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矮砧苹果集约化栽培模式的推行使得果园作业机械化成为可能。随着农业现代化的发展和对绿色农业的倡导,果园秸秆覆盖逐渐成为一种新的趋势。生草覆盖虽然有利于土壤表层理化性状的稳定,但生草与果树争水、争肥,不适于旱区果园。传统的秸秆覆盖方式具有保墒、保温、抑制杂草、培肥地力等诸多作用,但易发生火灾,且覆盖层防风、防雨水冲刷效果差。本研究提出果园秸秆机械化分层覆盖工艺,进行了秸秆分层覆盖、草土混合覆盖、生草覆盖以及清耕对照四种模式的比较研究,并优化了秸秆机械化分层覆盖的工艺参数,为果园秸秆机械化分层覆盖提供理论依据。取得的主要结论如下:(1)秸秆分层覆盖与草土混合覆盖、生草覆盖、清耕对照相比,能够更好地起到保墒、保温、提高土壤养分和抑制杂草的作用。在干旱季节,该模式下0~10cm土层的土壤含水率高出其他模式3%~5%;在低温季节,秸秆分层覆盖的土壤温度高于其他模式约0.8℃,土壤日间温度变化最小,小于1.5℃;土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了3.33g/kg、25.68mg/kg、3.46mg/kg和189.15mg/kg,远高于清耕对照和生草覆盖模式;对杂草的抑制效果也极为显著,在春季和秋季,比清耕对照模式分别减少了52.7%和65.9%。(2)秸秆分层覆盖与草土混合覆盖、生草覆盖和清耕对照相比,能够明显地提高果实产量,同时对果实品质也有一定的提高。在该模式下,种植两年苹果树的苹果亩产量为605.9kg,比生草覆盖和清耕对照模式下的苹果产量分别提高了23.4%和60.8%。(3)以秸秆覆盖层厚度、覆土层厚度和秸秆长度为因素进行了秸秆分层覆盖模式正交试验,分析了秸秆分层覆盖各因素对土壤温度、土壤含水率、土壤肥力和杂草密度的影响,最终确定了秸秆机械化分层覆盖的最优参数为:秸秆覆盖层厚度为15cm,覆土层厚度小于3cm,秸秆长度为6cm。(4)对秸秆分层覆盖条件下的秸秆腐解规律进行了研究。结果表明:秸秆重量损失率和厚度变化率呈现前期快、后期慢的特点,在前两个月腐解速度最快。同时对秸秆微观结构观察分析发现,秸秆分解过程中,腐解孔隙变化呈现前期慢、后期快的特点,这可能与纤维素、半纤维素和木质素分解速率差异有关。(5)提出果园秸秆机械化分层覆盖的覆盖周期为180d,秸秆覆盖量为1200kg/667m2,覆土量最大为11.4m3/667m2。本研究为秸秆机械化分层覆盖提供了理论依据。