枣（Ziziphus jujuba Mill．）为鼠李科（Rhamnaceae） 枣属（Zizyphus）植物^[1]，具有易于栽培、抗旱、耐盐碱、生长适应性强等优点，是干旱、半干旱地区发展节水型林果业的首选树种^[2]。新疆是我国枣的主栽区，红枣产业已成为南疆巩固脱贫成果及乡村振兴的重要林果支柱产业^[3]。近年来，随着市场红枣价格的回落，枣农对有机肥的投入逐渐减少，大部分采用常年清耕、盲目施肥、农药滥喷等不合理的管理模式，再加上为了减少劳动投入成本，果园除草常用除草剂，造成土壤污染和食品安全问题。新疆红枣园在传统栽培模式中以裸露地面较为多见，地面旋耕遵循“一水一耕”的习惯方式，长年累月造成果园小气候高温、干燥，虫害发生频繁，土层生物量减少等问题，导致果实品质下降、土壤酸化和板结严重、养分含量相对偏低，严重影响了红枣树的健康生长，进而影响红枣产量及品质的提升。因此，寻找一种合理的枣园行间管理方式，改善枣园小气候环境，提高土壤有机质含量和微生物群落，提升枣树肥料利用率，减少人工用量，提高果实品质至关重要。

绿肥是指通过翻压入土能够起到增加土壤肥力作用的绿色植物体的总称^[4]。绿肥中的幼嫩茎叶含有丰富的营养元素，翻压入土的绿肥在土壤微生物的作用下能够为土壤提供大量的有机质、氮、磷、钾、钙、镁以及多种微量元素^[5-6]。同时，可以提升土壤生物的活性、改善微生物群落结构、增加孔隙度及提高含水率、抑制有害病菌，促进其养分元素的循环利用，从而培肥土壤^[7-8]。绿肥可以替代部分化肥和农药，不仅能降低土壤污染，还能节能减排、减少水肥流失，从而改善作物的农业生态环境^[9]。绿肥对农作物土壤理化性质、微生物群落及农艺性状方面影响的研究较多，但是有关绿肥间作模式下的土壤肥力、果实品质和产量影响的研究并不多^[10]。目前，关于绿肥对苹果^[11-12]、桃^[13]、梨^[14]、柑橘^[15]和核桃^[16]等树种的果园土壤肥力、果实品质和产量的影响方面有一些研究报道。何万荣等^[17]对毛苕子、油菜、白三叶 3 种绿肥在枣园土壤中腐解及养分释放规律进行研究，结果表明，3 种绿肥均在翻压还田后 21 d 内腐解较快，腐解率均超过 60%，之后腐解速率逐渐减慢， 3 种绿肥养分累积释放量与释放速率依次为碳 >钾 >氮 >磷，其中油菜磷释放量和释放速率最高。王海孝等^[18]在南疆开展枣园绿肥（油菜）培肥地力效果试验，结果表明，油菜秸秆还田后能明显增加土壤养分含量，特别是对土壤容重和有机质含量影响较大，改变了土壤理化性质和结构，提高了耕地质量。植株吸收积累的养分数量充分反映了绿肥的营养价值，生物量大、养分含量高、养分积累量大的绿肥翻压后能为土壤补充更多养分，培肥效果更好^[19]。果园间作绿肥不仅能改善土壤的温湿度环境、果树的叶片质量、光合性能，还可以有效地增强树势，提高果实的产量及品质^[13，20]。在干旱区油菜绿肥模式下，前人多研究绿肥腐解及养分释放规律，以及绿肥还田对土壤理化性质的影响，但是对于长期种植绿肥对灰枣果园理化性质、土壤微生物群落情况及果实品质和产量的影响方面尚未见报道。

本研究以新疆红枣主栽品种灰枣作为试验对象，油菜作为绿肥，在连续 3 年绿肥间作和非绿肥间作模式下，对比 2 种模式果园的土壤物理特征参数、土壤化学特性指标、土壤微生物群落情况、枣果外观品质和内在品质及产量等指标，探讨绿肥间作模式与非间作模式在上述指标的差异性，为干旱区绿肥间作模式的果园土壤肥力及果实品质的研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

本文以新疆红枣主栽品种灰枣树作为试验材料，于 2021 年 5 月 21 日在新疆阿克苏地区温宿县克孜勒镇 8 个村选择种植油菜（绿肥果园）和未种植任何绿肥植物（非绿肥果园）的相邻 20 个灰枣园（面积均不低于 3 hm²），其中 10 个灰枣园是近 3 年内（2019、2020 和 2021 年）每年种植一茬油菜，4 月上旬播种，到 7 月上旬深耕还田（翻耕深度大约为 35 cm），另外相邻的 10 个灰枣园是近 3 年内未种植任何绿肥植物，树龄均在 8～10 年，株行距为 3 m×4 m，砧木为酸枣。每个灰枣园以 “S”形随机选择树形、长势、树干基径、主枝数量基本一致的 5 株试验树，并对树干喷漆做标记，每株试验树东、南、西、北各方向选择 1 条主枝做采样枝挂标签。

1.2 土壤理化指标的测定

1.2.1 土样采集与前处理

2021 年 10 月 20 日，首先在每个枣园中以 “S”形方式选择 5 个取样点，在每个取样点分别以 0～20 和 21～40 cm 土层用环刀取土样，装入已知质量的铝盒中，盖紧盒盖，放置保温箱 [（3±2）℃]待测土壤物理特征指标。同时，每个枣园每个取样点分别于 0～20 和 21～40 cm 土层用土钻取土样并装入塑料袋。然后，将每个枣园同一土层的土样混在一起，混匀后以 1/4 取样法分成 4 份，其中 2 份土样装入密封袋放入保温箱 [（-5±1）℃]待测土壤微生物，另 2 份土样装入牛皮纸信封放置纸箱待测土壤养分含量。最后，将全部土样带回实验室测定相关指标。

1.2.2 土壤物理特征指标的测定

首先，将装入铝盒的土样放置室内环境 12 h，使土壤温度调到室内常温[（25±1）℃]，然后参考土壤物理特征指标常规测定方法^[21]，测定土壤最大持水率、比重和容重。

1.2.3 土壤化学性质指标的测定

土壤化学性质均采用常规分析法测定^[22]。土壤 pH 值的测定采用水浸液－电位法；有机质含量测定采用 K₂Cr₂O₇ 氧化－外加热法；土壤水解氮含量测定采用碱解扩散法；有效磷含量测定采用 NaHCO₃ 溶液浸提，钼锑抗比色法；土壤速效钾、交换性钙和交换性镁含量测定均采用乙酸铵溶液浸提—原子吸收法。有效态铁和有效态锌含量的测定均采用 DTPA 浸提-原子吸收分光光度法。

1.2.4 土壤微生物群落的测定

细菌、真菌、放线菌群落数量测定采用平板计数法^[21]。细菌、真菌分别采用牛肉膏蛋白胨培养基和马丁氏培养基于 25～28℃培养，前者培养 24 h，后者培养 72 h；放线菌培养采用高氏1 号培养基，25℃下培养 72 h。土壤微生物数量均以每克干土中的微生物数量来表示。

1.3 果实品质和产量的测定

1.3.1 果样采集与前处理

于 10 月 25 日，在每株试验树上摘取 40 个枣果，将每个试验园所采集的 200 个枣果进行充分混匀，采用 1/4 取样法，随机选择 50 个枣果，绿肥灰枣园和非绿肥灰枣园各收集了 10 份 50 个枣果 （10 个重复），将每份果样分开装入已有标签的网袋，然后，放入纸箱带回实验室。

首先，清洗干净果皮上的灰尘，然后将每份果样分成 2 份，其中 1 份放入盛有 12 L 纯净水的盆内，使果实充分吸水膨胀，浸水一直到果皮皱褶变成平滑为止（3 d）。然后，擦干净果实表面水分，测定每个果实和果核的纵径、横径等果形指数相关指标。对另 1 份果样先进行果实表面色差值的测定，然后将其转入牛皮纸信封袋放置烘干箱，60℃ 下烘干恒重为止（7 d）。烘干到 72 h 时，剖开每个果实的一侧，取出干净的果核，然后，将果核重新夹入果肉，以便烘干后易取果核。充分烘干果肉和果核后，测定每个果实的单果质量和果核质量，然后对果肉进行粉粹，用于果实可溶性固形物、总酸、总糖和总黄酮含量的测定。

1.3.2 果实外观品质指标的测定

使用 1/100 的 CDK 数显电子游标卡尺测定果实和果核纵、横径。果形指数和核形指数均以纵径除以横径表示。

$\text{果形指数}=\frac{\text{果实纵径}}{\text{果实横径}}$

$\text{核形指数}=\frac{\text{果核纵径}}{\text{果核横径}}$

果实质量特征参数：使用 1/1000 的 CL 小量程精密电子天平测定烘干后的果肉质量和果核质量； 以果肉质量与果核质量的合计来表示单果质量；果实可食率是指果肉质量与其单果质量之比。

$\text{果实可食率}（\mathrm{\%}）=\frac{\text{果肉质量}（\mathrm{g}）}{\text{果实质量}（\mathrm{g}）}\times 100$

果面色差值的测定：果实浸水处理前，对每个重复的 30 个果实使用 NR145 型（测量口径为 8 mm）全自动便携式色差计测定果实色泽，获得 L^* 值（光亮度）、a^* 值（红绿色差）和 b^* 值（黄蓝色差），采用国际照明组织 CIE 制定的均匀色空间L^*、a^*、b^* 表色系统评价果实色泽^[23]。L^* 值表示表面颜色深浅，L^* 值越大，表示颜色越浅，表面越有光泽，反之，颜色越深，果面暗淡无光泽；a^* 值表示红绿程度，其值为“+”表示红的程度，为 “-”表示绿的程度，a^* 值变大表示红色加重；b^* 值表示黄蓝的程度，b^* 值为“+”时表示黄的程度， b^* 值增大黄色加深。

1.3.3 果实内在品质指标的测定

果实内在品质指标均参考常规果实成分测定方法^[24]。其中，可溶性固形物含量的测定采用折射仪法；总糖含量的测定采用斐林试剂法；总酸含量的测定采用电位滴定法；总黄酮含量的测定采用比色检测法。

1.3.4 产量的测定

9月18 日（灰枣着色期）统计灰枣园每株试验树上的枣果总数量，到果实成熟期，每株试验树东、南、西、北随机采取 100 个果实装入网袋，清洗干净，自然晾干后，测定 100 个果实质量，并计算单果重，用以下公式计算单株产量。

$\text{单株产量}（\mathrm{k}\mathrm{g}/\text{株}）=\frac{\begin{array}{c}\text{果}\text{实}\text{平}\text{均}\text{质}\text{量}（g/\text{个}）\times \\ \text{单}\text{株}\text{果}\text{实}\text{总}\text{数}\text{量}（\text{个}/\text{株}）\end{array}}{1000}$

1.4 统计分析

用 SPSS 22.0 对试验数据进行 t 检验，用 OriginPro 2021 绘图。图表中不同英文大写或小写字母分别表示各处理间在 P<0.01 或 P<0.05 水平上差异显著。数据均取（n ≥ 10）平均值。

2 结果与分析

2.1 种植绿肥对枣园土壤物理特性指标的影响

由图1 可见，绿肥果园与非绿肥果园在 0～20 和 21～40 cm 土层的土壤容重、比重及保水力之间均有所差异。其中，绿肥果园 0～20 cm 土层的土壤容重极显著低于其 21～40 cm 土层及非绿肥果园 21～40 cm 土层，显著低于非绿肥果园 0～20 cm 土层；绿肥果园 21～40 cm 土层的土壤容重与非绿肥果园 0～20 cm 土层间的差异未达显著水平，但极显著低于非绿肥果园 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层的土壤容重极显著低于其 21～40 cm 土层。绿肥果园 0～20 cm 土层的土壤比重显著低于其 21～40 cm 土层，极显著低于非绿肥果园 21～40 cm 土层，与非绿肥果园 0～20 cm 之间没有显著差异；绿肥果园 21～40 cm 土层的土壤比重与非绿肥果园 0～20 cm 之间的差异不显著，但极显著低于非绿肥果园 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层的土壤比重极显著低于其 21～40 cm 土层。绿肥果园 0～20 cm 土层的土壤保水力显著高于其 21～40 cm 土层和非绿肥果园 0～20 cm 土层，极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层，绿肥果园 21～40 cm 土层、非绿肥果园 0～20 和 21～40 cm 土层的土壤保水力之间均无显著差异。

注：不同大小写字母分别表示各处理间在 P<0.01、P<0.05 水平上差异显著。下同。

2.2 种植绿肥对枣园土壤化学特性指标的影响

由表1 可以看出，非绿肥果园 0～20 cm 土层的 pH 值极显著高于绿肥果园和非绿肥果园 21～40 cm 土层，显著高于绿肥果园 0～20 cm 土层； 绿肥果园 0～20 cm 土层的 pH 值与其 21～40 cm 土层和非绿肥果园 21～40 cm 土层之间均差异不显著。绿肥果园 0～20 cm 土层的有机质含量极显著高于其 21～40 cm 土层和非绿肥果园 21～40 cm 土层，显著高于非绿肥果园 0～20 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层的有机质含量与绿肥果园 21～40 cm 土层间的差异未达显著水平，但二者的有机质含量均极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层。绿肥果园 0～20 cm 土层的水解氮含量极显著高于其 21～40 cm 土层和非绿肥果园 21～40 cm 土层，与非绿肥果园 0～20 cm 土层间的差异未达显著水平；非绿肥果园 0～20 cm 土层的水解氮含量与绿肥果园 21～40 cm 土层间的差异不显著，但二者均极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层。绿肥果园 0～20 cm 土层的有效磷含量极显著高于其 21～40 cm 土层及非绿肥果园 0～20 和 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层的有效磷含量与绿肥果园 21～40 cm 土层间的差异未达显著水平，但二者均显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层。绿肥果园和非绿肥果园 0～20 cm 土层的速效钾含量均极显著高于绿肥果园 21～40 cm 土层和非绿肥果园 21～40 cm 土层，但二者间的差异未达显著水平； 绿肥果园 21～40 cm 土层的速效钾含量极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层。绿肥果园 0～20 和 21～40 cm 土层及非绿肥果园 0～20 cm 土层的交换性钙含量均极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层；绿肥果园 0～20 cm 土层的交换性钙含量显著高于其 21～40 cm 土层，但与非绿肥果园 0～20 cm 土层间的差异未达显著水平；非绿肥果园 0～20 cm 土层和绿肥果园 21～40 cm 土层的交换性钙含量没有显著差异。绿肥果园 0～20 cm 土层的交换性镁含量极显著高于其 21～40 cm 土层及非绿肥果园 0～20 和 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层的交换性镁含量极显著高于绿肥果园和非绿肥果园 21～40 cm 土层；绿肥果园和非绿肥果园在 21～40 cm 土层的交换性镁含量间无显著差异。绿肥果园 0～20 cm 土层的有效态铁含量极显著高于其 21～40 cm 土层及非绿肥果园 0～20 cm 和 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层与绿肥果园 21～40 cm 土层的有效态铁含量间差异未达显著水平，但极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层；绿肥果园和非绿肥果园在 21～40 cm 土层的有效态铁含量均没有显著差异。绿肥果园 0～20 cm 土层与非绿肥果园 0～20 cm 土层有效态铜含量间的差异均不显著，显著高于绿肥果园 21～40 cm 土层，极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层与绿肥果园 21～40 cm 土层的有效态铜含量间无显著差异，但二者均极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层。绿肥果园 0～20 cm 土层的有效态锌含量与其 21～40 cm 土层和非绿肥果园 0～20 cm 土层之间均无显著差异，但极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层与绿肥果园 21～40 cm 土层的有效态锌含量间差异未达显著水平，但极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层；绿肥果园 21～40 cm 土层的有效态锌含量显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层。

注：同行不同大写、小写字母分别表示各处理间在 P<0.01、P<0.05 水平上差异显著。

2.3 种植绿肥对枣园土壤微生物群落的影响

由图2 可知，绿肥果园与非绿肥果园在 0～20 和 21～40 cm 土层的细菌、真菌及放线菌群落数量之间均有显著差异。其中，绿肥果园 0～20 cm 土层的细菌、真菌及放线菌群落数量均最高，分别为（16.667±0.146）×10⁸、（22.500±1.500）×10³、 （22.003±2.107）×10³ CUF/g，极显著高于其 21～40 cm 土层及非绿肥果园 0～20 和 21～40 cm 土层；非绿肥果园 0～20 cm 土层的细菌、真菌及放线菌群落数量极显著高于绿肥果园 21～40 cm 土层和非绿肥果园 21～40 cm 土层；绿肥果园 21～40 cm 土层的细菌、真菌和放线菌群落数量极显著高于非绿肥果园 21～40 cm 土层，分别高 1.6、 5.0 和 1.4 倍。

2.4 种植绿肥对枣果外在品质的影响

由表2 结果得知，绿肥果园与非绿肥果园灰枣果实在外观品质指标上均有所差异。其中，绿肥果园灰枣果实纵径、横径、单果质量、果肉质量和单株产量均极显著高于非绿肥果园，分别高 1.1、1.1、1.2、1.2 和 1.3 倍，其果核横径和可食率均显著高于非绿肥果园枣果。绿肥果园与非绿肥果园枣果在果核纵径、核形指数、果核质量、果实表面色差值 L^*、a^* 和 b^* 间均差异不显著，但是非绿肥果园枣果果形指数极显著大于绿肥果园枣果，高 1.1 倍。

2.5 种植绿肥对枣果内在品质的影响

表3 显示，绿肥果园枣果可溶性固形物含量显著高于非绿肥果园枣果，其总糖和总黄酮含量及糖酸比均极显著高于非绿肥果园，绿肥果园枣果总酸含量反而极显著低于非绿肥果园。与非绿肥果园相比，绿肥果园枣果可溶性固形物、总糖和总黄酮含量及糖酸比分别高 1.1、1.2、1.2、 1.6 倍，非绿肥果园枣果总酸含量比绿肥果园高 1.3 倍。

3 讨论

绿肥作物是养分完全的有机肥源，其与主作物间套轮作、翻压还田，能改善土壤理化性质，促进主作物生长。果园间作绿肥是“以园养园，用养结合”的重要措施，也是开辟有机肥源的良好途径^[25]。相关研究表明，果园种草可以改善土壤结构，降低土壤板结发生的可能性，提高土壤渗水能力和保水能力，对果园土壤容重、土壤孔隙度等产生显著影响^[26-27]。本研究结果表明，灰枣园连续 3 年种植油菜深翻还田后，枣园土壤的容重和比重均显著降低，其中果园土壤上层（0～20 cm）和下层（21～40 cm）的土壤容重比未种植油菜的对照果园土壤分别降低了 7.858% 和 9.782%，而且种植油菜还田显著提高土壤上层（0～20 cm）和下层（21～40 cm） 的保水力，分别提高 9.725% 和 6.011%，与张爱华等^[28]、李会科等^[29]、木合塔尔·扎热等^[21]的研究结果一致。果园种植绿肥可以改善土壤理化特性，减少养分流失，从而改善树体营养状况，提高果实产量和品质，因此，可以在一定程度上替代矿质化肥的施用^[15]。本研究灰枣果园连续 3 年种植油菜深翻后，与非绿肥果园相比，土壤上层（0～20 cm）的有机质、水解氮、有效磷、交换性镁和有效态铁含量均显著上升，尤其是有效磷含量极显著增高，比非绿肥果园高 97.8%，土壤下层（21～40 cm）有机质、水解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、有效态铜和有效态锌含量分别提高 87.9%、92.0%、52.0%、 96.6%、59.6%、105.1% 和 5.3%，这说明灰枣园种植绿肥深耕后，土壤下层养分含量的改善比土壤上层更明显，有利于灰枣树深扎根健康生长。Longa 等^[30]研究指出，绿肥还田能增加土壤细菌 Chao1、 Shannon 和 Simpson 指数，绿肥间作显著增加了苹果园土壤微生物的群落数量^[31]。本研究结果表明，灰枣园种植油菜深翻还田后，无论是土壤上层还是下层，土壤细菌、真菌和放线菌群落数量均极显著增高，这与寇建村等^[32]的研究相一致。可能是灰枣园油菜生长过程中产生大量的分泌物，并且油菜深翻入田后逐渐腐解，大量的腐解物给微生物的生长提供营养，这些因素促进了微生物的快速繁殖。梁琴等^[25]研究发现，四川丘陵区橘园间作绿肥后，柑橘产量显著提高，增幅达 13.6%～34.9%，果品可食率、维生素 C 和可溶性固形物含量明显提高，酸度下降。田想等^[15]在湖北省当阳市凤凰山柑橘基地进行绿肥种植配施减量氮肥试验中发现，与常规施肥相比，绿肥种植配施减量氮肥处理对橘园土壤肥力（总氮、水解氮、有效磷和速效钾、微量元素铁、锰、铜和锌等）、果实产量和品质（果实纵径、皮厚、可溶性固形物、可滴定酸、维生素 C、可食率等）均无显著影响，说明科学种植绿肥的情况下可以减少化肥的施用量，减轻化肥对土壤环境的污染。本研究结果表明，连续 3 年种植油菜还田后，灰枣单株产量极显著增高，果实单果质量、纵横径、果肉质量、可食率、可溶性固形物、总糖、总黄铜含量及糖酸比均显著增高，总酸含量反而明显下降。这与于淑慧等^[31]、刘蝴蝶等^[33]关于绿肥间作对果实品质的研究结果相一致。其原因可能是，一方面油菜还田后有利于促进土壤微生态环境和提升土壤质量，为灰枣树正常生长发育提供高肥力的土壤环境；另一方面油菜枯枝分解释放的养分更有效满足灰枣树健康生长发育的养分需求，进而提高果实的品质和产量。

4 结论

在灰枣园中连续间作油菜深翻还田，不仅降低土壤容重和比重，提高土壤保水能力，改善土壤微生物群落数量结构，增加土壤养分含量，而且有效促进灰枣果实品质的提升，实现提质增效的目的。因此，在灰枣园中推荐油菜绿肥间作种植模式具有明显的经济效益，值得在新疆阿克苏地区大面积推广应用。

参考文献