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王 延，杨 浩*，张雯娜，付 萍，孟祥君，陈兴荣，朱 倩，常生华，金 斌
（1.甘肃省草原技术推广总站，甘肃 兰州 730010；
2.甘肃省林木种苗站，甘肃 兰州 730046；
3.兰州大学 草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020）
土地耕作模式是农业生产的主要手段，影响植物生长的土壤环境，进而影响植物的生长发育能力，合理的耕作方式可促进土地高效可持续利用[1]。我国黄土高原区土层深厚、日照时间长、昼夜温差大、海拔高、降水少、低污染、病虫害轻，是全国优质苹果集中生产区[2-5]。该地区传统的苹果园地面管理模式多为清耕除草，该模式下果园地表大面积裸露[6-7]，易造成地表水土流失和土壤养分丢失，降低果园土壤质量和生物多样性，从而降低果实品质和果园综合效益等[8]。
果园生草，是一种在果树行间或全园自然生草覆盖或人工种植多年生优质牧草，并根据果树与草的生长状况，采取刈割等措施控制草层高度的果园管理模式[4,6,7,9]，刈割的青草可覆于树盘下或饲喂家禽家畜[6,10-11]，也可晒制青干草或加工成草颗粒作为禽畜越冬饲草料[12]。果园生草可形成林草复合植被体系[12-13]，具有调节果园生态微环境[4,14]、减少杂草和病虫害[15-16]、缓解水土流失的生态效应[9,17-18]，从而提高果实品质[7,19-20]，提升果园综合效益。
为提高土地利用效益，优化黄土高原苹果园区管理模式，本研究以元帅系第四代芽变品种“首红苹果”为试验材料，通过果园间种植浅根系、高盖度、适宜黄土高原区苹果园覆盖的多年生优质牧草鼠茅草（Vulpia myuros）、白三叶（Trifolium repens）和百脉根（Lotus corniculatus），同步研究3种种草处理对黄土高原区苹果园果实品质的影响，以期发现不同种草处理影响苹果园果实品质的共性特征，完善果园生草对果园综合效益影响的认知，为生草技术在黄土高原区苹果园地面管理中的应用和推广提供理论依据。
1.1 研究区概况
试验地位于甘肃省天水市秦安县刘坪镇黄湾村上庄（34°89′ N、105°74′ E），海拔1 640 m，属黄土丘陵地形，温带大陆性季风气候，年平均降雨量500～550 mm，平均气温8.2 ℃，无霜期160 d左右。园地土壤pH＞8，为碱性土壤，土质为黄绵土，土层深厚。试验区域为山梁处丘陵地苹果园，面积约0.3 hm2，株距4 m，行距4 m，树龄20年，栽植品种为元帅系第四代芽变品种“首红苹果”。
1.2 试验设计
本试验选用的果园人工生草模式和清耕模式，均为当前黄土高原区苹果园管理的典型模式，其中果园人工生草模式为新型管理模式，即在果园人工种植多年生优质牧草，除刈割外不再进行其他耕作处理，只在固定时间进行施肥；
以清耕模式为对照，采取传统土壤耕作模式，每年春季和秋季利用微耕机或铁锹进行翻耕除草处理。在苹果园中央地带取12处面积100 m2的小区，随机划分为4组，对照组保持原有的清耕处理，其他3组分别撒播鼠茅草、白三叶和百脉根，每年3月、6月和9月在每棵树下分别施入有机肥和复合肥各1 kg。本试验于2019年5月上旬在3个试验小区分别撒播鼠茅草、白三叶和百脉根，播种密度均为22.5 kg/hm2，播种深度1～2 cm，幼苗期及时清除园内其他杂草，后期不再对种植草种进行施肥管理。
1.3 测定指标及方法
2021年9月，各试验小区随机取苹果24颗，用电子天平测定单果质量；
依据GB/T 10651—2008《鲜苹果》，采用手持式果实硬度计测定果实硬度；
果实室温自然软化后，依据GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》，采用岛津RF-540荧光分光光度计测定果实维生素C含量；
依据NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定 折射仪法》，采用ATAGO PAL-1型折射仪测定果实可溶性固形物质量分数；
依据GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的的测定》，采用直接滴定法测定果实可溶性糖含量；
依据GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》，采用NaOH滴定法测定果实可滴定酸含量，计算糖酸比和固酸比。相关测定委托甘肃省农业科学院农业测试中心完成。
1.4 数据处理
采用夏皮罗-威尔克检验（Shapiro-Wilk test）检查每组数据是否服从正态分布，若服从，就采用独立样本T检验进行显著性检验；
若不服从，就采用Wilcoxon轶和检验进行显著性检验[21]。采用一般线性模型（General Linear Model）分析管理模式和草品种对苹果品质是否有显著影响，其中，管理模式和草品种为固定效应，果实品质为响应变量。用独立样本T检验或Wilcoxon轶和检验来检验不同管理模式下果实品质是否有显著性差异，种草模式和清耕模式视为两个独立的样本。以上数据的统计分析和作图均采用R 3.4.3。
2.1 果实品质对果园管理模式的响应
一般线性模型分析结果显示，管理模式显著影响了果实品质（P＜0.05），不同种草处理对果实品质没有显著影响（表1）。
表1 基于一般线性模型的果实品质对果园管理模式的响应
2.2 果实品质对3种种草处理的综合响应
3种种草处理综合分析结果表明，种草处理对果实品质有一定影响（图1），具体表现为种草处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P＜0.05），分别增加16.5%、6.8%、14.7%、11.2%、13.7%、35.2%和14.4%，显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P＜0.05），分别降低7.6%和16.3%。
图1 果实品质对种草处理的响应
2.3 果实品质对不同种草处理的响应
鼠茅草处理、白三叶处理和百脉根处理均对果实品质有一定影响（图2），具体表现为鼠茅草处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P＜0.05），分别增加20.3%、7.0%、16.7%、13.7%、14.7%、41.2%和16.0%；
显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P＜0.05），分别降低9.1%和18.2%。白三叶处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P＜0.05），分别增加15.8%、6.8%、15.0%、10.6%、13.5%、35.3%和14.0%；
显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P＜0.05），分别降低7.1%和16.3%。百脉根处理显著增加了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率（P＜0.05），分别增加13.3%、6.4%、12.4%、9.2%、13.0%、29.4%和13.2%；
显著降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度（P＜0.05），分别降低6.6%和14.3%。
图2 果实品质对不同种草处理的响应
3种种草处理结果表明，种植不同草品种对果实品质的影响与种草处理对果实品质的影响结果一致，具体表现为种植鼠茅草、白三叶和百脉根均增加苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率，均降低苹果可滴定酸含量和果实硬度，其中，种植鼠茅草增幅和降幅最大，白三叶次之，百脉根较小。
果园生草是一种优良的农业耕作模式，不仅可以加快农业多元化进程，而且能带动畜牧业发展，将经济作物和优质牧草合理搭配种植可以更好地利用光能和土地资源，提高土地生产力的同时提升果园综合效益[22]。
本研究表明，种草处理提高了苹果维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数、固酸比、糖酸比、单果重及一级果百分率，降低了苹果可滴定酸含量和果实硬度，这与赵伟亮[23]关于生草对苹果园微域环境及果实品质的影响研究以及高凝[8]关于不同地面覆盖对黄河故道地区苹果树体生长及果实品质的影响研究结果一致。种草处理提高了果实维生素C含量、可溶性糖含量、可溶性固形物质量分数等，降低了可滴定酸含量，是因为种草能改善苹果园水肥条件、提高土壤矿质元素供给水平，从而改善果实的内在品质，增加经济效益。种草处理降低了果实硬度，是因为种草改善了苹果园微环境，提高了空气相对湿度，削弱了光照强度，影响了苹果树对土壤中钙的吸收，从而影响果实硬度[23]。
本研究中，种植鼠茅草、白三叶和百脉根对苹果果实品质的影响结果一致，但影响程度不一，其中种植鼠茅草提高苹果果实品质效果最佳，这是因为这3种草均具有浅根性、耐荫性、高盖度、适应性强、易于刈割等特点，而鼠茅草在单次播种后，成熟的种子自然落粒萌发自行繁殖，达到一年种植多年受益的效果[1]。
黄土高原区苹果园种草处理可提高果实品质，种植不同草种对苹果园果实品质的影响具有共性特征，其中，种植鼠茅草提高苹果果实品质效果最佳，优于白三叶和百脉根。因此，在黄土高原区苹果园地面管理中推广生草技术时，可优先考虑种植鼠茅草，其次为白三叶和百脉根，从而促进果树提质增效，提高果园综合效益。
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