.88%。

表6 不同覆盖材料对枣园40～60 cm土壤含水量的影响 %

2.3 不同覆盖材料对树体生长指标的影响

由表7分析可知，不同覆盖处理下树体新梢长度，T1和T2覆盖处理显著高于CK，与CK相比分别提高16.44%、9.69%。其中T3覆盖处理与CK相比无显著差异。各覆盖处理新梢枝粗度与CK相比无显著性差异。对于枣吊长度和粗度的影响，T1覆盖处理显著高于CK，与CK相比分别提高12.31%、19.73%。T2和T3覆盖处理与CK相比无显著差异。

表7 不同覆盖材料对树体生长指标的影响

2.4 不同覆盖材料对枣树叶片叶绿素相对含量和氮含量的影响

由图1分析可知，枣叶片叶绿素相对含量T1和T2覆盖处理显著高于CK，与CK相比分别提高3.37%、3.13%；其中T3覆盖处理与CK相比无明显差异。叶片氮含量，T1和T2覆盖处理显著高于CK，与CK相比分别提高6.25%、6.25%；T3覆盖处理与CK相比无显著差异。

图1 不同覆盖材料对枣叶片叶绿素相对含量和氮含量的影响

2.5 不同覆盖材料对枣果实品质的影响

由表8分析可知，不同覆盖处理下枣果实维生素C含量，T1和T2覆盖处理显著高于CK，分别较CK提高16.2%、6.9%；T3覆盖处理与CK相比无显著性差异。红枣中可溶性糖含量T1覆盖处理显著高于CK，较CK提高9.59%；其中T2和T3覆盖处理与CK相比可溶性糖含量无显著差异。可滴定酸和可溶性蛋白含量各覆盖处理与CK相比无显著性差异。各覆盖处理糖酸比表现为T1＞T2＞CK＞T3。可溶性固形物含量T1和T2覆盖处理显著高于CK，较CK分别提高12.02%、9.50%，T3覆盖处理与CK相比无明显提高。

表8 不同覆盖材料对枣果实品质的影响

3 讨论

3.1 果园覆盖对土壤温度的影响

果园土壤温度是影响果树根系生长的关键因素之一。果园覆盖能降低夏季果园的土壤温度，深草覆盖有利于夏季果园土壤降温，减少果园土壤温度的急剧变化，从而减轻夏季高温对果树的伤害［10］。果园进行秸秆和深草覆盖后在地面与大气热量交换时形成隔离层，减缓太阳辐射对土壤的热量传递，而且减少土壤水分的蒸发从而降低了果园土壤温度［11］。研究发现，对种植玉米田间试验喷施液态地膜有助于提高玉米整个生育期的土壤温度［12］。果园地布覆盖后表层和深层土壤均有一定的降温作用，从而有利于干旱高温季节果树根系的生长［13］。园艺地布和秸秆覆盖能不同程度降低6—9月份的土壤温度［14］。本研究表明，各覆盖处理对土壤温度的影响以0～10 cm土壤效果显著。与CK相比，T1和T2覆盖处理能明显降低地温，其中T1覆盖处理效果较好，在6—9月与CK相比分别降低0.7℃、1.1℃、1.1℃、1.3℃；T2次之，而T3覆盖处理的地温高于对照，由于液态地膜和塑料薄膜作用基本相似都能都能起到保温效果［15］，这与本研究结果一致。且液态地膜会随着覆盖时间的增加逐渐降解保温效果会减弱，而地布覆盖的时间在5 a以上，极大省了农业成本。因此地布覆盖对于该地区枣产业发展具有重要意义。

3.2 果园覆盖对土壤含水量的影响

土壤水分是果树提质增效的基础之一，不同的覆盖材料对土壤的保水效果不同［16］。研究发现，不同类型的塑料地膜覆盖处理后能提高作物的0～40 cm土层土壤含水率［17］。地布覆盖减少了土壤水分的无效蒸发，有利于蓄水保墒，提高土壤水分含量［18］。而液态地膜作为一种新型覆盖材料不但能有效地减少土壤水分蒸发还能根除白色污染［19］。本研究表明，不同的覆盖材料对枣园土壤含水量的提高均不同。3种覆盖处理对果园土壤的保水效果，T1＞T2＞T3；由于地布覆盖隔绝了太阳光对土壤的直接辐射减少了土壤水分的无效蒸发，因此在旱季水地区地布覆盖能减缓枣园土壤水分流失对调节枣园土壤水分具有重要作用。

3.3 果园覆盖对树体生长指标的影响

陈汝等[20]研究发现，苹果园进行秸秆覆盖和园艺地布覆盖后均可显著提高叶片叶绿素含量，与对照相比分别提高1.9%和2.2%。果园覆盖逐渐改善了果树根系生长土壤微环境，使得根系对土壤水分和养分的吸收能力提升，间接地促进果树树体生长[21]。本研究表明，枣园覆盖处理能显著增加新梢枝生长及粗度、枣吊的生长及粗度。这与陈雪[22]等研究结果一致。综合比较，不同覆盖材料处理对树体生长的影响依次为T1＞T2＞T3＞CK。

果园覆盖能提高枣叶片叶绿素相对含量和氮含量，主要原因是果园覆盖后提高了土壤水分和土壤养分间接地促进了地上部的枝条及叶片的生长［23］。本研究表明，对于枣叶片叶绿素相对含量和叶片氮含量与CK相比同样是地布覆盖提高效果最明显。其中T1覆盖处理时效果明显，T2覆盖处理次之。这与李宏建等［24］研究结果一致。而T3覆盖处理并没有显著提高其含量，可能是随着覆盖时间增加液态地膜逐渐降解有关。

3.4 果园覆盖对枣果实品质的影响

果园地表覆盖后能提高果树的树体生长，且有效提高果树产量及品质［24］。相关研究表明，对桃园地布覆盖能显著提高桃果实单果重、维生素C含量和可溶性糖含量［25-26］。地布覆盖下桃树果实的可溶性糖含量及维生素C含量有所提高，而可滴定酸低于对照处理［27］。王金峰等［28］研究表明，地布覆盖改善了果实可溶性固形物含量同时降低了果实酸度，本研究结论与之相似。本研究发现，与CK相比T1覆盖处理能够显著提高枣果实维生素C含量和可溶性糖含量的积累，T2覆盖处理次之，其中T3覆盖处理并没有显著提高其含量，各覆盖处理对于可滴定酸、可溶性蛋白并没有明显提高。同样糖酸比、可溶性固形物含量均以T1覆盖处理的效果最为显著，其次为T2覆盖处理，因此枣园T1覆盖处理能有效改善枣果实品质。

4 结论

综上所述，在南疆干旱区枣园不同覆盖处理下，果园T1和T2覆盖处理不同程度地降低了枣园0～30 cm的土壤温度，其中T1覆盖处理效果优于T2覆盖处理。同样地布覆盖提高了0～60 cm的土壤含水量、枣树树体生长、叶片叶绿素相对含量、叶片氮含量，改善了枣果实品质维生素C、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、可溶性固形物、可溶性蛋白等含量，均以T1覆盖处理效果最好。