起垄覆盖栽培对旱地苹果园土壤水分的影响

郭 伟

（山西运城农业职业技术学院，山西 运城 044000）

我国苹果产业发展呈现“西移北扩”的趋势，逐渐由产地优势向产业优势转型、由数量扩张型向质量效益型转变。全国近80%的苹果种植面积、产量，大部分加工企业和出口企业，都集中在西北黄土高原和环渤海地区，成为苹果产业重点建设目标和优势产业区[1]。西北黄土高原具有适宜苹果生长的自然条件，生产的苹果色艳质佳，深受消费者青睐。但该地区干旱少雨、年降雨分布不均，对苹果的产量和品质也造成一定影响。针对这一问题，免耕、生草和地面覆盖等田间管理措施的研究为解决这一问题提供理论依据[2~4]。而起垄栽培技术以往主要用于冷凉地区块根块茎类作物栽培，还有一些不耐涝经济作物(如葡萄、桃树、李、樱桃等)栽培。现在起垄栽培技术在干旱地区也有推广，但相关研究较少，本文通过研究旱地果园起垄覆盖栽培方式对土壤水分的影响，为干旱雨养果园水分管理提供一些理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于米脂县石沟镇党塔村山地果园科技示范园(109°57′20″E，38°08′32″N)，地形主要为台地，局部为坡地，平均海拔1 049 m。土壤为黄绵土，土质疏松，贫瘠。主栽品种为‘红富士’，授粉品种为‘嘎拉’‘秦冠’。

根据试验园地形地貌，利用小型气象站的降雨数据及试验区安置的雨量筒测定的数据，绘制试验期内果园全年的自然降雨量分布图(图1)。

图1 2016年试验区降雨量

1.2 试验设计

在果园选取树势基本一致、管理措施相同、无病虫害的6年生‘红富士’苹果树为试材，设起垄覆膜垄沟覆草(L~M)、常规管理(对照)两种管理措施，每处理重复3次。两个处理间隔1行树，3次重复间隔1株树。起垄覆膜垄沟覆草是以果树主干为中心，沿行向在树干两侧各起中间高两边低、宽100 cm的拱形垄，垄上沿行向覆盖宽120 cm、厚0.01 mm的黑色地膜，垄两侧沟内覆盖15 cm厚的碎玉米秸秆；常规管理是树盘裸露，开沟施肥，定期除草。

1.3 土壤水分测定与数据处理

于4—10月的中上旬，起垄在垄沟内、对照距树干100 cm挖200 cm深，每20 cm土层取1个土样；在10月最后1次采样时，沿行向向外分别在距树干120、140、160、180、200 cm处挖100 cm深，每10 cm土层取1个土样。用烘干法测土壤含水量。

(1)105℃烘干法测定土壤含水率的计算公式

θm=(W1~W2)/W2×100(θm为土壤质量含水率，%；W1为湿土重量，g；W2为干土重量，g)

(2)土壤贮水量计算公式

SWS=Σ(0.1·θmi·Vi·Hi)(SWS:土壤贮水量；θm为质量含水量；V为土壤容重；H为土层深度；i为土壤层)

用Microsoft Excel 2007软件处理试验数据并绘制图表；用SPSS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 起垄覆盖栽培对果园土壤剖面水分含量变化的影响

由降雨量分布图(图1)可知，试验园区2016年果树生长期内，4—10月的降雨量主要集中在6、7月(降雨量125.7 mm)，8、9月降雨较少(只有45.9mm)，全年降雨量271.3 mm。

图2是不同时期起垄覆盖栽培处理与对照0~200 cm土层范围内的土壤水分含量变化。由于受年降雨量分布不均、田间蒸发等因素影响，不同时期不同处理的土壤水分含量垂直变化明显。5月，不同处理的土壤水分含量垂直变化趋势基本一致，上层土壤水分含量比底层低。0~200 cm土层中起垄覆盖处理的土壤水分含量略均高于对照，较对照高0.43%~1.87%。但上层差异较大，0~100 cm土层，起垄覆盖处理较对照高较对照提高0.52%~1.87%，其中60~80 cm土层起垄覆盖处理的土壤水分含量为10.81%，较对照提高1.87%。7月，0~200 cm土层起垄覆盖处理的土壤水分含量总体上高于对照，较对照提高-0.02%~2.74%。由于7月降雨较多，表层土壤水分含量有所增加，不同处理间差异比较显著。0~100 cm土层，起垄覆盖栽培处理的土壤水分含量较对照提高1.04%~2.74%，其中20~40 cm土层两处理的土壤水分含量分别是14.35%和11.61%，起垄覆盖处理显著高于对照(p＜0.05)；100~200 cm土层中几乎较大。0~100 cm土层，起垄覆盖处理的土壤水分含量较对照提高0.31%~2.11%，其中20~40 cm不同处理的土壤水分含量分别为13.46%、11.35%；100~200 cm土层中两处理的土壤水分含量差异不大。10月，0~200 cm土层，没有差异。9、10月，果树生长需水量降低，蒸发量减少，表层土壤水分含量变幅较大。9月，0~200 cm土层，起垄覆盖处理的土壤水分含量较对照提高0.10%~2.11%，同样是上层土壤不同处理的土壤水分含量差异起垄覆盖处理的土壤水分含量总体上高于对照，较对照高-0.95%~2.27%。由于蒸发量减少，上层土壤的水分含量高，0~100 cm土层，起垄覆盖处理较对照高1.11%~2.27%，其中60~100 cm土层较对照提高2.07%~2.27%，差异显著(p＜0.05)；100~200 cm土层两个处理的土壤水分含量差异不大。上述结果表明，起垄覆盖栽培在旱季可以提高0~40 cm土层土壤水分含量，雨季后可以提高较深层次土壤的水分含量，尤其是60~100 cm土层。

图2 不同处理对土壤含水量的影响

2.2 起垄覆盖栽培对土壤水分水平分布的影响

如图3所示，果树生育后期(果实采收后)起垄覆盖处理与对照的土壤水平方向向外各土层的土壤水分含量变化趋势一致，在距树干100~200 cm范围内沿树冠向外的土壤水分含量逐渐增大，起垄覆盖处理的0~80 cm土层土壤水平方向不同距离的土壤水分含量较对照有所提高。0~40 cm土层水平方向向外，起垄覆盖处理的土壤水分含量较对照增加0.80%~1.68%(起垄覆盖处理为13.77%、13.98%、14.33%、14.75%、15.12%、15.35%，对照处理为12.09%、12.34%、12.81%、13.57%、14.11%、14.55%)；40~80 cm土层水平方向向外，起垄覆盖处理的土壤水分含量较对照提高0.52%~2.10%(起垄 覆 盖 处 理 为12.08%、12.31%、12.57%、12.72%、13.11%、13.24%，对照处理为9.98%、10.48%、10.93%、11.53%、12.13%、12.72%)。土壤水分含量在水平方向的变化，受地理环境、降雨、植被发育状态、土壤构造等多种因素的影响[5]，主要由于苹果树吸水根以横向0~90 cm、垂向0~120 cm为主要分布区，且更为集中于40~60 cm土层内，距离树干60 cm处的根系分布最多，即距离树干越近，根系吸水能力越强[6]。张义等(2010)、李小英等(2014)的研究结果表明，由于距树干距离越近，果树的根系越发达且密集，对土壤水分的消耗也越大，土壤水分含量也就越低[7]。本试验结果与郑利剑、张义、李小英等的研究结果一致。

图3 果树生育后期不同处理距树干不同距离的土壤水分含量

2.3 起垄覆盖栽培对土壤贮水量变化的影响

图4为4—10月不同处理0~200 cm土壤贮水量(mm)的动态变化。4—5月降雨稀少，土壤贮水量略有下降；6月开始降雨增多，土壤贮水量逐渐升高，到7月土壤贮水量达到这一年最高，起垄覆盖与对照分别为359.9、321.0 mm；7、8月，果树需水量增大，且蒸发量加大，土壤贮水量有所回落；9、10月，土壤水分含量又开始回升。起垄覆盖与对照，4—10月0~200 cm土层平均土壤贮水量分别为297.6、274.9 mm，起垄覆盖处理 的土壤贮水量较对照提高8.3%。由此可知，该地区果园采用起垄覆盖处理可以改善0~200 cm土层内的土壤贮水量。

图4 不同处理0~200 cm土层土壤贮水量的变化

3 结论

起垄栽培技术可以将树体截留的部分降雨聚集在果树根区，调节土壤水分含量变化；同时采取一定的覆盖措施可以减少地表蒸发。本试验结果表明，该地区果园起垄覆盖栽培技术可以一定程度调节0~80 cm土层土壤水分含量的变化。干旱季节(5月)起垄覆盖可以减少地表蒸发，0~100 cm土层土壤水分含量较对照提高0.52%~1.87%；降雨季节(7、9月)0~100 cm土层范围内起垄覆盖处理的土壤水分含量可以提高0.31%~2.74%；10月，起垄覆盖处理的0~100 cm土层土壤水分含量提高1.11%~2.27%，其中60~100 cm提高2.07%~2.27%，说明该时段起垄覆盖技术可以促进水分向较深土层移动，有效改善土壤水分纵深分布。不同处理的0~80 cm土层中沿树冠向外100 cm范围土壤水分含量逐渐升高，起垄覆盖处理较对照提高0.52%~2.10%，可能是树冠截留的原因，越靠近树冠的区域增加量越大。从土壤贮水量来看，起垄覆盖处理4—10月0~200 cm土层土壤贮水量较对照提高8.3%。所以，在该地区果园采用起垄覆盖栽培技术可以提高土壤水分含量，有一定推广意义。