商洛市旱作土壤管理对土壤环境及核桃树体生长的影响

2019-11-27谷瑞民

陕西林业科技 2019年5期

谷瑞民

(洛南县退耕还林办公室，陕西洛南 726100)

旱作核桃土壤管理是半干旱半湿润偏旱地区在无灌溉条件下，主要依靠天然降水，采取必要的土壤管理措施，以达到核桃高效丰产的雨养农业技术[1]。商洛市地处秦岭腹地，山高坡陡，耕地以坡地为主，绝大多数耕地无灌溉条件，为典型的雨养农业区。核桃是商洛市的主要经济树种，也是商洛市农村的主导产业之一，虽然商洛市的自然降水量较大，但春季的季节性干旱及伏旱，往往影响核桃树生长。为了促进核桃树的生长，提高核桃产量，2017-2018年在商洛市洛南县石门镇开展不同土壤管理措施对土壤环境及核桃树生长的影响，结果如下。

1 试验地概况

供试核桃园位于洛南县石门镇桥河村，海拔1 050 m，年均降水量610 mm，坡度15°左右，坡向东南，土壤为棕壤土，肥力中等，供试核桃园面积10.5 hm2，株行距为5.0 m×3.0 m，等高、“品”字形定植，树龄7 a，品种为香玲。

2 材料与方法

2.1 试验设计

2017年7月中旬雨季前选取树形、树高、主干粗细、冠幅基本相同的树135株，采取就近原则平均分为5组(1个对照、4个处理，每组27株)，每组为1小区。分别对每组进行不同的土壤管理(处理)——对照、行间地膜覆盖、修反坡梯田、树盘下修蓄水盘、环状改土。

土壤管理具体措施是对照(CK)：行间不整地、维持原有坡度(15°)及树盘下的水平沟(宽0.5 m、高0.3 m)；行间覆盖地膜：在行间中部覆盖宽度为3.0 m的地膜并维持树盘下原有的水平沟；修反坡梯田：反坡长3.5 m，保持树盘下的水平沟；树盘下修蓄水盘：在每棵树的树盘下修1个半径约1.5 m的蓄水盘(鱼鳞坑)；环状改土措施：以树体基部为中心，深翻树盘下半径1.2 m以内的土壤(深度0.3～0.4 m)并维持树盘下的水平沟。2018年春季土壤解冻后(2月中旬)对不同小区进行维护及重新覆盖地膜。

2.2 测定项目及方法

2.2.1 不同处理对土壤环境的影响

(1)土壤温度

每个小区随机选择3株，在树盘正北部距树干1.2 m处埋曲管地温计，2018年3月下旬，4月上、中、下旬，5月上、中、下旬和6月上旬选晴天测定上午10 时30 cm 土层土壤温度。

(2)土壤容重与土壤孔隙度

2018年5月15日和9月15日，在每个小区选3株，在树盘正北部距树干1.2 m处附近，利用环刀采集0～20 cm、20～40 cm土层土壤，并采用烘干法测定土壤含水量并推算土壤容重和土壤总孔隙度。

(3)土壤水分含量

2018年4-7月的每月15日，每个小区随机选择3株，在树盘正北部距树干1.2 m处，以10 cm土层为一层，分层采集0～60 cm土层土壤，烘干法测定土壤质量含水率。

(4)土壤养分

2018年4月15日和9月15日，每个小区随机选择3株，在树盘正东部距树干1.2 m处，以20 cm为一层，用土钻钻取0～40 cm土层土样，组成混合土样经风干、磨细、过筛后测定土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量。土壤碱解氮用碱解扩散法测定，速效磷经NaHCO3浸提，用锑钼抗比色法测定，速效钾经NH4OAc浸提，用火焰光度法测定。

2.2.2 不同处理对核桃树生长的影响

(1)物候期

根据李保国等的方法[2]，2018年3月中旬至5月上旬，每隔3 d于上午10∶00左右观察1次不同处理的萌芽、展叶及雄花、雌花开花状况；8月下旬至9月下旬，每隔3 d观察1次不同处理的果实成熟状况(自然开裂脱落)；10月中旬至11月下旬，每隔3 d观察1次不同处理的落叶期。

(2)雌雄花数量比

2018年4月20日，每个小区随机选择3株、编号、挂牌，调查整树的雄花序和雌花朵量，并计算雌雄比。

(3)坐果率及单株产量

6月中旬在生理落果结束后，调查标记树的坐果数，并计算坐果率。核桃成熟期调查标记树脱去青皮后的自然风干产量。

(7)叶面积

7月下旬每个处理采集30片有代表性、无病虫危害及破损的核桃叶片，用纸样称重法测定采集叶片的叶面积，然后根据采样叶面积在整株树冠中所占比例，估算整株树的叶面积。

(8)枝条生长量、冠幅及树干直径

11月下旬，在核桃落叶期用数显游标卡尺及卷尺测定不同处理外围延长枝的直径(第3叶痕附近)和枝条长度。用卷尺测量树冠南北、东西冠径，以南北、东西冠径的平均值作为树冠冠径。核桃落叶期用数显游标卡尺测定不同处理的树干直径(距地面15 cm)。

2.3 数据处理

试验数据采用SPSS19.0软件进行单因素方差分析，不同处理之间的差异显著性用邓肯氏新复极差检验法进行多重比较。

3 结果与分析

3.1 不同处理对核桃园土壤环境的影响

3.1.1 土壤温度地膜的透光率高，地膜覆盖后白天太阳光能直接透过地膜照到地面，把光能转化为热能，由于地膜上凝结的露珠阻隔长波通过，因而造成地面升温；且地膜覆盖后贮存的热能由于乱流或平流向下层土壤输送，因而地膜下各土层的土壤温度高于露地。夜间地膜覆盖贮存的热量不断地输送给膜内的地面，因而减缓了地膜覆盖地面温度的下降速度，同时由于夜间的低温，会使土壤中的水汽沿着膜面大量凝结，又释放出一部分凝结热，因而夜间膜内地面温度和各层土壤温度高于露地。表1结果表明，地膜覆盖前期增温效果较大。5月中旬之后，因树体叶面增大遮阴及地膜表层土壤、杂草遮盖，地膜覆盖具有一定的降温作用，可显著促进核桃树的生长[3]。反坡梯田、蓄水盘及环状改土对土壤温度的影响较小，与对照处于同一水平，差异不显著。

表1 不同处理地表下30 cm处土壤温度单位：℃

注：表中同列不同小写字母表示不同处理间存在显著差异(p<0.05)，下同。

3.1.2 土壤水分由表2可知，各处理与对照相比，不同处理均可汇集较多的降水，从而不同程度地提高了土壤水分含量，尤其在5月中旬后气温大幅回升条件下，较对照显著(p<0.05)提高了土壤水分，其中地膜覆盖极显著(p<0.01)高于对照，这与前人的研究结果一致[4]。6月中旬降水较少，核桃园的土壤水分含量普遍降低，但地膜覆盖仍具有一定的保墒效果。7月中旬降水量较大，受地膜覆盖及反坡梯田、蓄水盘集流的影响，不同处理的保墒作用较6月上旬有所增强，均极显著(p<0.01)高于对照。

表2 不同处理下的0～60 cm层土壤水分含量单位：%

3.1.3 土壤养分表3显示，地膜覆盖及修筑反坡梯田、环状改土均可改变土壤通透状况，促进土壤微生物活动，分解被土壤固定的N、P、K等营养元素，使之变成为树体可吸收的离子形态，提高土壤速效养分含量[5]，不同处理中，地膜覆盖的效果最佳，其次为环状改土和反坡梯田，但蓄水盘对土壤速效养分未产生显著影响，这可能与蓄水盘局部积水较多，影响土壤微生物活动有关。

表3 不同处理下的0～40 cm层土壤养分含量单位：mg·kg-1

3.1.4 土壤容重及土壤孔隙度地膜覆盖减少了风吹雨淋及人工践踏，使土壤保持疏松状，土壤容重稍有降低，土壤总空隙度稍有增加，但与对照处于同一水平，无显著差异；修筑反坡梯田、环状改土和蓄水盘，均扰动了土壤，降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度，其中环状改土和蓄水盘的土壤容重显著低于对照，土壤总孔隙度显著高于对照(表4)，修筑反坡梯田对土壤容重及土壤总孔隙度未产生显著影响，可能与采样点选择有密切相关。随着季节变化及雨滴的不断溅击，不同处理的土壤容重逐渐变大，土壤孔隙度逐渐变小，这符合正常的土壤疏松度变化规律[6]。

表4 不同处理的土壤容重及总孔隙度

3.2 不同处理对核桃树生长的影响

3.2.1 物候期从表5可见，与对照相比，地膜覆盖、反坡梯田、修蓄水盘、环状改土4个处理，萌芽期分别提前8 d、7 d、3 d、4 d，展叶期分别提前6 d、5 d、3 d、4 d，雄花始花期分别提前5 d、4 d、2 d、3 d，雌花始花期分别提前5 d、4 d、2 d、3 d，果实成熟期地膜覆盖与反坡梯田均延迟2 d，修蓄水盘与环状改土延迟4 d和3 d；落叶期地膜覆盖与蓄水盘延迟5 d左右，反坡梯田与环状改土延迟2 d；总体来看，不同处理均延长了核桃的生长发育期，有利于核桃树体积累更多的营养物质和生长发育，提高核桃产量。

表5 不同处理的核桃物候期单位：日/月

3.2.2 树体生长从表6可以看出，无论是地膜覆盖、反坡梯田还是修蓄水盘、环状改土，在促进枝条生长、增加单株叶面积、扩大树体冠幅及促进主干生长方面，均显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)高于对照，其中地膜覆盖的效果最优，有效促进了核桃树体的营养生长，扩大了树体骨架，为丰产打好了基础。

表6 不同土壤管理方式下核桃生长情况

3.3 不同土壤管理对核桃雌雄花比例、坐果率及产量的影响

3.2.3 雌雄比及产量从表7看，4种土壤处理措施下的核桃树雌花朵量都显著高于对照，雄花序除修蓄水盘与对照差异不显著外，其他3个处理都显著低于对照，而蓄水盘的雌花朵量显著(p<0.05)高于对照，雄花序则与对照处于同一水平；不同处理的雌雄比均显著(p<0.05)高于对照，其中地膜覆盖的效果最为显著。不同处理的坐果率及单株产量均极显著(p<0.05)高于对照，其中地膜覆盖的效果最优，蓄水盘的效果较差。不同旱作农业土壤管理措施改良了土壤结构，提高了土壤水分及土壤速效养分含量，为花芽分化、果实生长及树体生长提供了良好的土壤环境，促进了树体花芽分化，提高了坐果率及产量[7]。