不同生草栽培对甜桔柚果园土壤肥力和果实品质的影响

沈秋红，叶子豪，张茂付，吴夏华*，尹瑞安，沈从根，吴伟珍，吴家森，叶增新

(1.庆元县林业局， 浙江 丽水 323800； 2.浙江农林大学环境与资源学院，浙江 杭州 311300； 3.庆元县枫树垄家庭农场， 浙江 丽水 323807；4.庆元县农业农村局， 浙江 丽水 323800)

甜桔柚是以八朔柑为父本，温州蜜柑为母本杂交培育而成的杂柑类新品种[1]，具有汁多味甜，酸少，风味浓，具有桔和抽的香气，口感爽口，风味极佳等特点[2]。浙江省庆元县是全国最大的甜桔柚产区，种植面积0.116万hm2，年产量1.38万t，年产值1.66亿元[3]。甜桔柚的发展已成为浙、闽山区农民致富的有效途径之一。现有对甜桔柚的研究大多集中于品种特性、引种栽培、病虫害防治等[4-7]，而对于甜桔柚生产过程中林地土壤环境的研究则鲜有报道。

生草栽培是指在果园行间或全园种植不同种类草本植物，并定期将收获的茎秆覆盖于土壤的生态化经营技术，在果树生产中有较多的应用[8]。相关研究表明，经过2年的生草栽培，油茶林地土壤氮、磷、钾的含量显著提高[9]；生草栽培提高了南丰蜜橘果园土壤有机碳含量[10]，同时增加了土壤酶活性及生物功能多样性[11]。目前，针对在甜桔柚林地中进行不同生草栽培对土壤肥力的影响还没有相关报道。因此本研究在甜桔柚林地中栽培不同种类的生草，以清耕为对照，对其土壤化学性质、不同形态有机碳及酶活性进行分析，并对果实产量及相关品质进行测定，以期为生草在甜桔柚中的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于浙江省庆元县竹口镇黄坛村，中心地理位置118°91′58″E， 27°66′93″N，海拔360 m。坡度15°，东北坡，树龄5年，平均密度600棵·hm-2。该地属于亚热带季风气候，多年平均气温17.5℃，多年平均降水量1 800 mm。土壤为发育于花岗岩的红壤土类。

1.2 试验设计

试验共设6个处理，分别在林下种植鼠茅草Vulpiamyuros、油菜Brassicacampestris、黑麦草Loliummultiflorum、紫云英Astragalussinicus、黄花苜蓿Medicagofalcata、箭舌豌豆Viciasativa等6种生草，以清耕作为对照。采用随机区组设计，每个处理3次重复，小区面积均为10 m×5 m。于2019年9月下旬，将林地土壤整平后，采用撒播的形式进行生草栽培，根据种子的特性播种量分别为15.0、4.5、30.0、60.0、60.0、75.0 kg·hm-2。

1.3 样品采集

2022年4月中旬采用5点采样法采集不同处理0～20 cm的土样，去除土壤中的石块和植物，过2 mm筛，混匀，用四分法分成两部分，一部分鲜土样立即测定土壤活性有机碳氮、土壤酶，另一部分自然摊晾，风干后用于土壤养分测定。

2021年12月17日，每个处理选择3株甜桔柚，各采集3个中等大小共9个果实组成混合样品，重复3次。

1.4 测定方法

土壤pH用酸度计法(水土比为2.5∶1.0)；土壤有机碳采用硫酸重铬酸钾外加热法；水溶性有机碳、氮采用纯水浸提，微生物生物量碳氮采用氯仿熏蒸浸提，提取液用岛津TOC-VCPH 有机碳分析仪测定；碱解氮采用扩散法，有效磷采用盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法；速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法[12]。磷酸酯酶采用磷酸苯二钠比色法，蛋白酶采用改良茚三酮比色法，脱氢酶采用氯化三苯基四氮唑比色法，蔗糖酶采用硫代硫酸钠滴定法，脲酶采用靛酚蓝比色法[13]。果实总糖采用蒽酮比色法，可滴定酸度采用氢氧化钠中和滴定法；维生素C采用草酸提取，2，6-二氯靛酚滴定法[14]；甜桔柚产量采用全收获测定产量法。

1.5 数据分析

采用Excel 2019和SPSS 25.0软件进行数据处理和制图。采用ANOVA进行方差分析，利用LSD法进行多重比较，显著性水平设定为α= 0.05。

2 结果与分析

2.1 不同生草栽培对甜桔柚果园土壤化学性质的影响

由表1可知，除紫云英外，其他5种生草栽培的果园土壤pH值均有所提高，其中油菜和箭舌豌豆处理显著高于清耕(P<0.05)；生草栽培显著提高了甜桔柚果园土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量(P<0.05)，分别提高了32.2%～50.7%，31.3%～50.0%，35.9%～49.4%，不同生草间差异未达到显著水平(P>0.05)。

表1 不同生草栽培果园土壤基本化学性质Table 1 Basic chemical properties of soil in orchards under different grass cultivations

2.2 不同生草栽培对甜桔柚果园土壤有机碳及活性有机碳氮的影响

由表2可知，与清耕相比，生草栽培果园土壤有机碳含量显著增加了20.3%～31.2%(P<0.05)；生草栽培也显著提高了果园土壤微生物量碳、微生物量氮、水溶性有机碳、水溶性有机氮含量(P<0.05)，分别提高了21.4%～48.4%，22.3%～34.8%，21.7%～58.4%，24.8%～36.0%，不同生草间差异未达到显著水平(P>0.05)。

表2 不同生草栽培果园土壤有机碳及活性有机碳氮含量Table 2 Contents of the organic carbon and active organic carbon and nitrogen of soil in orchards under different grass cultivations

2.3 不同生草栽培对甜桔柚果园土壤酶活性的影响

由表3可知，与清耕相比，生草栽培果园土壤磷酸酯酶、脱氢酶活性分别提高了20.6%～48.2%，17.8%～36.8%，除黑麦草外，其他5种生草显著高于清耕(P<0.05)；生草栽培果园土壤蛋白酶、蔗糖酶、脲酶活性提高了23.1%～84.6%、22.2%～42.5%、27.6%～62.1%，6种生草处理均显著高于清耕(P<0.05)；5种酶活性在不同生草栽培间没有显著性差异(P>0.05)。

表3 不同生草栽培果园土壤酶活性Table 3 Enzyme activities of soil in orchards under different grass cultivations

2.4 不同生草栽培对甜桔柚果实产量与品质的影响

由表4可知，甜桔柚果实产量介于7 000～8 015 kg·hm-2，不同生草处理间差异不显著(P>0.05)，与清耕相比，产量提高了11.1%～14.5%。果实总糖、总酸含量分别介于11.9%～12.8%、0.14%～0.16%，不同生草处理间差异不显著(P>0.05)；生草栽培后，甜桔柚果实总糖含量升高了4.2%～7.6%，而总酸含量则下降了6.3%～12.5%，果实固酸比提高了12.0%～21.9%；生草栽培后，果实的维生素C含量提高了0.6%～3.7%，不同处理间的差异也不显著(P>0.05)。

表4 不同生草栽培甜桔柚果实产量和品质表现Table 4 Fruit yield and quality of sweet orange pomelo under different grass cultivation

3 讨论与结论

生草栽培能明显提高土壤肥力，改善土壤养分状况。生草栽培及过程管理中的生草秸秆覆盖于林地表面及大量根系死亡，形成了特殊的小气候，林内温、湿度的变化幅度显著降低，增加了土壤有机物的来源，扩大了土壤养分库，促进了土壤各种物质的循环和养分供应[15]，从而增加了林地土壤速效氮、磷、钾的含量，促进林地土壤有机碳的积累，本研究也表明，生草栽培后土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量显著增加，土壤有机碳含量也显著升高，这与相关研究人员对生草栽培后的土壤质量变化的研究结果相似[9-10,16]。

土壤活性有机碳氮，是衡量土壤肥力及质量变化的重要指标。研究发现山核桃、板栗林地进行生草栽培后，土壤微生物量碳、氮和水溶性有机碳、氮含量显著增加[16-17]。本研究发现所有生草处理土壤微生物量碳、氮和水溶性有机碳、氮含量均显著高于清耕(表2)，这主要是生草栽培过程中大量新鲜秸秆和根系分泌物增加了土壤活性有机碳氮的来源，从而提高了土壤中该类物质的含量。

土壤酶在土壤养分的转化与循环过程中起着重要作用，是土壤肥力高低的反映。6种生草栽培后，甜桔柚林地土壤磷酸酯酶、蛋白酶、脱氢酶、蔗糖酶、脲酶等5种土壤酶活性均显著增强(P<0.05)。这与前人的研究结果相似，即生草栽培后显著提高了油茶和蜜橘园土壤酶活性[9,11]。这主要是因为生草栽培后一定程度上提高了土壤pH，使土壤趋于中性，而土壤微生物则非常适宜在该环境中生长繁殖，从而提高了5种酶的活性。

生草栽培并没有改变甜桔柚的果实品质，这与果实品质具有相对稳定性有关。与清耕相比，生草栽培后果实总糖、维生素C含量略有升高，而总酸略有下降，但没有达到显著性差异，不同生草间的差异也并不显著。这与生草栽培能提高南丰蜜橘果实品质的研究结果不一致[10]，这可能是本研究中果树为幼龄林，该结果还有待于进一步研究。