杨凌地区桃树土壤水分动态及其耗水特征初探

洪晓强，许喜明，赵二龙，李旭辉

(1.西北农林科技大学 资源环境学院，陕西 杨凌 712100； 2.西北农林科技大学 林学院，陕西 杨凌 712100)

杨凌地区桃树土壤水分动态及其耗水特征初探

洪晓强1，许喜明2，赵二龙1，李旭辉1

(1.西北农林科技大学 资源环境学院，陕西 杨凌 712100； 2.西北农林科技大学 林学院，陕西 杨凌 712100)

桃树；土壤水分；蒸发量；杨凌

为了摸清桃树土壤水分时空分布特点和桃树的耗水规律，提出有针对性的区域防旱措施，以桃园土壤水分下降到田间持水量的不同比例为灌溉指标进行了补充灌溉试验。结果表明：灌溉后S1、S2处理土壤水分形成“双峰分布”，S3、S4表现平缓，S5整个生育期土壤水分是一个缓慢下降的过程，但始终未达到凋萎湿度值；试验中S2、S4处理土壤蒸发量分别为403.1、418.1 mm，分别占其总蒸散量的37.2%和41.9%，土壤水贮存量分别达到217.2和142.2 mm。因此，采用各种形式的保水措施减少桃园土壤水分蒸发很有必要；同时，利用黄土塬区土层深厚、贮水能力强的特性，在充分纳蓄降雨的情况下可以考虑适当减少灌水量。

陕西黄土塬区是我国重要的优质桃适生区，但当地存在季节性干旱，常导致落花落果并严重影响桃产量和品质的进一步提高。近年来，有关桃树的研究主要集中在桃树遗传育种[1-3]、高产栽培[4-7]等方面，桃树水分的试验研究仅限于水分生理方面，如高照全等[8]根据不同土壤的水分特征曲线、气孔导度模型、冠层蒸腾模型和RC模型模拟出黄土高原不同土壤类型下桃树的水分运转动态，周罕觅[9]对桃树需水信号与灌水量和微气象环境的关系进行了研究，龚道枝[10]对分根区交替灌溉条件下桃树的蒸腾过程进行了监测与模拟，宋磊等[11]以12年生桃树为对象研究了分根交替灌溉对半干旱气候条件下桃树生长和水分利用效率的影响。但是，桃树栽培的生态条件与耗水、节水方面的研究报道并不多见。因此，摸清桃树土壤水分时空分布特点，探索桃树的需水、耗水规律和土壤贮水、供水等水分循环规律，提出有针对性的区域防旱措施，有助于提高自然降水利用率，制定合理的灌溉方案，促进桃业生产再上新台阶。

1 试验材料与方法

试验于2011年在西北农林科技大学农场一站进行。选择主干直径、树冠大小基本一致的8年生桃树5株，品种为油桃97-6-12。对所选择的桃树进行根部土壤水分隔离处理，即在桃树两侧行间距桃树主干1.5 m处，沿树行平行方向挖两条0.8 m宽、2.0 m深的长方形沟，并在株间距桃树1.4 m处，挖两条0.2 m、宽2.0 m深的长方形沟，与行间的两条沟垂直相交，形成3.0 m×2.8 m×2.0 m的土体，埋农膜及水泥瓦楞板隔离土壤水分。设置以下5个处理：①土壤湿度降低到田间持水量的75%时灌足水，树冠下地表用水泥瓦楞板隔离雨水(简称S1)；②土壤湿度降低到田间持水量的75%时灌足水，树冠下地表不用水泥瓦楞板隔离雨水(简称S2)；③土壤湿度降低到田间持水量的50%时灌足水，树冠下地表用水泥瓦楞板隔离雨水(简称S3)；④土壤湿度降低到田间持水量的50%时灌足水，树冠下地表不用水泥瓦楞板隔离雨水(简称S4)；⑤不灌水，树冠下地表用水泥瓦楞板隔离雨水(简称S5)。

试验实施前在试验桃园测定土壤水分常数，作为本试验灌水量及土壤水分换算的依据。土壤水分采用烘干法测定，每7 d观测1次0—200 cm土层土壤湿度，每20 cm取一土样，重复2次。

灌水量计算公式为

灌水量(g)=(田间持水量-最近观测土壤含水量)×

土壤容重×试验土体体积

式中：试验土体体积为300cm×280cm×200cm。

农田水分平衡按彭曼方程计算，公式为

ET=P+I-ΔW

式中：ET为蒸散量；P为降水量；I为灌水量；ΔW为土壤水分变化量，即一定时段始末的蓄水量之差。

土壤水分单位换算公式为

土壤水分含量(mm)=土壤含水量(%)×

土壤容重×土层厚度(cm)÷10

2 结果与分析

2.1 土壤水分常数

土壤容重测定用环刀法，0—200cm土层土壤容重平均值为1.47g/cm3；田间持水量与饱和含水量测定用室内法(威尔科克斯法)，0—200cm土层田间持水量平均值为21.2%，饱和含水量平均值为31.3%(具体见表1)。

表1 土壤水分常数测定结果

2.2 桃树土壤水分动态

桃树土壤水分状况受桃树生长发育和外界环境条件的共同影响。4月中旬桃树开花期旬平均气温已回升至16.9 ℃，各试验处理0—200cm土层含水量在15%左右。4月下旬至5月中旬为幼果膨大期，桃树需水量增加，此间有两场20mm左右降水，各处理0—200cm土层含水量均有下降。5月12日S1、S2处理进行第一次灌水，土壤含水量迅速升高，5月30日测得S1、S2分别为19.9%、17.2%。6月份桃树达到果实成熟膨大期，该月总降水量45.1mm，基本可以满足水分需要。

7月份之后温度增高，桃树蒸散量显著加大，S1处理土壤水分多次降低到灌溉指标以下，进行了补充灌溉，土壤水分形成比较明显的多峰分布。7、8、9月降水量分别为150.6、68.0、409.0mm，与此相对应，S2处理受降水与失水的共同影响，土壤水分也有多峰分布的特征，但无S1处理明显。S5处理因不灌水，又做了遮雨处理，整个生育期土壤水分基本是一个平稳下降的过程，但始终未达到凋萎湿度值。从10月初开始，S5湿度值增高，主要由100 cm以下土层湿度增高引起，这种“翘尾现象”可能与2 m以下土层地下水补给有关(见图1)。

图1 桃树土壤水分动态

2.3 桃树水分平衡

表2反映出不同处理的土壤水分平衡情况，如S1、S3、S5处理各生育期农田水分平衡值均为负值，说明本区桃树生育期的水分条件较差。此外，由于S1与S2之间、S3与S4之间的主要差异是进行了遮雨(同时遮阳)处理，因此二者蒸散量的差数可视为土壤蒸发量，其中S2蒸发量403.9 mm、S4蒸发量418.1 mm，分别占总蒸散量的37.3%和41.9%。

2.4 桃树耗水组成

桃树耗水来源包括生育期降水、灌水和发芽前土壤储水3项。生育期降水总量876.1 mm，属中等偏多年份。降水和灌水量依照前述试验设计及灌溉指标而定，各处理简列于下。

S1：进行遮雨处理，降水量为0；桃树生育期灌水4次，灌溉量为698.2 mm。

S2：生育期降水量876.1 mm；桃树生育期灌水3次，灌溉量为423.3 mm。

S3：进行遮雨处理，降水量为0；桃树生育期灌水2次，灌溉量为555.6 mm。

S4：生育期降水量876.1 mm；桃树生育期灌水1次，灌溉量为261.6 mm。

S5：进行遮雨处理，降水量为0；未进行灌溉，灌溉量也为0。

本试验耗水量及其组成如表3。表3说明，桃树生育期耗水量S1、S3、S5三处理较为接近，在490～680 mm之间；S2、S4处理耗水量在1 000 mm左右。土壤供水量为负值表示试验年降水或灌溉水土壤有所储存，S2、S4处理分别达到217.2和142.2 mm，这说明在充分纳蓄降雨的情况下，可以考虑适当减少灌水量。表2水分平衡值S2、S4处理某些生育阶段降水量大于蒸散量的事实也证明了这一点。

表3 桃树耗水量及其组成

3 小结与讨论

(1)用环刀法测定土壤水分常数，0—200 cm土层土壤容重平均值为1.47 g/cm3，饱和水含量为31.3%，田间持水量为21.2%。此前曾用离心机法测定水分常数，结果远大于上述各值，故本试验未采用。

(2)桃树土壤水分状况受桃树生长发育和外界环境条件的共同影响。幼果膨大期至硬核期，桃树需水量增加，各处理含水量均有下降。6月份果实成熟膨大期降水量基本可以满足桃树水分需要。7月后S1、S2、S3、S4进行了定量补充灌溉，S1、S2土壤水分形成双峰分布。S5整个生育期土壤水分是一个平稳下降的过程，但始终未达到凋萎湿度值，且10月初后逐渐出现“翘尾现象”。

(3)试验中S2处理土壤蒸发量为403.1 mm，S4处理土壤蒸发量为418.1 mm，分别占总蒸散量的37.2%和41.9%。因此，采用各种形式的保水措施减少桃园土壤蒸发量是很有必要的[12-15]。

(4)S2、S4处理的土壤水储存量分别达到217.2和142.2 mm，说明在充分纳蓄降雨的情况下可以考虑适当减少灌水量。可利用本区土层深厚、储水能力强的特性，充分保蓄雨季降水[16-18]，这是增产增收的关键所在。

[1] 韩明玉.桃树杂种后代果实成熟期遗传规律的研究[J].西北农林科技大学学报,2008,36(12):155-160.

[2] 王安柱,韩明玉,田玉命,等.特早熟桃新品种“秦捷”的选育[J].西北林学院学报,2007,22(5):66-68.

[3] 张涛,智军海,赵彩平,等.桃脂氧合酶基因(LOX)家族cDNA全长克隆与序列分析[J].农业生物技术学报,2009,17(6):1056-1061.

[4] 韩明玉.桃树不同树形光合特性的研究[J].西北农林科技大学学报,2009,37(4):145-150.

[5] 王安柱.主干形桃树对光截获能力和果实产量品质的影响[J].果树学报,2009(1):87-90.

[6] 赵彩平,王秋晓,刘航空.树形对桃树叶片及果实品质和产量的影响[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2010,38(6):160-164.

[7] 赵彩平,刘娜.不同贮藏温度对桃花粉生活力的影响[J].北方园艺,2010(12):50-52.

[8] 高照全,张显川,种霞,等.黄土高原不同土壤类型对桃树水分运转影响的模拟[J].中国生态农业学报,2007(5):81-85.

[9] 周罕觅.桃树需水信号对灌水量和微气象环境的响应[D].杨凌：西北农林科技大学,2011.

[10] 龚道枝.分根区交替灌溉条件下桃树蒸腾过程监测与模拟[D].杨凌：西北农林科技大学,2012.

[11] 宋磊,岳玉苓,狄方坤,等.分根交替灌溉对桃树生长发育及水分利用效率的影响[J].应用生态学报,2008,7(19):1631-1636.

[12] 赵聚宝,徐祝龄.中国北方旱地农田水分开发利用[M].北京:中国农业出版社,1996:1-44.

[13] 姚宝林,景明,施炯林.留茬覆盖免耕条件下土壤休闲期节水效应研究[J].西北农业学报,2008,17(2):122-125.

[14] 杨青,薛少平,朱瑞祥,等.中国北方一年两作区保护性耕作技术研究[J].农业工程学报,2007,23(1):32-39.

[15] 谢瑞芝,李少昆,金亚征,等.中国保护性耕作试验研究的产量效应分析[J].中国农业科学,2008,41(2):397-404.

[16] 孙利军,张仁陟,黄高宝,等.黄土高原半干旱区保护性耕作适应性评价[J].中国生态农业学报,2008,16(5):1122-1126.

[17] 洪晓强,李立科,赵二龙,等.陕西省关中灌区玉米免耕覆盖播种技术试验[J].水土保持通报,2010,30(5):115-117.

[18] 洪晓强,李立科,杨少伟.关中西部小麦秸秆覆盖免耕播种生态试验[J].西北农业学报,2011,20(11):52-55.

(责任编辑 徐素霞)

S157.5

A

1000-0941(2015)05-0047-04

洪晓强(1962—)，男，陕西西安市人，高级农艺师，硕士，主要从事旱地农业研究推广工作。

2014-08-20