不同覆盖方式对旱作苹果园土壤水分及产量的影响

（山西省果业工作总站，山西太原 030001）

山西省是以旱作农业为主的省份，年平均降雨量500 mm 左右，且时空分布不均，冬春季干旱，降雨多集中在7～9 月。据不完全统计，全省没有灌溉条件或灌溉能力不足的果园面积超过40 万hm2，约占全省果园总面积的70%。可见，干旱已成为制约山西省水果优质高效生产与可持续发展的主要瓶颈。

节水灌溉是根据果树生长规律，在果树需水的情况进行灌溉的高效利用，实现果园收益的增加[1]。目前山西省约10%的果园采取了喷灌、滴灌等节水措施，既可以增加土壤水分，又可以提高空气湿度，对果实着色和早春防晚霜具有显著功效，但由于立地条件、经济状况等原因使这几种节水灌溉技术仅在小范围应用[2]。鉴于此，在大宁县太德乡苹果园开展了起垄覆膜集雨保墒技术、生物覆盖技术、地布覆盖技术三种旱作果园节水措施比较试验，以探索抑制果园土壤水分蒸发、增强果树蓄水保墒能力的种植模式。

1 材料与方法

1.1 园地概况

大宁县位于东经110°27′55"～111°0′40"、北纬36°16′40"～36°36′25"，海拔480～1 200 m，年均气温11 ℃，平均年降水量464.6 mm，无霜期212 d，年均日照时数2 432.2 h，土壤类型为壤土。该园区为乔化红富士苹果，砧木为八棱海棠，面积为0.33 hm2，树龄7 年，株行距4 m×5 m，树体生长健壮，无病虫害。

1.2 研究方法

2018 年3 月开始，将0.24 hm2苹果园作为试验区，按南北行分成面积相等的四个区域分别进行节水措施处理。

处理1：起垄覆膜，沿果树行向开沟施肥后回填，以树干为中线沿行向树盘起垄，垄高10～15 cm，在树盘垄面两边覆盖厚度为0.007～0.012 mm、宽度为1～1.2 m的黑色地膜，膜两边用土压实，覆盖面积0.06 hm2。

处理2：生物覆盖，沿果树行向开沟施肥后回填，待春末夏初土温、气温回升，高温来临前，将玉米秸秆切成10 cm 长覆盖在果树行间，厚度15 cm，覆盖面积0.06 hm2。

处理3：地布覆盖，沿果树行向开沟施肥后，回填到低于地面5 cm 左右，树干两侧施肥沟覆盖1.0～1.5 m 宽的黑色园艺地布，地布要拉直绷紧铺展，边缘用土压住，两侧畦面的地布中间重叠3～5 cm，用“U”型铁钉或铁丝连接，覆盖面积0.06 hm2。

处理4：对照区，开沟施肥后回填，每年耕翻3 次，深度15 cm，保持行间土壤疏松、无杂草，面积0.06 hm2。

各处理区域的花果管理、病虫害综合防治、整形修剪等管理措施与对照区相同。

1.3 测量指标与方法

1.3.1 土壤含水量

用常规土钻法取样，在苹果物候期对每个处理和对照的0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 三个土层各取样三次，用烘干称质量法测定土壤含水量。土壤含水量W的计算公式见式（1），全年共测定5 次。

式中，SW为原土质量，g；Sd为烘干土质量，g。

1.3.2 土壤有机质含量

用重铬酸钾容量法测定土壤有机质[3]，以有机质占干土质量的百分数表示。

1.3.3 苹果产量、品质及新梢生长量

果实采收期，每个处理和对照各随机抽取10 棵树，每株树随机采收5 个苹果，调查果实品质和产量。测定每株实际产量，计算单株平均产量，折算出每667 m2的产量。每株随机取15 个苹果称质量，计算平均单果质量。在每株树冠中上部随机采摘10 个苹果，测量果实纵径和横径，计算果形指数。果形指数的计算公式见式（2）。

生长季后，每个处理和对照各选取5 株具有代表性的苹果树，在1.4～1.6 m 高度处随机测定每株东、西、南、北、中5 个方位春梢和秋梢的长度，求平均值；统计单株总枝数和长中短果枝数，计算长中短果枝比例。

2 结果与分析

2.1 不同处理对不同土层土壤含水量的影响

从表1（见下页）可以看出，0～20 cm 土层的土壤含水量在各个物候期明显高于对照区，尤其是春季萌芽期和花期，且以起垄覆膜处理最好，萌芽期、花期土壤含水量分别比对照高23.2%和77.3%；20～40 cm 土壤含水量在春季与0～20cm 土壤情况类似，但是进入着色期后，生物覆盖处理的土壤含水量最高，说明生物覆盖不仅能抑制表面蒸发，影响表层土壤含水量，还能显著影响果树根系分布层的土壤含水量。40～60cm 土层较大，受外界因素影响较小，各处理的差异变化不大，土壤含水量的变化较小。

表1 不同物侯期各处理的土壤含水量（%）Table 1 Soil moisture content of different treatments in different times(%)

从苹果生长的各物候期总体来看，在0～20、20～40、40～60 cm 三个不同土层中，各处理的土壤含水量均显著高于对照，尤其是0～20 cm 的土壤含水量比20～40 cm 土层的增加明显，由于春季干旱是大宁县苹果产业发展的主要限制因素，起垄覆膜能最大限度地提高春季土壤含水量，缓解春季干旱胁迫。

2.2 不同处理对苹果树生长的影响

表2 不同处理对苹果树生长的影响Table 2 Effects of different treatments on the growth of apple trees

新梢生长量是反映树势强弱的指标之一[4]，不同处理对苹果树生长的影响见表2。由表可知，不同覆盖措施下春、秋梢生长量大小均为生物覆盖＞起垄覆膜＞地布覆盖＞对照；覆盖处理中以结果为主的中短果枝比例比对照明显增加，起垄覆膜、生物覆盖、地布覆盖中短果枝分别为90.4%、85.5%、86.8%，比对照增加了20%、15.1%、16.4%，枝组趋于合理。

2.3 不同处理对土壤有机质含量的影响

不同处理对土壤有机质含量的影响见表3。由表可知，三种覆盖方式0～60 cm 土壤中有机质含量均比对照高，这与谢永生等[5]、茹慧玲等[6]的研究结果基本一致，但以生物覆盖最高，在0～20、20～40 cm 土壤中各处理对有机质增加效果高低顺序依次为生物覆盖＞地布覆盖＞起垄覆膜＞对照，在0～20 cm 表层土壤中生物覆盖能够有效提高土壤有机质含量，比对照提高了51%；在40～60 cm 土层中三种节水处理均提高了有机质含量但差异不明显。总体来说，三种覆盖处理均能提高果园浅土层的有机质含量，这与张超等[7]的研究结果一致，可见覆盖能改善土壤理化性质。

2.4 不同处理对苹果产量的影响

不同处理对苹果产量的影响见表4。由表4 可知，生物覆盖处理平均单果质量、每667 m2产量果形指数分别比对照增加30%、55.8%、15.3%；起垄覆膜分别比对照增加了13.5%、52.2%、18%；园艺地布覆盖分别比对照增加了10.8%、46.8%、20.8%。这说明不同覆盖措施下苹果树的水分利用率均明显高于对照，果实的单果质量也高于对照，这与周江涛等[8]的研究结果一致，可见土壤水分是增加苹果产量的重要因素。

表4 不同处理对苹果产量指标的影响Table 4 Effect of different treatments on apple yield index

3 结论

试验结果表明，起垄覆膜集雨保墒技术、生物覆盖及地布覆盖三种处理措施均能抑制土壤水分蒸发，提高集雨和保墒抗旱能力，有效解决果园冬春季干旱、秋季多雨的实际问题，提高水分利用率。其中起垄覆膜集雨保墒技术能最大限度提高春季土壤含水量，苹果萌芽、开花期、土壤含水量分别比对照高23.2%和77.3%，有效缓解了春季干旱胁迫，中短果枝结果比例比对照增加了20%，每667 m2产量提高52%；生物覆盖能够改善土壤有机质含量，提高果实品质；园艺地布覆盖对果形指数增加明显，比对照增加20.8%。总之，起垄覆膜集雨保墒技术能有效集雨保墒、节约养分，消除干旱少雨给果树生产造成的不良影响，是干旱、半干旱果园较为理想的土壤管理措施，应因地制宜在果树栽培中推广。