陇东旱塬果园生草对土壤水分及苹果树生长的影响
2018-07-30白岗栓郑锁林邹超煜杜社妮
白岗栓, 郑锁林, 邹超煜, 杜社妮*
(1. 西北农林科技大学水土保持研究所,陕西 杨凌 712100; 2. 庆阳林业学校,甘肃 庆阳 745000; 3. 深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东 深圳518040)
陇东旱塬位于黄土高原中部,海拔1 300 m左右,土层200 m左右,光照充足、昼夜温差大,是甘肃省优质苹果(Malusdomestica)生产基地[1-6]。陇东旱塬土壤有机质贫乏,年降水量在550 mm左右且年际分配不均,春夏之际易干旱,严重制约着当地果业的发展[7-8]。果园管理可降低生产成本,提高果园产出[9]。果园生草是欧美及日本等发达国家果园土壤管理中普遍采用的管理模式[10-13]。果园生草不但可促进降水入渗,提高土壤保水能力,提高土壤有机质,而且可防止水土流失,减少环境污染,改善果园土壤环境,促进果业健康、持续发展[14-21]。欧美等发达国家果园有良好的刈割机械和滴灌或喷灌系统,土壤水分及养分可及时补给,牧草生长可有效管控,果园生草不存在与果树争水争肥的问题[21-22]。黄土高原大多为雨养果园,而果树为多年生作物,随着果树的生长,土壤水分蒸散量不断增大,易出现土壤干层,不利于果树健康、持续发展[7,23-27]。果园清耕为黄土高原果园土壤管理的主要方式,但清耕果园的地面蒸发量大且易降低果园土壤有机质。为了改善果园土壤环境,提高果园土壤有机质及果园土壤水分,黄土高原积极开展果园生草及果园覆草[28-32],但雨养果园存在着与果树争水及争肥的问题[33-40],且国外也有相似报道[41-42]。高茂盛等、李会科等提出渭北黄土高原年降水量低于550 mm以下的雨养果园不宜生草[43-45]。陇东旱塬苹果发展较晚且降水量低于渭北黄土高原,果园生草是否存在着与果树争水的问题却无定论,不利于果园土壤管理。本研究以果园清耕和覆草为对照,探讨陇东旱塬果园生草对土壤水分及苹果树生长的影响,以期为陇东旱塬果园土壤管理提供指导。
1 材料和方法
1.1 试验区概况
试验于2014—2015年在甘肃省庆阳市西峰区什社乡进行,该园位于黄土高原中部的陇东旱塬,北纬35°39',东经107°52',海拔1 300 m,多年平均降雨量527.9 mm,苹果树萌芽至落叶期(4-10月)的降水量为503.3 mm,年均气温9.2℃,无霜期170 d。试验园土壤为黑垆土,耕层土壤有机质10.44 g·kg-1,全氮3.70 g·kg-1,碱解氮68.98 mg·kg-1,全磷0.22 g·kg-1,速效磷38.98 mg·kg-1,全钾7.40 g·kg-1,速效钾214.62 mg·kg-1,pH值7.8,容重1.38 g·cm-3,田间持水量21.75%,凋萎系数7.6%。0~120 cm土层土壤田间持水量平均为21.17%,土壤容重平均为1.39 g·cm-3。
1.2 试验材料
供试苹果树定植于2004年春季,行距4.0 m,株距3.0 m,主栽品种为红富士,授粉品种为秦冠,砧木为新疆野苹果(Malussieversii),树形为细长纺锤形,处于盛果期。2014年元月冬季修剪前树高为4.0 m左右,干径为8.0 cm左右,冠径3.6 m,外围延长枝长25.0 cm左右,单株产量为40.0 kg左右,全园产量为33 000 kg·hm-2,处于盛果期。试验前果园土壤管理一直为清耕,未进行生草或覆草。
1.3 试验设计与测定
1.3.1试验设计 试验设4个处理,2014年7月初以果园清耕和覆草为对照,分别在果园行间种植白三叶(Trifoliumrepens)和鸭茅(Dactylisglomerata)。清耕是试验期间果树行间及树盘下的杂草均及时锄除。覆草是在果树行间进行麦草覆盖,覆草带长90.0 m,宽2.4 m,边缘距树干0. 80 m,覆盖量2.0 kg·m-2,厚度约10.0 cm(麦草上覆盖少量土块,以防被风吹走或被火点燃);2015年7月初在原覆草的基础上再覆盖麦草1.0 kg·m-2(新覆盖厚度约5.0 cm),树盘下的杂草及时锄除。果园生草是在果树行间种植白三叶或鸭茅,白三叶和鸭茅的草带长均为90.0 m,宽为2.4m,边缘均距树干0.80 m。白三叶和鸭茅播种量均为15 kg·hm-2,均采用条播,行距均为30 cm,每条草带均种植9行白三叶或鸭茅,树盘下的杂草均及时锄除。在试验布设中,相邻行间种植同一牧草或覆草或清耕,相邻的两条草带或覆草带或清耕带与其中间的一行苹果树组成一个小区,试验重复3次。2014年秋季果树落叶期(10月底)将种植的牧草进行刈割并覆盖于牧草带间的树盘下。2015年分别在6月下旬、8月下旬和10月底对牧草进行刈割并覆盖于牧草带间的树盘下。
1.3.2试验监测 试验园旁空地设有小气候观测仪,测定苹果树萌芽至落叶期(4-11月)的降水量。
2015年苹果树萌芽至落叶期(4-11月),每月首日以10 cm土层为一层,分层采取0~120 cm土层土壤,烘干法测定土壤含水率(w/%),然后根据土层厚度、土壤容重换算成土壤水层厚度(Wh/mm)[46-47]。
(1)
式中W为土壤质量含水率,单位是%;Sw为湿土质量,单位是g;Sd为干土质量,单位是g。
WH=10·Hs·W·d
(2)
式中Wh为土壤水分含量(水层厚度),单位是mm;Hs为土层深度,单位是cm;d为土壤容重,单位是g·cm-3。
0~120 cm土层土壤水含量为0~10 cm、10~20 cm、……、110~120 cm土层土壤水分含量之和。
试验园土层深厚,土壤质地均一,无地下水补给及渗漏;试验园地面平坦,无地表径流及水分的水平运移;试验园为雨养果园,无灌溉条件,因而不同处理不同生长阶段的土壤水分蒸散量计算公式为:
ET=P+Wh1-Wh2
(3)
式中ET为某一生长阶段的耗水量,单位是mm;P为果树某一生长阶段间的降水量,单位是mm;Wh1为果树某一生长期前期的土壤水分,单位是mm;Wh2为果树某一生长期后期的土壤水分,单位是mm。
果园土壤水分蒸散强度为某一生长阶段果园土壤水分蒸散量与所通过天数的比值。
Ei=ET/Δd
(4)
式中Ei为不同生长期间的土壤水分蒸散强度,单位是mm·d-1;Δd为不同生长期间的间隔天数,单位是d。
2014年苹果落叶期(10月底)牧草刈割前在每条草带中随机选择3个样点,以1.0 m2为单位,常规方法测定白三叶和鸭茅地上部生物量和根系生物量(均为干生物量)。2015年6月下旬、8月下旬和10底对牧草进行刈割,每次刈割前目测法测定牧草的覆盖度,常规方法测定牧草高度及地上部生物量,10月底刈割前常规方法调查牧草的根系分布深度及根系生物量(干生物量),2015年牧草地上部生物量为6月、8月和10月3次测定量的和。
2015年果实采收期在不同小区随机选择5株苹果树,在树冠外围随机采集15个果实,测定单果重,同时测定单株苹果产量(包含采样果实)并折合为单位面积苹果产量;通过询问园主,调查2011-2014年果园清耕期间的平均单果重及产量,作为往年的单果重及产量。在庆阳市气象局西峰农业气象试验站查询1978-2014年4-10月各月平均降水量,作为常年降水量。2015年落叶期测定不同处理的树冠高度、树冠直径、树冠外围延长枝新梢长度及新梢直径。
果园土壤水分利用效率为不同处理单位面积苹果产量与其苹果树生长期间果园土壤水分蒸散量的比值。
WUE=Y/Et
(5)
式中WUE为果园土壤水分利用效率,单位是kg·mm-1·hm-2;Y为苹果产量,单位是kg·hm-2;Et为苹果生长期间的土壤水分蒸散量,单位是mm。
1.4 数据分析
试验数据采用Excel 2010制作图表,SPSS 19.0软件进行单因素方差分析;若差异显著,则采用Duncan多重比较进行检验。对于白三叶与鸭茅的生长状况,用2个样本的平均数进行student test检验,检验白三叶与鸭茅之间的差异。
为准确分析试验数据,土壤水分图中插入了土壤萎蔫水分含量(7.6%)和果园土壤最适水分含量(田间持水量的75%)。
2 结果与分析
2.1 果树生长期间的降水量
2015年果树萌芽至落叶期(4-10月)的降水量为386.1 mm,较常年503.3 mm少23.29%,为偏旱年,其中5月和6月较常年偏少30%左右,7月较常年偏少50%左右,而4月则较常年多112.7%(图1)。果树生长前期5—7月降水量偏少,不利于果树开花坐果和新梢生长。
图1 苹果树生长期间的降水量Fig.1 The precpitation during growth period of apple tree
2.2 牧草生长状况
无论是2014年还是2015年,鸭茅地上部生物量、根系生物量和总生物量均极显著高于(P<0.01)白三叶(表1),2015年的株高和根系分布深度也均极显著高于(P<0.01)白三叶,但2015年的覆盖度却极显著低于(P<0.01)白三叶(表2)。
2.3 生草对果园土壤水分含量的影响
2.3.1生草对不同月份果园土壤水分含量的影响 2015年3-4月降水较多,不同处理4月初和5月初的土壤水分含量较高(图2a,2b),0~120 cm土层土壤水分含量表现为覆草>清耕>白三叶>鸭茅,均略高于果树最适宜的土壤水分含量(田间持水量的75%),但清耕0~10 cm土层土壤水分含量却低于覆草、白三叶和鸭茅果园。不同处理不同土层之间无显著差异。
表1 2014-2015年白三叶与鸭茅的生物量Table 1 Biomass of white clover and orchardgrass from 2014 to 2015
注:表中同列不同小写和大写字母分别表示处理间存在显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)差异;下同
Note: Different lowercaseletters and capital letters within the same column in the table indicate significant difference at the 0.05 level and extremely significant difference at the 0.01 level, respectively. The same as below
表2 2015年白三叶与鸭茅的覆盖度、株高及根系分布深度Table 2 Coverage degree, height and roots depth of white clover and orchardgrass in 2015
2015年5-8月降水较少,不同处理6月初至8月初0~120 cm 土层土壤水分含量均低于果树最适宜土壤水分含量,其中8月初的果园土壤水分含量最低,其次是7月初,表现为覆草>清耕>白三叶>鸭茅(图2 c,2d,2e)。6月初覆草和清耕0~120 cm 土层土壤水分含量显著高于(P<0.05)白三叶,极显著高于(P<0.01)鸭茅,白三叶显著高于(P<0.05)鸭茅,而清耕与覆草无显著差异。7月初覆草、清耕和白三叶0~120 cm 土层土壤水分含量极显著高于(P<0.01)鸭茅,但三叶草、清耕和覆草三者之间无显著差异。8月初不同处理0~120 cm 土层土壤水分含量表现为覆草和清耕极显著高于(P<0.01)鸭茅并显著高于(P<0.05)白三叶,白三叶极显著高于(P<0.01)鸭茅,但清耕与覆草之间无显著差异,说明随着干旱的加剧,生草会进一步消耗土壤水分,且覆草在持续干旱的状况下保水作用较弱;8月初鸭茅0~10 cm土层土壤水分含量已接近萎蔫水分含量,不利于苹果树生长。
图2 不同处理不同月份的土壤水分Fig.2 Soil moisture of different treatments in different months
8-10月降水量与常年持平,9月初至11月初果园土壤水分含量处于缓慢恢复阶段(图2f,2g,2h)。9月初覆草0~30 cm土层和清耕0~20 cm土层土壤水分含量已高于果树最适宜土壤水分含量,但不同处理之间仍表现为覆草>清耕>白三叶>鸭茅,其中覆草与清耕显著高于(P<0.05)白三叶,极显著高于(P<0.01)鸭茅,白三叶和鸭茅之间无显著差异,覆草与清耕之间无显著差异。10月初覆草与清耕0~80 cm土层、白三叶0~30 cm土层和鸭茅0~20 cm土层土壤水分含量均高于果树最适宜土壤水分含量,但不同处理仍表现为覆草和清耕极显著高于(P<0.01)白三叶和鸭茅,白三叶显著高于(P<0.05)鸭茅,覆草略高于清耕。11月初覆草和清耕0~120 cm土层土壤水分含量均高于果树最适宜土壤水分含量,而鸭茅和白三叶仅0~10 cm土层和0~30 cm土层土壤水分含量高于果树最适宜土壤水分含量;覆草和清耕极显著高于(P<0.01)白三叶,白三叶显著高于(P<0.05)鸭茅。
在降水较多的3-4月,生草较清耕可提高0~10 cm土层土壤水分含量,较覆草则降低0~70 cm土层土壤水分含量,但均未达到显著差异。在干旱的5-7月,生草则显著降低了土壤水分含量,其中鸭茅的降低程度高于白三叶,而覆草则略提高了果园土壤水分含量。在降水相对平稳的8-10月,生草仍显著降低了果园土壤水分含量,而覆草则略提高了土壤水分含量。
2.3.2生草对果园不同土层土壤水分含量的影响 受降水和果树、牧草生长等的影响,0~40 cm 土层土壤水分含量4月初至5月初为上升阶段,5月初至8月初为降低阶段,8月初至10月初为上升阶段,10月初至11月初则为缓慢降低阶段(图3a),表现为覆草>清耕>白三叶>鸭茅,其中覆草和清耕极显著高于(P<0.01)鸭茅,显著高于(P<0.05)白三叶,白三叶极显著高于(P<0.01)鸭茅,覆草和清耕之间无显著差异。
图3 不同处理不同土层的土壤水分Fig.3 Soil moisture of different treatments in different soil depth
不同处理40~80 cm土层土壤水分含量4月初至5月初相对稳定,5月初至7月初为降低阶段,7月初至8月初为相对稳定低谷阶段,8月初至10月初为上升阶段,10月初至11月初为相对稳定较高阶段(图3b),表现为覆草>清耕>白三叶>鸭茅,其中覆草与清耕显著高于(P<0.05)白三叶,极显著高于(P<0.01)鸭茅;白三叶显著高于(P<0.05)鸭茅,覆草与清耕之间无显著差异。
不同处理80~120 cm土层土壤水分含量从4月初开始降低,到8月初降低到最低值,8月初后则缓慢上升(图3c),其中覆草和清耕基本一致且显著高于(P<0.05)白三叶,极显著高于(P<0.01)鸭茅;白三叶略高于鸭茅且无显著差异。
不同处理0~120 cm土层土壤水分含量4月初至5月初为相对稳定阶段,5月初至8月初为降低阶段,8月初至10初为恢复上升阶段,10月初至11月初为相对稳定较高阶段(图3d),表现为覆草略高于清耕,且与清耕显著高于(P<0.05)白三叶,极显著高于(P<0.01)鸭茅;白三叶显著(P<0.05)高于鸭茅。
苹果树萌芽至落叶期白三叶、鸭茅、清耕和覆草0~40 cm土层土壤水分含量最高值与最低值的差值分别为40.93 mm,46.34 mm、43.35 mm和44.51 mm;40~80 cm土层分别为29.75 mm,38.71 mm、27.42 mm和28.5 mm;80~120 cm土层分别为32.60mm,37.65 mm、27.96 mm和28.76 mm;0~120 cm土层分别为94.76 mm,113.46 mm、83.84 mm和85.19 mm;不同土层中,土层越浅,最高值与最低值的差值越大,说明土壤水分变化越剧烈。不同处理中,鸭茅的差值较大,清耕与覆草较小,说明鸭茅的土壤水分变化剧烈,清耕与覆草的变化缓和。
2.4 生草对果园土壤水分蒸散强度的影响
5月份白三叶和鸭茅的果园蒸散强度较清耕高22.9%和38.93%,较覆草高25.78%和42.19%,均达极显著(P<0.01)差异,且鸭茅较白三叶高13.04%,达显著差异(P<0.05),但清耕与覆草之间无显著差异。6月份白三叶和鸭茅的果园蒸散强度比清耕低13.89%和6.06%,比覆草低16.22%和8.60%,白三叶极显著低于(P<0.01)清耕和覆草,鸭茅显著低于(P<0.05)清耕和覆草;白三叶较鸭茅低8.33%,达显著差异(P<0.05)。随着干旱的持续进行及对牧草刈割,不同处理7月的蒸散强度均低于6月,且不同处理间的差异较5月和6月缩小(图4)。8月份阴雨天及降水较多,不利于果园土壤蒸散,导致不同处理的土壤水分蒸散强度均维持在较低的水平。9月份白三叶和鸭茅的果园蒸散强度比清耕高60.56%和112.68%,较覆草高62.86%和115.71%,均极显著高于(P<0.01)清耕和覆草,且鸭茅较白三叶高32.46%,达到极显著差异(P<0.01),但清耕和覆草之间无显著差异。10月份气温降低,白三叶和鸭茅生长缓慢,消耗的土壤水分少,因而不同处理的蒸散强度基本一致。整个生长季白三叶、鸭茅、清耕和覆草的果园蒸散强度分别为1.94 mm·d-1,2.03mm·d-1,1.80 mm·d-1和1.80 mm·d-1,白三叶较清耕和覆草均高7.78%,达显著差异(P<0.05);鸭茅较清耕和覆草均高12.78%,达极显著差异(P<0.01)。
2015年果树生长期的降水量为386.1 mm,白三叶、鸭茅、清耕和覆草果园土壤水分蒸散量(以0~120 cm土层土壤水分蒸散量计)分别为415.29 mm,433.74 mm、385.09 mm和385.75 mm。苹果树萌芽至落叶期白三叶和鸭茅的果园土壤水分蒸散量较清耕分别高出30.2 mm和48.65 mm,较覆草分别高出29.54 mm和47.99 mm,白三叶和鸭茅分别显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)高于清耕和覆草,但白三叶和鸭茅之间、清耕和覆草之间无显著差异。
图4 不同处理不同月份的蒸散强度Fig.4 Evapotranspiration intensity of different treatments in different months
2.5 生草对苹果树生长及果园水分利用效率的影响
2015年苹果生长前期5月和6月的降水量为常年的30%左右,7月为常年的50%左右,苹果生长前期的干旱造成当年不同处理的果实单果重和产量均极显著低于(P<0.01)往年的果实单果重和产量(表3)。
不同处理的新梢长度、新梢直径、单果重和产量均表现为覆草>清耕>白三叶>鸭茅。白三叶、鸭茅的单果重较清耕分别降低7.19%和13.69%,分别达显著(P<0.05)和极显著差异(P<0.01);较覆草分别降低12.05%和18.22%,均达极显著差异(P<0.01);鸭茅的单果重较白三叶降低7.01%,覆草较清耕提高5.53%,均达显著差异(P<0.05)。白三叶和鸭茅的苹果产量较清耕分别降低14.33%和20.18%,较覆草分别降低21.84%和27.17%,均达极显著(P<0.01)差异。覆草的苹果产量较清耕提高了9.60%,鸭茅的产量较白三叶降低6.82%,均达显著差异(P<0.05)(表3)。
表3 不同处理对苹果树生长的影响Table 3 The effects of different treatments on apple tree growth
注:**表示往年的单果重和产量极显著高于试验年份不同处理的单果重和产量(P<0.01)
Note: ** indicate that the fruit weight and yield of previous years were extremelysignificantly higher than the fruit weight and yieldof different treatmentsintest year at the 0.01 level
不同处理的水分利用效率为鸭茅<白三叶<清耕<覆草(图5)。白三叶和鸭茅的果园土壤水分利用效率比清耕分别降低20.56%和28.99%,比覆草分别降低27.39%和35.10%,白三叶和鸭茅均极显著低于(P<0.01)清耕和覆草。鸭茅的果园土壤水分利用效率较三叶草低果园10.62%,覆草较清耕提高9.42%,均达显著差异(P<0.05)。
图5 不同处理的土壤水分利用效率Fig.5 Soil water use efficiency of different treatments
3 讨论
3.1 不同处理对土壤水分含量的影响
果园土壤水分含量与降水量、果树生长及间作套种的牧草生长等密切相关[47-48]。4月初和5月初白三叶和鸭茅提高了0~10 cm土层土壤水分含量,主要是3月和4月的降水量较多,温度较低,上年牧草的枯枝落叶增加了果园地表覆盖度,减少了地表蒸发,且牧草处于萌芽状态,消耗土壤水分少,因而表层土壤水分含量较高[21-22]。4月初和5月初白三叶和鸭茅0~120 cm土层土壤水分含量略低于清耕,这与渭北旱塬及黄土丘陵沟壑区的研究结果相一致[33-34,43-44,47],说明在降水较多时节陇东旱塬果园种草没有提高果园土壤水分含量。5月份陇东旱塬气温处于快速上升阶段,果树处于开花坐果、新梢快速生长和根系旺盛生长期,牧草也处于快速生长期,果树与牧草生长均需消耗大量的土壤水分,因而6月初白三叶和鸭茅的果园土壤水分含量低于清耕和覆草,这与前人的研究结果一致[36-44]。试验期间5-7月持续干旱,在果树和牧草耗水的共同作用下,造成不同处理不同土层土壤水分含量在5-7月持续降低,并在8月初达到最低值。虽然8-10月的降水量与常年基本相同,不同土层土壤水分含量缓慢上升,但由于白三叶和鸭茅生长需消耗大量的土壤水分,因而果园土壤水分含量仍低于清耕与覆盖,说明陇东旱塬种植牧草不但影响旱季果园土壤水分含量,而且易导致雨季果园土壤水分含量难以恢复,这个结论与一些研究者的不同[2-3,49],这主要是由于试验期间8-10月的降水量虽与常年降水量相同,但仍低于或略接近于果树正常生长的需水量[7, 50],且在此之前果树与牧草生长消耗了大量的土壤水分[49],导致果园土壤水分含量难以正常恢复[41-42],易加剧土壤干燥化的形成,不利于果树健康、持续发展[23-26]。覆草无论是浅层土壤或深层土壤,在果树萌芽至落叶期对土壤水分含量无显著影响,这与一些地区果园覆草的研究结果相一致[28,36-40,43-44],而与覆草可提高果园土壤水分含量的研究结果有些差异[1-4,22-23],这主要是由于试验期间降水较少,土壤水分含量较低,导致覆草的保水作用难以体现。无论是浅层土壤还是深层土壤,鸭茅的土壤水分含量均低于白三叶,这主要是鸭茅的地上、地下部生长量均较大,根系分布较深而覆盖度较低,消耗的土壤水分较多等造成的。
3.2 不同处理对果园土壤蒸散强度的影响
果园生草可改善果园土壤结构,促进降水入渗,提高土壤的保水能力[14-21],但当降水量偏少,果园无灌溉时果园生草存在着与果树争水的问题[33-42],因而有关学者提出降水量低于550 mm以下的雨养果园不宜生草,而应采用覆草[2-3,43-44]。4月陇东高原气温较低,受上年枯枝落叶的影响,白三叶与鸭茅的地表覆盖度高,地表蒸发量小,且果树与牧草处于萌芽期,蒸腾消耗的土壤水分少,因而不同处理的土壤蒸散强度较低且基本一致。5月果树与牧草均生长旺盛,消耗水量大,因而白三叶和鸭茅的土壤蒸散强度高且极显著高于清耕及覆草;5月和6月降水量较少,6月不同处理的土壤水分含量持续降低,因而白三叶和鸭茅的土壤蒸散强度逐渐降低,而清耕和覆草由于前期土壤水分蒸散强度较小,此期土壤水分含量较高,因而6月清耕和覆草的土壤蒸散强度高于白三叶和鸭茅。随着干旱的持续进行,特别是7月降水较常年偏少50%左右,造成不同处理7月的土壤蒸散强度低于5月或6月,且不同处理之间的差异缩小,果园土壤蒸散强度最高时期提早到6月而不是7月[48-52]。8月降水及阴雨天较多,不利于果园土壤蒸散,因而不同处理的土壤水分蒸散强度均维持在较低的水平。随着雨季的结束,8月刈割后的白三叶与鸭茅在9月生长旺盛,消耗较多土壤水分,且白三叶与鸭茅的冠层可截留部分降水[53-55],降低土壤水分含量,因而白三叶与鸭茅9月的土壤蒸散强度高于清耕与覆草。由于鸭茅根系及生长量大且地表覆盖度低,生长消耗的土壤水分多,因而鸭茅的土壤蒸散强度高于白三叶。白三叶和鸭茅的果园土壤水分蒸散量高于降水量,会导致果树吸收、消耗深层土壤水分,易产生土壤干层[7,23-27,56-58],不利于果树健康、持续发展。陇东旱塬果园生草会提高果园土壤蒸散强度,存在着与果树争水的问题[7-8],而覆草对果园土壤蒸散强度无显著影响。
3.3 不同处理对苹果树生长的影响
陇东果园大多为雨养果园,果园土壤水分含量的高低往往决定果园的生产能力[42,49,51,]。试验期间5-7月降水稀少,果园种植白三叶和鸭茅,导致6月初至8月初的土壤水分含量较清耕及覆草进一步降低,影响了幼果膨大、新梢生长和叶幕形成,因而果树新梢生长细弱,单果重变小,产量降低,果园水分利用效率降低,表明陇东旱塬果园生草存在与果树争水问题[23-26,33-42]。虽然覆草对果园土壤水分及土壤蒸散强度无显著影响,但覆草可改善果园土壤环境,促进土壤微生物活动,提高土壤肥力[2-3,20,28],因而覆草促进果树新梢生长,提高苹果单果重及产量,提高果园水分利用效率。
4 结论
干旱年份条件下,陇东旱塬果园种植白三叶和鸭茅与果园清耕和果园覆草相比,不但降低果园0~120 cm土层土壤水分含量,提高果园土壤水分蒸散量,降低果园土壤水分利用效率,而且降低苹果产量及单果重,不利于果树生长。陇东旱塬果园覆草与果园清耕相比虽然没有显著提高果园的土壤水分含量,降低果园土壤水分蒸散量及蒸散强度,但提高了果园水分利用效率,提高了苹果产量及单果重。陇东旱塬果园种植白三叶和鸭茅存在着与果树争水的问题,陇东旱塬果园不宜种草,而应覆草。