下面文章主要研究不同覆蓋物對貧瘠山地板栗土壤環境及板栗幼苗生長的影響，從而選擇出幼樹撫育階段的覆蓋方式。文章以黑地膜、黑地布、毛氈、白地膜作為覆蓋材料，以清耕為參照物，對不同覆蓋處理下的土壤溫度、水分、容重、土壤酶活性、微生物數量及板栗幼苗的生長進行了分析。最終得出毛氈覆蓋可顯著促進主根的伸長生長、地上部生長和幼苗生物量，并且對提高出苗率具有顯著效果，因此非常有利于板栗幼苗的生長。

　　關鍵詞：覆蓋,山地果園,土壤環境,板栗生長

　　農田覆蓋是一項歷史悠久的栽培措施，因其具有調控水[1]、肥[2]、熱[3]、氣、微生物[4]等生態功能，可發揮顯著的提質增產效果，已成為農業生產中土壤管理的重要措施，尤其在大田作物上如玉米[5]、小麥[6，7]、煙草[8]、馬鈴薯[9]、棉花等以及花卉、蔬菜等園藝作物上應用較為普遍。近年來，農田覆蓋在果樹上的研究及應用也相繼開展，主要集中于蘋果[10，11]、梨[12]等大宗果樹，并以提高盛果期產量和品質為目標，而在果樹育苗、幼樹撫育階段的探討則相對較少。

　　板栗(Castanea mollissima)屬重要的經濟林樹種，多栽植于山地，所處地形土質瘠薄，保水保肥能力差。板栗幼苗根系淺，經常受到干旱、低溫、漬澇等極端氣象脅迫，受害后通常導致樹體孱弱、緩苗困難、成活率低。目前，鑒于山地地形的復雜性，在板栗育苗及幼樹撫育期間栗農面對所遭受的氣象災害經常束手無策。大田作物上常用的秸稈、稻草、鋸末等有機覆蓋物雖然具備良好的保墑、保溫效果，但多因運輸不便、易滋生害蟲、易燃、價格高等缺點不被采用，致使苗期土壤管理基本無針對性，很大程度制約了板栗的成苗率和速生性。

　　從適用性角度考慮，本試驗采用生產中常用的商品性覆蓋物，如黑地膜、黑地布、毛氈和白地膜等作為試材，通過土表覆蓋對土壤環境進行調控，研究不同覆蓋物對山地栗園土壤主要生態因子的影響，以及對板栗幼苗生長的影響，以期針對性地改善山地栗園土壤理化狀態，為板栗幼樹生長創造良好的根域環境，同時也為類似研究和應用提供參考。

　　1材料與方法

　　1.1研究區概況

　　試驗地位于山東省泰安市萬吉山山腳板栗園，該地屬溫帶大陸性季風氣候，雨熱同季，年均溫12.9℃，年均日照時數2 627.1 h，年均降水量697 mm，全年≥10℃積溫4 213℃，極端最高氣溫41.0℃，極端最低氣溫-27.5℃。園地坡向朝南，坡度25°，土質為砂質壤土，土層厚度50～70 cm，pH 值6.8，含堿解氮85 mg/kg、速效磷10 mg/kg、速效鉀52 mg/kg、有機質8.3 g/kg。土層下部為10～30 cm半風化片麻巖，最底部為片麻巖。

　　1.2試驗設計

　　試驗分別于2015年和2016年的4月下旬至5月下旬進行。選擇自然通風良好，無光線遮擋的地塊，試驗前平整土地，無積水，無雜草。挑選個體飽滿、大小一致、無病蟲害的板栗實生種播種，種子平放，播種深度3～4 cm，每個處理播種50粒，株距30 cm，播種后立即覆蓋。

　　本試驗采用大田常用覆蓋材料進行土壤生態調控，設置5個處理，分別為黑地膜、黑地布、毛氈、白地膜和清耕，并以清耕為對照，即為無覆蓋處理。黑地膜與白地膜厚均為0.008 mm，黑地布90 g/m2，毛氈450 g/m2。采用隨機區組排列，每種覆蓋物寬度均為1.2 m，覆蓋面積12.0 m2，重復3次。

　　1.3測定方法

　　土層溫度測定采用探針式溫度計，選擇晴朗無云無風或微風天氣，于覆蓋后10 d內進行，測定土層深度為0(地表)、10、20、30 cm，每個土層測定3次，取平均值。各土層體積含水量采用TZS-Ⅱ型水分測定儀測定，從覆蓋起每5 d測定一次，連續測定4次。土壤容重采用環刀法，測定土層為0～10、10～20、20～30 cm，于覆蓋后第15 d進行。采用5點取樣法鉆取0～20 cm土層土樣，測定土壤酶活性及微生物數量。脲酶采用苯酚鈉比色法，酸性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法，蔗糖轉化酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法，蛋白酶采用加勒斯江法，測定值折算為烘干土數值。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基，真菌采用茶彼克瓊脂培育基，放線菌采用改良高氏一號培養基，平板涂布法測定微生物數量。游標卡尺測量根系長度、粗度及莖粗，米尺測定苗高，計數器統計側根數及出苗率，80℃烘干稱重法測定幼苗生物量。

　　1.4數據處理

　　采用Microsoft Excel 2003軟件進行試驗數據處理及作圖，采用SPSS 13.0軟件進行顯著性檢驗(LSD法，α=0.05)。

　　2結果與分析

　　2.1不同覆蓋物對土層溫度的影響

　　不同土層的溫度變化趨勢不盡相同，但相同土層的溫度變化具有相似特征。隨著土層的加深，土溫的日間變化由劇烈逐漸變為平緩，溫度峰值出現的時間也逐漸延遲，其中地表(0 cm)溫度變化最為劇烈，峰值出現最早，約在14∶00左右溫度達到最高，表現出明顯的“弧形”特征。10 cm土層溫度高峰出現較晚，約在16∶00前后，20 cm與30 cm土層的溫度高峰出現最晚，約在18∶00前后。不同覆蓋物對土壤溫度的影響因土層不同而呈現較大差異。4種覆蓋物均能顯著提高地表溫度，其中黑地布的增溫效果最明顯，從8∶00開始溫度急劇上升，并于14∶00達到全天最高溫54.5℃，隨后在14∶00—16∶00時段溫度急劇下降，表現出“快漲快跌”的特征。在地表，與對照相比，黑地膜、白地膜和毛氈的增溫效果也較為明顯，三者的變化趨勢較為相似，但毛氈的增溫效果相對較差，最高溫度僅達到44.0℃，

　　同期分別較黑地膜、白地膜低6.0℃和6.1℃。

　　10～30 cm土層溫度變化與地表有所不同，其中白地膜、黑地膜和黑地布的增溫效果明顯優于清耕處理，并以白地膜的效果最顯著，黑地膜和黑地布分列其次。與其他3種覆蓋效果不同，毛氈處理下10～30 cm土層日間溫度始終低于清耕處理，但溫度變化幅度也明顯小于其他處理。以30 cm土層為例，在毛氈處理下該土層變溫幅度僅為2.2%，而在黑地膜、黑地布、白地膜和清耕處理下的變溫幅度分別達到11.8%、4.8%、14.5%和6.2%。以上分析可知，毛氈對深層土壤的增溫效果雖然較差，但維持土溫恒定的效果則明顯好于其他處理。

　　2.2不同覆蓋物對土壤水分含量與容重的影響

　　可以看出，覆蓋均有利于保墑。在4種覆蓋處理下，各土層水分含量均高于清耕處理，但不同覆蓋處理間對土層水分的影響存在較大差異。在0～10 cm 土層，保水效果以白地膜為最優，達到顯著水平，其次為黑地膜、黑地布和毛氈。如圖2A所示，白地膜與黑地膜覆蓋的0～10 cm土層含水量表現為先升后降，即在處理后5 d達到最高，其中白地膜覆蓋含水量升高最明顯，達到35.5%，較5 d前提高10.2%，5 d后二者處理的土壤水分逐漸下降，與其他處理相似。如圖2B所示，10～20 cm土層含水量呈逐漸下降趨勢，各處理土壤含水量均明顯高于清耕處理，其中以黑地膜保水效果最好，以黑地布效果最差。覆蓋對于保持深層土壤水分依然有積極作用，如圖2C所示，毛氈的保水效果最好，土層含水量不僅最高而且下降幅度最慢，15 d內僅下降了4.2%，而白地膜處理的含水量略高于清耕。

　　如圖3所示，土壤水分的空間分布因覆蓋物不同存在明顯差異。在白地膜處理下，土層越淺，含水量越高，表現出水分向表層聚集的現象，而其他處理的土壤含水量則隨土層加深而增大。

　　如圖4所示，土壤容重呈現出隨土層加深而逐漸增大的趨勢，但經覆蓋后土壤容重有所降低，表明覆蓋有助于保持土壤疏松狀態。通過對覆蓋后15 d的容重測定，結果表明覆蓋處理后各土層的容重均低于清耕處理。在4種覆蓋物中，以毛氈和黑地布效果尤為明顯，其中毛氈效果最好，0～30 cm土層容重僅增長了2.7%，深層土壤仍較為疏松，而清耕處理的容重增長了3.9%，其深層土壤已趨于緊實。黑地膜與白地膜可明顯降低0～20 cm土層容重，但20～30 cm土層容重上升幅度較快，說明黑地膜與白地膜僅對保持淺層土壤結構作用明顯，而對改善深層土壤結構的作用不及毛氈和黑地布。

　　2.3不同覆蓋物對土壤酶活性與微生物量的影響

　　不同覆蓋物對土壤酶活性的影響存在明顯差異。如表1所示，在4種覆蓋方式中，僅白地膜能顯著提高脲酶活性，其他3種覆蓋處理的脲酶活

　　性均顯著低于對照。與清耕相比，4種覆蓋方式均顯著降低了蔗糖轉化酶活性，其中白地膜處理的蔗糖轉化酶活性最高，約為對照的81.2%，毛氈處理的最低，僅為對照的35.0%。 4種覆蓋物中僅有毛氈可明顯提高土壤蛋白酶活性，黑地膜、白地膜處理效果與對照相差不明顯，而黑地布處理酶活性顯著低于對照，僅為對照的59.8%。在4種覆蓋處理下，酸性磷酸酶活性僅毛氈處理酶活性與清耕差異不顯著，約為清耕的92.0%，其他3種處理酶活性均顯著低于清耕。

　　不同覆蓋物對土壤微生物數量的影響分化較為明顯。由表1可以看出，在黑地膜覆蓋下，土壤中細菌、真菌和放線菌數量均明顯低于對照，僅為對照的51.5%、41.1%和1.3%。毛氈處理的細菌數量最多，達到8.21×106cfu/g，較清耕處理提高2.2倍，黑地布和白地膜處理細菌數量也明顯高于清耕。僅白地膜覆蓋可略微增加真菌數量，但未達顯著水平，其他3種覆蓋則降低了真菌數量。4種覆蓋方式對放線菌數量的影響差異明顯，其中毛氈覆蓋可顯著增加放線菌數量，較清耕提高37.0%。黑地布處理放線菌數量較清耕略有降低，但未達顯著水平，而黑地膜與白地膜處理下放線菌數量大幅下降，僅為2.866×103cfu/g和4.312×103cfu/g，均不及清耕處理的2.0%。以上分析可知，在黑地膜覆蓋處理下，土壤中細菌、真菌和放線菌數量均有不同程度降低，其微生物總數明顯低于清耕，而黑地布、毛氈和白地膜處理則整體提高了微生物總數，其中毛氈效果最明顯，并達到顯著水平。

　　2.4不同覆蓋物對板栗幼苗生長的影響

　　不同覆蓋物對板栗幼苗主根生長的影響不盡相同。由表2可見，經毛氈處理的幼苗主根最長，為26.10 mm，顯著高于其他處理。白地膜處理主根長尚不及對照，但其粗度達到8.62 mm，并顯著大于除黑地膜之外的其他處理，可見白地膜覆蓋可明顯促進主根的加粗生長，而毛氈覆蓋最有利于主根的加長生長。4種覆蓋處理均可顯著誘導板栗側根的伸長生長，其中黑地布處理的側根最長，達66.64 mm，其后依次為白地膜、黑地膜、毛氈，以上處理較對照分別提高37.3%、23.1%、21.8%和21.2%。4種覆蓋處理并不能誘導更多側根的產生，且側根數量均低于清耕處理，其中黑地布處理側根最多，達到5.80條，白地膜側根數最少，僅為對照的61.7%。

　　不同覆蓋對幼苗地上部生長的影響表現不一，毛氈可略微促進莖的加粗生長，而其它處理下的莖粗均不及對照，其中白地膜處理的莖粗僅為對照的44.1%，差異顯著。毛氈和黑地布處理可促進莖的加長生長，其中毛氈的作用最明顯，苗高較對照高24.0%，白地膜和黑地膜處理下的苗高則不及對照，其中白地膜最差，苗高僅為對照的55.9%。覆蓋處理對幼苗生物量積累的效果表現不一，經毛氈處理的幼苗生物量明顯高于其他處理，每株達到25.7 g，而白地膜處理的幼苗生物量最小，略低于清耕處理。覆蓋處理均能顯著提高板栗出苗率，其中毛氈效果最好，出苗率高達85.5%， 白地膜效果最差，但也高出對照38.1%。

　　3討論

　　土壤溫度是影響果樹根系生長、土壤養分利用、微生物活性的重要因素之一，生產中采用覆蓋方式的重要目的就是要為作物根系生長創造適宜、穩定的溫度條件。覆蓋物多種多樣，因材質、厚度、添加物，甚至鋪設時間等差異，具有不同的增溫效果。滕保琴等[11]對蘋果園的研究表明，覆草、覆膜、覆沙均可提高地溫，但以覆膜和覆沙效果最明顯。周江濤等[10]對冷涼地區果園的研究表明，利用秸稈、稻草等有機覆蓋物可以減緩春季土壤溫度上升速度，雖然不利于果樹前期生長，但降低了夏季土壤的最高溫，提高了秋冬季土壤的最低溫。李銀芳等[13]利用黑地膜等覆蓋物可明顯提高冬季地溫，減輕果樹凍傷。

　　本試驗研究表明，采用黑地膜等4種覆蓋處理均可大幅提高地表溫度，但其效果不一，5種處理的增溫效應為白地膜>黑地膜>黑地布>清耕>毛氈。其中白地膜的增溫效果最明顯，10 cm土層溫度高達38.8℃，遠超根系生長所需，并可能產生高溫傷害。黑地膜與黑地布增溫特征相似，易導致土壤表層溫度過高，容易灼傷根徑部皮層。毛氈覆蓋的效應并非增溫，而是起到溫度緩沖作用，使土壤溫度維持在較為穩定的范圍，在其作用下10～30 cm土層溫度恰處于根系所需溫度[14]，故毛氈覆蓋最利于幼樹根系的生長發育。

　　由于降低了地面蒸發，所有覆蓋物均有助于提高土壤含水量。卜玉山等[15，16]在玉米上的研究表明，秸稈、地膜等都有良好的保墑作用，10～90 cm土層含水量均高于無覆蓋處理，特別是10 cm表土層效果最明顯。王喜慶等[17]研究表明，經地膜覆蓋后土壤水分具有明顯的向表層聚集的現象，即下層土壤水分上升后受到覆蓋物的阻擋，會相對聚積到上層土壤中。本試驗研究表明，覆蓋處理均能明顯增強土壤保水能力，這一結果與卜玉山的研究結論基本一致，其中密閉性最好的黑地膜與白地膜，對提高0～20 cm土層含水量效果最明顯，而透氣性最好的毛氈則對提高20～30 cm土層含水量效果最好。另據測定覆蓋第10 d各土層含水量，僅采用白地膜處理的土壤，其水分才具有明顯的向表層聚集的現象，即土層越淺含水量越高，這與王喜慶的結論相似，而其他覆蓋處理并未出現這一現象。

　　造成這一現象的原因，一是白地膜具有良好的透光性，淺層土壤經照射后升溫快且溫度高，調動了深層水分向上層快速移動;二是白地膜良好的密閉性同時阻止了土壤水分向大氣散失，晝夜的冷熱交替使水分聚集到淺層土壤。其它覆蓋物因無法同時具備以上兩點，故產生相異的結果。4種覆蓋方式均可降低0～30 cm土層容重，有助于保持土壤疏松狀態，這與該土層為耕作層且有機質含量較高有關[18]，如果30 cm以下土層有機質含量較低，其降低容重的效果將有待商榷。

　　土壤酶和土壤微生物是土壤生物化學特性的重要組成部分，也是評價土壤質量的重要指標。Gupta等[19]發現土壤酶與耕作方式有一定關系，保護性耕作的表土中土壤酶活性較傳統耕作更高。陳錫時等[4]采用地膜覆蓋玉米，發現覆膜使表層土壤的脲酶活性比裸地提高 14.0%。楊青華等[20]采用液體地膜覆蓋棉田，結果表明液體地膜能顯著提高土壤過氧化氫酶、脲酶、中性磷酸酶活性，并增加土壤微生物數量。王倩等[21]研究也表明覆蓋對改善旱地蘋果園土壤酶和微生物數量具有積極意義。在本試驗中，4種覆蓋方式對土壤酶活性的影響既有共性也存在較大差異，這與前人研究結果不盡相同。如對土壤酶的影響，4種覆蓋方式均不能提高蔗糖轉化酶與酸性磷酸酶活性，因此不利于土壤有機碳轉化與有機磷礦化。黑地膜、毛氈和白地膜可提高蛋白酶活性，這3種覆蓋方式則有利于土壤中氮素的轉化。4種覆蓋方式中僅有白地膜能提高脲酶活性，而其他覆蓋效果則明顯低于清耕。

　　4種覆蓋方式對土壤微生物數量的影響也存在明顯差異，黑地布、毛氈、白地膜可增加微生物總數，其中毛氈對增加細菌和放線菌數量效果最顯著，白地膜對增加真菌數量最明顯，黑地膜則分別降低了3種微生物數量。分析與前人研究差異的原因，一是由于覆蓋物本身所具有獨特效應，如黑地膜的遮光效應，白地膜的增溫作用，毛氈的通氣效應等，改變了土壤中的水、肥、氣、熱條件，甚至形成了極端的微域環境，從而直接影響到相關酶活性。二是覆蓋物改變了土壤的物理性狀，如pH值、容重、團聚體等[22]，同樣影響到對土壤酶活性及微生物數量，而土壤酶和微生物對這種極端土壤環境的響應特征，則需要進一步研究。

　　覆蓋處理可提高成苗率、促進植株生長，不僅在大田作物上應用廣泛，在黧蒴錐(Castanopsis fissa)[23]、長白落葉松(Larix olgensis)[24]、水青樹(Tetracentron sinense)[25]等林木育種上也有報道。本試驗研究表明，不同覆蓋物對板栗幼苗生長的影響既有一致性又存在差異，如4種覆蓋方式均能增加側根長和出苗率，但不能誘導更多側根的發生;黑地布對側根的加長生長最明顯，白地膜對主根的加粗生長最明顯，但對增加主根長、側根數、地上部生長及生物量的作用不及其它覆蓋處理，甚至低于清耕。毛氈覆蓋可顯著促進主根的伸長生長、地上部生長和幼苗生物量，并對提高出苗率具有顯著效果，在4種覆蓋處理中最有利于對板栗幼苗的生長。

　　4結論

　　板栗在不同的生長發育階段對土壤環境的要求存在明顯差異，在幼樹階段，板栗根系分布較淺，1年生幼苗根系主要分布在0～20 cm土層，對于土壤溫度、水分、空氣等生態因子的響應遠較成齡樹敏感，容易受到高溫、干旱、漬澇等脅迫，因此在選擇適合的覆蓋方式時，不僅要保墑保溫，還要兼顧土壤透氣性好、抑制土溫過高等其它要求。在本試驗中，經黑地膜、黑地布和白地膜覆蓋處理的土壤生態因子通常會發生劇烈變動，容易產生極端條件，因此均不利于板栗幼苗的生長。毛氈在增溫、保墑等方面雖不及其它覆蓋物，但其隔熱、保溫、透氣性好，所誘發的綜合效應能更好地滿足板栗幼苗階段生長所需，因此可作為瘠薄山地板栗園幼樹撫育階段理想的覆蓋方式。

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