王 延，楊 浩*，張雯娜，付 萍，孟祥君，陳興榮，朱 倩，常生華，金 斌

（1.甘肅省草原技術推廣總站，甘肅 蘭州 730010；2.甘肅省林木種苗站，甘肅 蘭州 730046；3.蘭州大學 草地農(nóng)業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020）

土地耕作模式是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要手段，影響植物生長的土壤環(huán)境，進而影響植物的生長發(fā)育能力，合理的耕作方式可促進土地高效可持續(xù)利用[1]。我國黃土高原區(qū)土層深厚、日照時間長、晝夜溫差大、海拔高、降水少、低污染、病蟲害輕，是全國優(yōu)質(zhì)蘋果集中生產(chǎn)區(qū)[2-5]。該地區(qū)傳統(tǒng)的蘋果園地面管理模式多為清耕除草，該模式下果園地表大面積裸露[6-7]，易造成地表水土流失和土壤養(yǎng)分丟失，降低果園土壤質(zhì)量和生物多樣性，從而降低果實品質(zhì)和果園綜合效益等[8]。

果園生草，是一種在果樹行間或全園自然生草覆蓋或人工種植多年生優(yōu)質(zhì)牧草，并根據(jù)果樹與草的生長狀況，采取刈割等措施控制草層高度的果園管理模式[4,6,7,9]，刈割的青草可覆于樹盤下或飼喂家禽家畜[6,10-11]，也可曬制青干草或加工成草顆粒作為禽畜越冬飼草料[12]。果園生草可形成林草復合植被體系[12-13]，具有調(diào)節(jié)果園生態(tài)微環(huán)境[4,14]、減少雜草和病蟲害[15-16]、緩解水土流失的生態(tài)效應[9,17-18]，從而提高果實品質(zhì)[7,19-20]，提升果園綜合效益。

為提高土地利用效益，優(yōu)化黃土高原蘋果園區(qū)管理模式，本研究以元帥系第四代芽變品種“首紅蘋果”為試驗材料，通過果園間種植淺根系、高蓋度、適宜黃土高原區(qū)蘋果園覆蓋的多年生優(yōu)質(zhì)牧草鼠茅草（Vulpia myuros）、白三葉（Trifolium repens）和百脈根（Lotus corniculatus），同步研究3種種草處理對黃土高原區(qū)蘋果園果實品質(zhì)的影響，以期發(fā)現(xiàn)不同種草處理影響蘋果園果實品質(zhì)的共性特征，完善果園生草對果園綜合效益影響的認知，為生草技術在黃土高原區(qū)蘋果園地面管理中的應用和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于甘肅省天水市秦安縣劉坪鎮(zhèn)黃灣村上莊（34°89′ N、105°74′ E），海拔1 640 m，屬黃土丘陵地形，溫帶大陸性季風氣候，年平均降雨量500～550 mm，平均氣溫8.2 ℃，無霜期160 d左右。園地土壤pH＞8，為堿性土壤，土質(zhì)為黃綿土，土層深厚。試驗區(qū)域為山梁處丘陵地蘋果園，面積約0.3 hm2，株距4 m，行距4 m，樹齡20年，栽植品種為元帥系第四代芽變品種“首紅蘋果”。

1.2 試驗設計

本試驗選用的果園人工生草模式和清耕模式，均為當前黃土高原區(qū)蘋果園管理的典型模式，其中果園人工生草模式為新型管理模式，即在果園人工種植多年生優(yōu)質(zhì)牧草，除刈割外不再進行其他耕作處理，只在固定時間進行施肥；以清耕模式為對照，采取傳統(tǒng)土壤耕作模式，每年春季和秋季利用微耕機或鐵鍬進行翻耕除草處理。在蘋果園中央地帶取12處面積100 m2的小區(qū)，隨機劃分為4組，對照組保持原有的清耕處理，其他3組分別撒播鼠茅草、白三葉和百脈根，每年3月、6月和9月在每棵樹下分別施入有機肥和復合肥各1 kg。本試驗于2019年5月上旬在3個試驗小區(qū)分別撒播鼠茅草、白三葉和百脈根，播種密度均為22.5 kg/hm2，播種深度1～2 cm，幼苗期及時清除園內(nèi)其他雜草，后期不再對種植草種進行施肥管理。

1.3 測定指標及方法

2021年9月，各試驗小區(qū)隨機取蘋果24顆，用電子天平測定單果質(zhì)量；依據(jù)GB/T 10651—2008《鮮蘋果》，采用手持式果實硬度計測定果實硬度；果實室溫自然軟化后，依據(jù)GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》，采用島津RF-540熒光分光光度計測定果實維生素C含量；依據(jù)NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定 折射儀法》，采用ATAGO PAL-1型折射儀測定果實可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)；依據(jù)GB 5009.7—2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的的測定》，采用直接滴定法測定果實可溶性糖含量；依據(jù)GB 12456—2021《食品安全國家標準 食品中總酸的測定》，采用NaOH滴定法測定果實可滴定酸含量，計算糖酸比和固酸比。相關測定委托甘肅省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)測試中心完成。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用夏皮羅-威爾克檢驗（Shapiro-Wilk test）檢查每組數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，若服從，就采用獨立樣本T檢驗進行顯著性檢驗；若不服從，就采用Wilcoxon軼和檢驗進行顯著性檢驗[21]。采用一般線性模型（General Linear Model）分析管理模式和草品種對蘋果品質(zhì)是否有顯著影響，其中，管理模式和草品種為固定效應，果實品質(zhì)為響應變量。用獨立樣本T檢驗或Wilcoxon軼和檢驗來檢驗不同管理模式下果實品質(zhì)是否有顯著性差異，種草模式和清耕模式視為兩個獨立的樣本。以上數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和作圖均采用R 3.4.3。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實品質(zhì)對果園管理模式的響應

一般線性模型分析結(jié)果顯示，管理模式顯著影響了果實品質(zhì)（P＜0.05），不同種草處理對果實品質(zhì)沒有顯著影響（表1）。

表1 基于一般線性模型的果實品質(zhì)對果園管理模式的響應

2.2 果實品質(zhì)對3種種草處理的綜合響應

3種種草處理綜合分析結(jié)果表明，種草處理對果實品質(zhì)有一定影響（圖1），具體表現(xiàn)為種草處理顯著增加了蘋果維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)、固酸比、糖酸比、單果重及一級果百分率（P＜0.05），分別增加16.5%、6.8%、14.7%、11.2%、13.7%、35.2%和14.4%，顯著降低了蘋果可滴定酸含量和果實硬度（P＜0.05），分別降低7.6%和16.3%。

圖1 果實品質(zhì)對種草處理的響應

2.3 果實品質(zhì)對不同種草處理的響應

鼠茅草處理、白三葉處理和百脈根處理均對果實品質(zhì)有一定影響（圖2），具體表現(xiàn)為鼠茅草處理顯著增加了蘋果維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)、固酸比、糖酸比、單果重及一級果百分率（P＜0.05），分別增加20.3%、7.0%、16.7%、13.7%、14.7%、41.2%和16.0%；顯著降低了蘋果可滴定酸含量和果實硬度（P＜0.05），分別降低9.1%和18.2%。白三葉處理顯著增加了蘋果維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)、固酸比、糖酸比、單果重及一級果百分率（P＜0.05），分別增加15.8%、6.8%、15.0%、10.6%、13.5%、35.3%和14.0%；顯著降低了蘋果可滴定酸含量和果實硬度（P＜0.05），分別降低7.1%和16.3%。百脈根處理顯著增加了蘋果維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)、固酸比、糖酸比、單果重及一級果百分率（P＜0.05），分別增加13.3%、6.4%、12.4%、9.2%、13.0%、29.4%和13.2%；顯著降低了蘋果可滴定酸含量和果實硬度（P＜0.05），分別降低6.6%和14.3%。

圖2 果實品質(zhì)對不同種草處理的響應

3種種草處理結(jié)果表明，種植不同草品種對果實品質(zhì)的影響與種草處理對果實品質(zhì)的影響結(jié)果一致，具體表現(xiàn)為種植鼠茅草、白三葉和百脈根均增加蘋果維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)、固酸比、糖酸比、單果重及一級果百分率，均降低蘋果可滴定酸含量和果實硬度，其中，種植鼠茅草增幅和降幅最大，白三葉次之，百脈根較小。

3 討論

果園生草是一種優(yōu)良的農(nóng)業(yè)耕作模式，不僅可以加快農(nóng)業(yè)多元化進程，而且能帶動畜牧業(yè)發(fā)展，將經(jīng)濟作物和優(yōu)質(zhì)牧草合理搭配種植可以更好地利用光能和土地資源，提高土地生產(chǎn)力的同時提升果園綜合效益[22]。

本研究表明，種草處理提高了蘋果維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)、固酸比、糖酸比、單果重及一級果百分率，降低了蘋果可滴定酸含量和果實硬度，這與趙偉亮[23]關于生草對蘋果園微域環(huán)境及果實品質(zhì)的影響研究以及高凝[8]關于不同地面覆蓋對黃河故道地區(qū)蘋果樹體生長及果實品質(zhì)的影響研究結(jié)果一致。種草處理提高了果實維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)等，降低了可滴定酸含量，是因為種草能改善蘋果園水肥條件、提高土壤礦質(zhì)元素供給水平，從而改善果實的內(nèi)在品質(zhì)，增加經(jīng)濟效益。種草處理降低了果實硬度，是因為種草改善了蘋果園微環(huán)境，提高了空氣相對濕度，削弱了光照強度，影響了蘋果樹對土壤中鈣的吸收，從而影響果實硬度[23]。

本研究中，種植鼠茅草、白三葉和百脈根對蘋果果實品質(zhì)的影響結(jié)果一致，但影響程度不一，其中種植鼠茅草提高蘋果果實品質(zhì)效果最佳，這是因為這3種草均具有淺根性、耐蔭性、高蓋度、適應性強、易于刈割等特點，而鼠茅草在單次播種后，成熟的種子自然落粒萌發(fā)自行繁殖，達到一年種植多年受益的效果[1]。

4 結(jié)論

黃土高原區(qū)蘋果園種草處理可提高果實品質(zhì)，種植不同草種對蘋果園果實品質(zhì)的影響具有共性特征，其中，種植鼠茅草提高蘋果果實品質(zhì)效果最佳，優(yōu)于白三葉和百脈根。因此，在黃土高原區(qū)蘋果園地面管理中推廣生草技術時，可優(yōu)先考慮種植鼠茅草，其次為白三葉和百脈根，從而促進果樹提質(zhì)增效，提高果園綜合效益。