陈彦君， 王德炉

(1.贵州省林业科技推广总站，贵州 贵阳 550001； 2.贵州大学 林学院， 贵州 贵阳 550025)

地表覆盖是土壤改良的一种简便方式，按照覆盖物的不同可分为有机物(作物秸秆等)和无机物(地膜等)覆盖[1]，地表覆盖可改善土壤微环境[2]。作物秸秆覆盖地表可抑制杂草生长、减少极端温度对作物根系的损伤，调节并维持土壤有机质、pH和含水量，降低土壤容重[3-4]，营造较为稳定的土壤状态[5-7]，从而促进植物生长[8-9]。目前对于地表覆盖的研究多应用于草本作物[10]，且主要围绕不同覆盖物对土壤理化性质的作用机理而开展，有机物覆盖厚度对果树影响的研究较少。自1983年吉林大学郝瑞团队从北美引入蓝莓(VacciniumcorymbosumL.)以来，黑龙江、江苏、贵州及云南等省相继开展蓝莓引种试验，并形成规模化产业[11]。蓝莓作为浅根性须根系植物[12]，根系弱、无根毛，因此土壤状态对蓝莓生长发育的影响较其他果树大。经前期研究[13]发现，玉米秸秆覆盖地表较适于山地酸性黄壤蓝莓果园土壤改良与树体生长，但有机物覆盖太厚会影响土壤通透性，增强土壤黏度，不利蓝莓根系发育，而太薄则达不到固水保墒、控制杂草的效果[14]。目前，关于蓝莓有机物覆盖适宜厚度的研究结论较少。鉴于此，采用田间试验，研究玉米秸秆覆盖厚度对蓝莓树体生理、生长和产量的影响，分析各指标与覆盖厚度的相关性，开展综合评价，分析2个蓝莓品种较适宜的有机物地表覆盖厚度，以期为秸秆还田在蓝莓有机生产上应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试蓝莓品种为6年生兔眼蓝莓粉蓝和芭尔德温，蓝莓种植株行距2 m×3 m，果实成熟期为7—8月；有机覆盖物为玉米秸秆，含有机质752.86 g/kg、全氮7.16 g/kg、水解氮210 mg/kg、全磷0.71 g/kg、有效磷490 mg/kg、全钾11.22 g/kg、速效钾290 mg/kg。玉米秸秆经锤片式粉碎机粉碎至秸秆长度<5 cm，覆盖于长势一致的粉蓝和芭尔德温蓝莓果园。

1.2 试验地概况

试验地位于贵州省麻江县境内(26°32′49″N , 107°34′58″E)，海拔740 m，年均温16℃，无霜期>290 d，年降雨量>1 200 mm。土壤pH 5.2～5.7，黄壤，土层深厚，土壤全氮2.21 g/kg，水解氮24.15 mg/kg，全磷1.38 g/kg，速效磷7.73 mg/kg，全钾8.45 g/kg，速效钾143.02 mg/kg。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验采用田间随机区组设计，以不覆盖玉米秸秆为对照(H1)，以玉米秸秆不同覆盖厚度为处理对象，设3个处理。H2，覆盖厚度5 cm；H3，覆盖厚度10 cm；H4，覆盖厚度20 cm。均为自然塌陷后厚度，每处理3次重复，每重复3株。于2016年1月将经粉碎后的玉米秸秆覆盖于选定蓝莓植株垄面，全垄覆盖，覆盖宽度120 cm，其他管理措施同当地常规田间管理。

1.3.2 取样与测定方法

1) 土壤性状。每处理随机选择5个点，在蓝莓生长旺盛的3—11月，每月测定1次土壤pH、含水量、容重和有机质含量。利用pH计测土壤pH，燃烧法测土壤含水量，环刀法测容重，重铬酸钾滴定法测土壤有机质。取各处理平均值。

2) 根系活力。用对角线取样法，2016年12月，利用根钻取根，每处理50 g，冰浴条件带回实验室，用TTC法测根系活力。

3) 叶片指标。8月落果后，按横坡和纵坡2个方向，随机选取树冠中部成熟健康叶片5～7片，每处理各采摘60片成熟叶。用叶面积仪测定单叶面积，丙酮-乙醇提取比色法测叶绿素，氮蓝四唑法测超氧化物歧化酶SOD，蒽酮比色法测可溶性糖，水杨酸-硫酸法测硝态氮[15]。

4) 新梢生长指标。新梢生长包括新梢长度和数量，自2016年3月始，用钢卷尺测量样株新梢长度，记录至11月。

5) 净光合速率和蒸腾速率。在6月蓝莓生长旺盛期，连续3日晴天后，每样株各选择2片无损伤的外围成熟叶，用Ci-340便携式光合仪测定净光合速率和蒸腾速率，于9:00-11:00测量完毕。

6) 产量和单果重。5月底果实着色期统计结果数，盛果期每样株随机采摘10颗蓝莓果实，每处理90颗，测定单果重。产量=结果数×单果重。

1.4 数据处理

用Excel处理试验数据及绘图，用SPSS 25.0统计分析，进行Pearson相关性分析、LSD多重比较，采用综合指数法进行综合评定。正向指标是指数值越大越好的指标，负向指标反之。

综合指数：I=(Y1+Y2+……Yn)/n

2 结果与分析

2.1 覆盖厚度对蓝莓果园土壤性状的影响

由表1可知，玉米秸秆覆盖蓝莓果园其土壤pH和容重降低，土壤含水量和有机质含量提升。土壤pH，H2～H4较H1(CK)显著降低，且随覆盖厚度增加缓慢上升，处理间差异不显著。土壤含水量，H4土壤含水量最高，为28.31%，略高于H3，二者差异不显著，但二者与H1差异显著。土壤容重，随覆盖厚度增加而降低，H3和H4分别较H1低14.53%和23.26%，差异显著。土壤有机质含量随覆盖厚度而增加，H2、H3和H4土壤有机质含量分别较CK提升30.33%、67.62%和81.01%，处理间差异显著。说明，玉米秸秆覆盖通过调节pH、保持含水量、降低土壤容重和增加土壤有机质含量，营造较为稳定的土壤状态，覆盖厚度为10～20 cm时，可显著影响土壤状态。

表1 玉米秸秆不同覆盖厚度蓝莓果园土壤的pH、含水量、容重和有机质含量Table 1 pH, moisture content, bulk density and organic matter content of blueberry orchard soil covered by cornstalk with different thickness

2.2 覆盖厚度对蓝莓生理的影响

从表2看出，玉米秸秆不同覆盖厚度对蓝莓生理特性影响显著。2个蓝莓品种的根系活力、硝态氮、超氧化物歧化酶(SOD)和叶绿素(a+b)含量在覆盖后显著高于其相应的对照(H1)，且根系活力和硝态氮含量均随覆盖厚度的增加而增加，同时表现出品种间差异。覆盖厚度5 cm(H2)时，2个品种的硝态氮、SOD和叶绿素(a+b)含量均显著高于其相应的对照(H1)，粉蓝的根系活力较其H1高13.07%，可溶性糖含量较其H1低17.39%。覆盖厚度10 cm(H3)时，粉蓝根系活力较H2高29.18%，差异显著；芭尔德温的根系活力较其H1高45.0%，差异显著。覆盖厚度20 cm(H4)时，仅芭尔德温的根系活力和硝态氮含量显著高于H3，增幅分别为43.28%和20.21%，其他指标与H3无显著差异。覆盖厚度0～20 cm条件下，芭尔德温的可溶性糖处理间无显著差异，粉蓝的可溶性糖随覆盖厚度的增加呈先降后升趋势，H3和H4显著低于H1和H2，H2显著低于H1。总体看，SOD和叶绿素(a+b)含量在5～10 cm覆盖厚度时较高，但5～20 cm覆盖厚度处理间差异不显著，说明覆盖厚度的增加更有利于芭尔德温蓝莓品种的根系活力和营养物质(硝态氮)累积。

表2 玉米秸秆不同覆盖厚度蓝莓的生理指标变化Table 2 Index variation in physiology of blueberry under different thickness of cornstalk mulching

2.3 覆盖厚度对蓝莓新梢生长和单叶面积的影响

从表3看出，经玉米秸秆覆盖处理的粉蓝和芭尔德温蓝莓品种的新梢长、新梢量和单叶面积均高于对照(H1)，处理间差异显著。5～20 cm覆盖厚度处理粉蓝和芭尔德温的新梢长H2～H4分别较相应的H1提升19.62%～37.30%和25.49%～52.89%，2个品种的新梢长均为H2显著长于其H1，H3与H4差异不显著，但均显著长于其H1。

表3 玉米秸秆不同覆盖厚度蓝莓的新梢生长与单叶面积Table 3 Growth of shoots and single leaf area of blueberry under different mulching thickness

地表覆盖有机物促进了蓝莓萌发，在覆盖后，粉蓝和芭尔德温的新梢量分别较相应的H1提高8.00%～24.44%和12.20%～31.71%，H3与H1差异显著；H3与H4无显著差异。

在覆盖后，粉蓝和芭尔德温的单叶面积较其相应对照(H1)分别提升22.38%～39.07%和33.39%～55.98%，粉蓝H2单叶面积较高，显著高于H1，与H4差异不显著。芭尔德温的单叶面积H4显著高于其他处理，H2与H1差异显著。

2.4 覆盖厚度对蓝莓光合作用的影响

从图1看出，地表覆盖玉米秸秆显著提升了粉蓝和芭尔德温蓝莓的光合作用。粉蓝的净光合速率和蒸腾速率均以H2最大，分别比H1高59.90%和40.49%；芭尔德温的净光合速率和蒸腾速率均为H3最高，分别比H1高119.77%和63.16%。2个品种净光合速率和蒸腾速率H2、H3和H4间无显著差异。

2.5 覆盖厚度对蓝莓单株产量和单果重的影响

从图2看出，玉米秸秆地表覆盖显著提高蓝莓品种的单株产量和单果重，同时存在种间差异。蓝莓单株产量随覆盖厚度的增加而增加，覆盖处理的粉蓝和芭尔德温的单株产量分别较相应对照(H1)高26.83%～59.21%和26.43%～38.10%；H2、H3与H4无显著差异。

粉蓝的单果重H2、H3与H4较H1高11.41%～17.54%，处理间差异不显著；芭尔德温单果重H3最高，较H1高19.94%，差异显著。

2.6 覆盖厚度与蓝莓生长、生理和产量指标的相关性

从表4看出，覆盖厚度与2个蓝莓品种的新梢生长(长度和数量)、根系活力、硝态氮含量、单株产量呈极显著正相关。粉蓝的可溶性糖及单叶面积与覆盖厚度分别呈极显著负相关和显著正相关；芭尔德温的单叶面积、净光合速率与覆盖厚度呈极显著正相关，叶绿素(a+b)、蒸腾速率与覆盖厚度呈显著正相关。

表4 蓝莓生长、生理和产量指标与玉米秸秆覆盖厚度的Pearson相关系数 Table 4 Pearson correlation coefficients of cornstalk mulching thickness with blueberry growth, physiology and yield indicators

粉蓝各指标与覆盖厚度的相关系数绝对值排序为根系活力(0.885)>单株产量(0.859)>新梢长(0.835)>新梢量(0.809)>可溶性糖含量(0.800)>硝态氮含量(0.761)>单叶面积(0.639)。芭尔德温各指标与覆盖厚度的相关系数绝对值排序为硝态氮含量(0.969)>根系活力(0.919)>单叶面积(0.893)>新梢量(0.864)>新梢长(0.862)>单株产量(0.743)>净光合速率(0.709)>叶绿素(a+b)(0.607)>蒸腾速率(0.603)。芭尔德温与粉蓝相比，与覆盖厚度呈相关性显著或极显著的指标较多，说明芭尔德温对覆盖厚度的敏感性强于粉蓝。蓝莓果园地表覆盖玉米秸秆可促进新梢和叶片生长，增强根系活力，积累营养物质，从而提高蓝莓单株产量。

2.7 不同蓝莓品种对覆盖厚度的响应

由于不同蓝莓品种的生长和生理指标在玉米秸秆不同覆盖厚度下存在差异，为客观系统评价，采用综合指数法对不同蓝莓品种各指标开展综合评价，结果(表5)表明，覆盖厚度对粉蓝的影响综合指数大小排序为H3>H4>H2>H1，对芭尔德温综合指数排序则为H4>H3>H2>H1，且随着覆盖厚度增加，处理间综合指数值差异逐渐减小。总体看，玉米秸秆覆盖蓝莓果园地表有利于促进蓝莓生长，提高蓝莓产量，但不同品种对玉米秸秆地表覆盖厚度的响应不同，其中，粉蓝较适宜的覆盖厚度为10 cm，芭尔德温较适宜的覆盖厚度为20 cm。

表5 不同玉米秸秆覆盖厚度对蓝莓生长、生理和产量影响的综合指数及排序Table 5 The comprehensive indexes and sorting of growth, physiology and yield indexes of different cornstalk mulching thickness

3 结论与讨论

作物秸秆作为可再生高碳资源，合理还田应用对实现可持续经营有着重要意义，覆盖地表后往往会形成有利于植物生长的田间土壤小气候[16]，从而对蓝莓生长具有良性作用。研究发现，玉米秸秆覆盖可有效提升土壤含水量和有机质含量，降低土壤容重，与陈汝等[2]研究结果相似。玉米秸秆覆盖降低了土壤pH，更适于蓝莓生长，与龚本华[3]研究结果存在差异，可能是由于覆盖物、土壤pH基值和所种植作物种类不同。蓝莓根系分泌有机酸[17]，与土壤相互作用，从而降低土壤pH，其作用机理有待进一步研究。同时，覆盖厚度对土壤性状影响明显，在0～20 cm范围，随着覆盖厚度增加，土壤容重降低，含水量和有机质加大，增强土壤缓冲能力，土壤pH先降后增，逐渐趋于平稳。覆盖厚度为10 cm时，对土壤性状改善起到显著作用，从而为蓝莓生长营造适宜且稳定的土壤状态，改善蓝莓根系生长的微环境。

土壤环境的改善促进了蓝莓根系活力。研究表明，玉米秸秆覆盖处理的蓝莓根系活力显著高于对照(未覆盖)，且根系活力与覆盖厚度呈极显著正相关。植物叶片是对环境最为敏感的组织器官[18]，蓝莓叶片不仅捕获光能，也代表着植物新陈代谢活动。蓝莓叶片中硝态氮反映其氮素同化利用效果，与SOD、可溶性糖和叶绿素(a+b)含量均为反映植物生理质量的重要指标[19]，受到胁迫时，可溶性糖含量增加以抵御逆境。研究表明，2个蓝莓品种(粉蓝和芭尔德温)的叶片硝态氮、SOD和叶绿素含量在覆盖后显著提高，可溶性糖则有所下降，该结论与孔凯凯等[20-21]在胡杨及烤烟的研究结果相似。不同蓝莓品种对覆盖厚度的响应存在差异，粉蓝在5 cm覆盖下根系活力、叶绿素(a+b)、净光合速率等指标显著高于对照，覆盖厚度≥10 cm的处理间无显著差异；芭尔德温的根系活力、净光合速率均随覆盖厚度增加而增加，覆盖厚度10 cm和20 cm处理间差异显著。

蓝莓果园地表覆盖玉米秸秆可促进蓝莓新梢生长，增加新梢量、新梢长和单叶面积，促进结果枝萌发，从而提升蓝莓单果重和单株产量，且随着覆盖厚度的增加，作用愈发明显。研究结果显示，5 cm覆盖厚度显著提升蓝莓新梢长、单叶面积和单株产量，10 cm覆盖厚度进一步促进新梢的萌发和单果重量，20 cm与10 cm覆盖厚度处理间2个蓝莓品种新梢生长和产量性状差异不显著。

相关分析表明，覆盖厚度对2个蓝莓品种的生长、产量指标、根系和营养积累产生积极影响，其中，芭尔德温对覆盖厚度的反应较粉蓝更为敏感，这可能源于两者生物学特征不同。粉蓝树势强，为直立型，坐果率较大，果实较小且酸，常用于加工；芭尔德温树势强，为开张型，果实较大常用作鲜食，具有较强的光合作用能力[22]，从而合成更多的有机物质。

综合指数法评价结果表明，蓝莓果园地表覆盖玉米秸秆后提升了蓝莓植株状态，覆盖厚度对粉蓝影响的综合指数排序为覆盖厚度10 cm>覆盖厚度20 cm>覆盖厚度5 cm>未覆盖处理，对芭尔德温影响的综合指数排序为覆盖厚度20 cm>覆盖厚度10 cm>覆盖厚度5 cm>未覆盖处理。总体看，玉米秸秆覆盖蓝莓果园地表有利于促进蓝莓生长，提高蓝莓产量，但不同品种对玉米秸秆地表覆盖厚度的响应不同，其中，粉蓝较适宜的覆盖厚度为10 cm，芭尔德温较适宜的覆盖厚度为20 cm。