王栩龍,舒雁翔,趙鵬里,李紅果,徐小藝,吳翠云*
(1 塔里木大學(xué)園藝與林學(xué)學(xué)院/塔里木大學(xué)南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室,新疆阿拉爾 843300;2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué),江蘇南京 210000)
棗是新疆林果支柱產(chǎn)業(yè)之一,面積占全國30%以上,產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的50%以上,主要分布在南疆的阿克蘇、喀什、和田、巴州和東疆的吐魯番、哈密等地州[1]。因耕地有限,棗大多種植在土壤貧瘠、具有不同程度鹽漬化的土地上,且耕作方式長年以清耕為主,施用的肥料常以化肥為主,易導(dǎo)致土壤板結(jié)、肥力下降,不利于果樹發(fā)育及果實品質(zhì)的提升,進而影響新疆棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
當(dāng)前,國內(nèi)果園已經(jīng)廣泛采用各種土壤覆蓋方式,普遍采用園藝地布、塑料薄膜、秸稈和自然生草等作為覆蓋材料進行果園土壤覆蓋。高美英等[2]的研究表明,果園土壤覆蓋是改善果樹土壤微域環(huán)境的重要手段,并在果樹栽培中起著重要作用。蘇旺等[3]在陜西橫山縣小雜糧試驗示范基地的試驗研究證明,覆地膜、覆秸稈和果園生草3 種土壤覆蓋模式不僅能夠顯著改善果園的土壤溫度、地表空氣濕度,還能有效提高水分的利用效率及果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)。侯建安[4]通過研究靈武長棗棗樹的研究表明,覆蓋地膜配以適當(dāng)施肥,可以增加棗樹葉片光合作用,促進果實生長,改善品質(zhì),尤其能顯著提高果實總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。周婷婷等[5]研究表明,旋耕秸稈覆蓋處理后的紅棗單果質(zhì)量明顯增大。張露荷等[6]以甘肅沿黃灌區(qū)棗園為研究區(qū)域的試驗表明,果園生黑麥草、覆膜和覆玉米稈能顯著增加果園相對濕度,提高果樹的光合速率。
關(guān)于果園覆蓋栽培研究大多集中在內(nèi)地[3-6],而新疆果園土壤采用覆蓋栽培的相關(guān)研究較少。因此,本研究以7 年生密植駿棗為試驗材料,比較棗園秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋、塑料薄膜覆蓋和自然生草4 種不同土壤覆蓋方式對棗園果實內(nèi)外在品質(zhì)的影響,以期篩選出能有效提高果實內(nèi)外在品質(zhì)的最佳土壤覆蓋類型。最終目的是提出最佳的耕作方式,為新疆維吾爾自治區(qū)南疆地區(qū)棗樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)的土壤覆蓋理論依據(jù)。
試驗地選擇在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團一師12 團12 連7 年生駿棗園,棗園面積3.33hm2,株行距1.5m×3m,株高2m 左右,棗園植株長勢良好。
試驗采用單因素完全隨機試驗設(shè)計,分別設(shè)計4種覆蓋方式:秸稈覆蓋(T1)、園藝地布覆蓋(T2)、塑料薄膜覆蓋(T3)及自然生草(T4),以清耕(CK)為對照,單行小區(qū),重復(fù)3 次,每小區(qū)樣本樹9 株。于2021 年4 月初進行棗園地面覆蓋處理,覆蓋前清理平整園區(qū)地面,清除雜草石塊,然后進行覆蓋。其中秸稈覆蓋材料為粉碎的棗樹枝干,秸稈覆于棗果樹干兩側(cè),沿株間方向鋪設(shè),寬度為40cm,厚度10cm。塑料薄膜覆蓋和園藝地布覆蓋方式為:在棗果樹干兩側(cè)沿株間方向鋪設(shè)塑料薄膜、園藝地布,覆蓋于地表,寬度2m,行間無覆蓋。
在果實全紅期(成熟期),在試驗處理的每一個小區(qū)中,選取3 株樹齡、樹勢一致的駿棗樹,分別在每1株樹的東、西、南、北4 個方向均勻選取果實30 個,將樣品按處理及重復(fù)分組分裝后帶回實驗室,測定果實單果重和外觀品質(zhì),然后將樣品去皮粉碎后分裝于密封袋,儲存在冰柜中,用于果實內(nèi)在品質(zhì)的測定。
測定果實的蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍法[7],維生素C 含量采用鉬氨酸比色法[8],淀粉含量采用蒽酮硫酸法[8],可溶性糖含量采用蒽酮試劑法[7-9],可滴定酸含量采用氫氧化鈉溶液滴定法[7-9],糖酸比的測定采用可溶性糖與可滴定酸的比值。
試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計采用Microsoft Excel 2007 軟件,方差分析使用SPSS22.0 軟件;做圖使用Graph Pad Prime7 軟件。
2.1.1 不同覆蓋方式對果實單果重的影響。由圖1 可知,覆蓋園藝地布的駿棗果實單果重較大,顯著高于清耕和塑料薄膜覆蓋,分別高24.7%和15.1%,與秸稈覆蓋和自然生草處理無顯著性差異。其他各處理間及其與對照均無顯著性差異。
圖1 不同覆蓋方式對果實單果重的影響
2.1.2 不同覆蓋方式對果形指數(shù)的影響。由圖2 可知,清耕制棗園的駿棗果實果形指數(shù)顯著高于自然生草覆蓋處理(提高5.1%),但與其他各處理間無顯著性差異。棗園秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋、塑料薄膜覆蓋、自然生草4 種覆蓋處理間的駿棗果實果形指數(shù)無顯著性差異。
圖2 不同覆蓋方式對果形指數(shù)的影響
2.2.1 不同覆蓋方式對果實蛋白質(zhì)含量的影響。由圖3 可知,棗園秸稈覆蓋的駿棗果實蛋白質(zhì)含量較園藝地布覆蓋、塑料薄膜覆蓋、自然生草和清耕4 種處理顯著提高,分別提高18.6%、55.7%、40.0%、39.4%。園藝地布覆蓋棗園駿棗果實蛋白質(zhì)含量顯著高于塑料薄膜覆蓋處理(提高31.3%),而與自然生草和清耕對照處理無顯著性差異。棗園塑料薄膜覆蓋的駿棗果實蛋白質(zhì)含量與清耕和自然生草處理間無顯著性差異。
圖3 不同覆蓋方式對果實蛋白質(zhì)含量的影響
2.2.2 不同覆蓋方式對果實維生素C 含量的影響。由圖4 可知,棗園秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋、塑料薄膜覆蓋、自然生草4 種處理的駿棗果實維生素C 含量與清耕處理相比均有顯著性差異,分別提高9.4%、9.3%、14%、8.3%,但各處理之間無顯著性差異。
圖4 不同覆蓋方式對Vc 含量的影響
2.2.3 不同覆蓋方式對棗園果實淀粉含量的影響。由圖5 可知,棗園秸稈覆蓋的駿棗果實淀粉含量顯著高于園藝地布覆蓋、塑料薄膜覆蓋、自然生草、清耕,分別提高44.1%、65.8%、26.1%、106.1%。棗園自然生草的駿棗果實淀粉含量顯著高于薄膜覆蓋、清耕處理,且與園藝地布覆蓋無顯著性差異。棗園園藝地布覆蓋的駿棗果實淀粉含量與清耕無顯著性差異。
圖5 不同覆蓋方式對果實淀粉含量的影響
2.2.4 不同覆蓋方式對果實可溶性糖、可滴定酸含量和糖酸比的影響。由圖6 可知,棗園自然生草的駿棗果實可溶性糖含量顯著高于塑料薄膜覆蓋和清耕,分別提高20.7%、26.0%,且與秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋間無顯著性差異。棗園秸稈覆蓋的駿棗果實可溶性糖含量顯著高于清耕21.1%,且與園藝地布覆蓋無顯著性差異。棗園園藝地布覆蓋的駿棗果實可溶性糖含量與塑料薄膜覆蓋無顯著性差異。
圖6 不同覆蓋方式對果實可溶性糖的影響
由圖7 可知,棗園清耕的駿棗果實可滴定酸含量與秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋、塑料薄膜覆蓋、自然生草4 種處理相比均顯著提高,分別提高96.3%、82.8%、47.2%、29.3%。棗園自然生草的駿棗果實可滴定酸含量顯著高于秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋,分別提高51.9%、41.4%。棗園塑料薄膜覆蓋的駿棗果實可滴定酸含量與秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋、自然生草3 種處理間無顯著性差異。
圖7 不同覆蓋方式對果實可滴定酸含量的影響
由圖8 可知,棗園秸稈覆蓋的駿棗果實糖酸比較大(52.3%),較園藝地布覆蓋、塑料薄膜覆蓋、自然生草和清耕4 種處理顯著提高,分別提高16%、54.7%、46.0%、137.8%,且與園藝地布覆蓋無顯著性差異。棗園塑料薄膜覆蓋、自然生草的駿棗果實糖酸比較清耕相比顯著提高,分別提高53.7%、62.9%。棗園塑料薄膜覆蓋、自然生草處理的駿棗果實糖酸比間無顯著性差異。
圖8 不同覆蓋方式對果實糖酸比的影響
由表1 可知,等權(quán)關(guān)聯(lián)度是賦予各性狀的權(quán)重一樣,而在實際中,各性狀主次程度不一樣,權(quán)重也不一樣,故品種排序時以加權(quán)關(guān)聯(lián)度為主。灰色系統(tǒng)理論認為關(guān)聯(lián)度越大的處理與“理想處理”下的果實品質(zhì)越相近。從排序情況可以看出,加權(quán)關(guān)聯(lián)序與等權(quán)關(guān)聯(lián)序一致為:T2>T4>T1>T3>CK,因此,在園藝地布覆蓋處理下駿棗內(nèi)外在果實品質(zhì)表現(xiàn)較好。
表1 不同覆蓋方式處理下果實品質(zhì)灰色關(guān)聯(lián)度分析
本研究表明,與清耕對照相比,棗園園藝地布覆蓋處理后能夠顯著提高果實的單果重,這與何斌等[10]的研究結(jié)果一致;棗園塑料薄膜覆蓋對果實單果重的影響不顯著,這與尼群周等[11]的研究結(jié)果一致。張露荷等[6]、何斌等[10]、劉紅弟等[12]的研究表明,棗園自然生草處理后駿棗果實的果形指數(shù)無顯著性差異,這與本研究結(jié)果有差異。本研究表明,與清耕對照相比,棗園自然生草處理后駿棗果實的果形指數(shù)顯著降低。
本研究表明,與清耕對照相比,不同覆蓋方式下,果實的蛋白質(zhì)含量都有所增加;但覆蓋塑料薄膜處理下,果實的蛋白質(zhì)含量低于清耕對照。根據(jù)前人的研究可知,棗園地面被覆蓋后,會形成相對的隔離層,具有隔離、反射的作用,能夠阻止外界環(huán)境進入土層,并阻止土壤中水分、熱氣等流動到外界環(huán)境中去,因此形成兩個相對獨立的微域環(huán)境[13]。同時有研究表明,棗園的相對濕度對果實的光合作用有明顯的影響,若棗園的空氣濕度相對較低,則蒸騰作用就會增強,因此光合速率會相對降低,影響果實相關(guān)光合產(chǎn)物的積累[14]。從而得知,因覆膜處理會形成兩個相對的環(huán)境,使得棗園空氣濕度降低,所以覆塑料薄膜處理下的果實蛋白質(zhì)含量低于清耕對照;且覆膜處理下的果實淀粉含量與清耕對照相差不大。
研究表明,在不同覆蓋方式下,果實的淀粉含量相比清耕對照均有增加。但覆塑料薄膜處理下的果實淀粉含量與清耕對照相比差異不大。棗園覆塑料薄膜會形成兩個相對的環(huán)境,薄膜密封不透氣,則該處理下的棗園空氣濕度相比其他覆蓋處理較低,果實光合速率減弱,影響果實光合產(chǎn)物的積累,因此淀粉含量增幅較小,此研究與張寶四[14]的研究一致。因為秸稈覆蓋可以提高土壤微生物的種類和數(shù)量;生草處理可以利用光合作用來為母體制造有機物,從而可以提高果實相關(guān)的內(nèi)在品質(zhì);此研究與趙思明等[15]的研究一致。
試驗結(jié)果表明,與清耕對照相比,秸稈覆蓋的駿棗蛋白質(zhì)含量、維生素C 含量、淀粉含量可溶性糖含量、糖酸比均顯著提升,可滴定酸含量顯著下降;園藝地布覆蓋的駿棗單果重、維生素C 含量、淀粉含量、糖酸比均顯著提升,可滴定酸含量顯著下降;塑料薄膜覆蓋的駿棗維生素C 含量、糖酸比均顯著提升,可滴定酸含量顯著下降;自然生草的駿棗維生素C 含量、淀粉含量、可溶性糖含量、糖酸比均顯著提升,可滴定酸含量均顯著降低。通過綜合比較可得出,品質(zhì)表現(xiàn)較好的處理依次為園藝地布覆蓋、自然生草、秸稈覆蓋、塑料薄膜覆蓋。