隴東旱塬果園生草對土壤水分及蘋果樹生長的影響

白崗栓， 鄭鎖林， 鄒超煜， 杜社妮*

(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所，陜西 楊凌 712100； 2. 慶陽林業(yè)學(xué)校，甘肅 慶陽 745000； 3. 深圳市鐵漢生態(tài)環(huán)境股份有限公司，廣東 深圳518040)

隴東旱塬位于黃土高原中部，海拔1 300 m左右，土層200 m左右，光照充足、晝夜溫差大，是甘肅省優(yōu)質(zhì)蘋果(Malusdomestica)生產(chǎn)基地[1-6]。隴東旱塬土壤有機(jī)質(zhì)貧乏，年降水量在550 mm左右且年際分配不均，春夏之際易干旱，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)毓麡I(yè)的發(fā)展[7-8]。果園管理可降低生產(chǎn)成本，提高果園產(chǎn)出[9]。果園生草是歐美及日本等發(fā)達(dá)國家果園土壤管理中普遍采用的管理模式[10-13]。果園生草不但可促進(jìn)降水入滲，提高土壤保水能力，提高土壤有機(jī)質(zhì)，而且可防止水土流失，減少環(huán)境污染，改善果園土壤環(huán)境，促進(jìn)果業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展[14-21]。歐美等發(fā)達(dá)國家果園有良好的刈割機(jī)械和滴灌或噴灌系統(tǒng)，土壤水分及養(yǎng)分可及時補(bǔ)給，牧草生長可有效管控，果園生草不存在與果樹爭水爭肥的問題[21-22]。黃土高原大多為雨養(yǎng)果園，而果樹為多年生作物，隨著果樹的生長，土壤水分蒸散量不斷增大，易出現(xiàn)土壤干層，不利于果樹健康、持續(xù)發(fā)展[7,23-27]。果園清耕為黃土高原果園土壤管理的主要方式，但清耕果園的地面蒸發(fā)量大且易降低果園土壤有機(jī)質(zhì)。為了改善果園土壤環(huán)境，提高果園土壤有機(jī)質(zhì)及果園土壤水分，黃土高原積極開展果園生草及果園覆草[28-32]，但雨養(yǎng)果園存在著與果樹爭水及爭肥的問題[33-40]，且國外也有相似報道[41-42]。高茂盛等、李會科等提出渭北黃土高原年降水量低于550 mm以下的雨養(yǎng)果園不宜生草[43-45]。隴東旱塬蘋果發(fā)展較晚且降水量低于渭北黃土高原，果園生草是否存在著與果樹爭水的問題卻無定論，不利于果園土壤管理。本研究以果園清耕和覆草為對照，探討隴東旱塬果園生草對土壤水分及蘋果樹生長的影響，以期為隴東旱塬果園土壤管理提供指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2014—2015年在甘肅省慶陽市西峰區(qū)什社鄉(xiāng)進(jìn)行，該園位于黃土高原中部的隴東旱塬，北緯35°39'，東經(jīng)107°52'，海拔1 300 m，多年平均降雨量527.9 mm，蘋果樹萌芽至落葉期(4-10月)的降水量為503.3 mm，年均氣溫9.2℃，無霜期170 d。試驗園土壤為黑壚土，耕層土壤有機(jī)質(zhì)10.44 g·kg-1，全氮3.70 g·kg-1，堿解氮68.98 mg·kg-1，全磷0.22 g·kg-1，速效磷38.98 mg·kg-1，全鉀7.40 g·kg-1，速效鉀214.62 mg·kg-1，pH值7.8，容重1.38 g·cm-3，田間持水量21.75%，凋萎系數(shù)7.6%。0～120 cm土層土壤田間持水量平均為21.17%，土壤容重平均為1.39 g·cm-3。

1.2 試驗材料

供試蘋果樹定植于2004年春季，行距4.0 m，株距3.0 m，主栽品種為紅富士，授粉品種為秦冠，砧木為新疆野蘋果(Malussieversii)，樹形為細(xì)長紡錘形，處于盛果期。2014年元月冬季修剪前樹高為4.0 m左右，干徑為8.0 cm左右，冠徑3.6 m，外圍延長枝長25.0 cm左右，單株產(chǎn)量為40.0 kg左右，全園產(chǎn)量為33 000 kg·hm-2，處于盛果期。試驗前果園土壤管理一直為清耕，未進(jìn)行生草或覆草。

1.3 試驗設(shè)計與測定

1.3.1試驗設(shè)計 試驗設(shè)4個處理，2014年7月初以果園清耕和覆草為對照，分別在果園行間種植白三葉(Trifoliumrepens)和鴨茅(Dactylisglomerata)。清耕是試驗期間果樹行間及樹盤下的雜草均及時鋤除。覆草是在果樹行間進(jìn)行麥草覆蓋，覆草帶長90.0 m，寬2.4 m，邊緣距樹干0. 80 m，覆蓋量2.0 kg·m-2，厚度約10.0 cm(麥草上覆蓋少量土塊，以防被風(fēng)吹走或被火點燃)；2015年7月初在原覆草的基礎(chǔ)上再覆蓋麥草1.0 kg·m-2(新覆蓋厚度約5.0 cm)，樹盤下的雜草及時鋤除。果園生草是在果樹行間種植白三葉或鴨茅，白三葉和鴨茅的草帶長均為90.0 m，寬為2.4m，邊緣均距樹干0.80 m。白三葉和鴨茅播種量均為15 kg·hm-2，均采用條播，行距均為30 cm，每條草帶均種植9行白三葉或鴨茅，樹盤下的雜草均及時鋤除。在試驗布設(shè)中，相鄰行間種植同一牧草或覆草或清耕，相鄰的兩條草帶或覆草帶或清耕帶與其中間的一行蘋果樹組成一個小區(qū)，試驗重復(fù)3次。2014年秋季果樹落葉期(10月底)將種植的牧草進(jìn)行刈割并覆蓋于牧草帶間的樹盤下。2015年分別在6月下旬、8月下旬和10月底對牧草進(jìn)行刈割并覆蓋于牧草帶間的樹盤下。

1.3.2試驗監(jiān)測 試驗園旁空地設(shè)有小氣候觀測儀，測定蘋果樹萌芽至落葉期(4-11月)的降水量。

2015年蘋果樹萌芽至落葉期(4-11月)，每月首日以10 cm土層為一層，分層采取0～120 cm土層土壤，烘干法測定土壤含水率(w/%)，然后根據(jù)土層厚度、土壤容重?fù)Q算成土壤水層厚度(Wh/mm)[46-47]。

(1)

式中W為土壤質(zhì)量含水率，單位是%；Sw為濕土質(zhì)量，單位是g；Sd為干土質(zhì)量，單位是g。

WH=10·Hs·W·d

(2)

式中Wh為土壤水分含量(水層厚度)，單位是mm；Hs為土層深度，單位是cm；d為土壤容重，單位是g·cm-3。

0～120 cm土層土壤水含量為0～10 cm、10～20 cm、……、110～120 cm土層土壤水分含量之和。

試驗園土層深厚，土壤質(zhì)地均一，無地下水補(bǔ)給及滲漏；試驗園地面平坦，無地表徑流及水分的水平運移；試驗園為雨養(yǎng)果園，無灌溉條件，因而不同處理不同生長階段的土壤水分蒸散量計算公式為：

ET=P+Wh1-Wh2

(3)

式中ET為某一生長階段的耗水量，單位是mm；P為果樹某一生長階段間的降水量，單位是mm；Wh1為果樹某一生長期前期的土壤水分，單位是mm；Wh2為果樹某一生長期后期的土壤水分，單位是mm。

果園土壤水分蒸散強(qiáng)度為某一生長階段果園土壤水分蒸散量與所通過天數(shù)的比值。

Ei=ET/Δd

(4)

式中Ei為不同生長期間的土壤水分蒸散強(qiáng)度，單位是mm·d-1；Δd為不同生長期間的間隔天數(shù)，單位是d。

2014年蘋果落葉期(10月底)牧草刈割前在每條草帶中隨機(jī)選擇3個樣點，以1.0 m2為單位，常規(guī)方法測定白三葉和鴨茅地上部生物量和根系生物量(均為干生物量)。2015年6月下旬、8月下旬和10底對牧草進(jìn)行刈割，每次刈割前目測法測定牧草的覆蓋度，常規(guī)方法測定牧草高度及地上部生物量，10月底刈割前常規(guī)方法調(diào)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為6月、8月和10月3次測定量的和。

2015年果實采收期在不同小區(qū)隨機(jī)選擇5株蘋果樹，在樹冠外圍隨機(jī)采集15個果實，測定單果重，同時測定單株蘋果產(chǎn)量(包含采樣果實)并折合為單位面積蘋果產(chǎn)量；通過詢問園主，調(diào)查2011-2014年果園清耕期間的平均單果重及產(chǎn)量，作為往年的單果重及產(chǎn)量。在慶陽市氣象局西峰農(nóng)業(yè)氣象試驗站查詢1978-2014年4-10月各月平均降水量，作為常年降水量。2015年落葉期測定不同處理的樹冠高度、樹冠直徑、樹冠外圍延長枝新梢長度及新梢直徑。

果園土壤水分利用效率為不同處理單位面積蘋果產(chǎn)量與其蘋果樹生長期間果園土壤水分蒸散量的比值。

WUE=Y/Et

(5)

式中WUE為果園土壤水分利用效率，單位是kg·mm-1·hm-2；Y為蘋果產(chǎn)量，單位是kg·hm-2；Et為蘋果生長期間的土壤水分蒸散量，單位是mm。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010制作圖表，SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析；若差異顯著，則采用Duncan多重比較進(jìn)行檢驗。對于白三葉與鴨茅的生長狀況，用2個樣本的平均數(shù)進(jìn)行student test檢驗，檢驗白三葉與鴨茅之間的差異。

為準(zhǔn)確分析試驗數(shù)據(jù)，土壤水分圖中插入了土壤萎蔫水分含量(7.6%)和果園土壤最適水分含量(田間持水量的75%)。

2 結(jié)果與分析

2.1 果樹生長期間的降水量

2015年果樹萌芽至落葉期(4-10月)的降水量為386.1 mm，較常年503.3 mm少23.29%，為偏旱年，其中5月和6月較常年偏少30%左右，7月較常年偏少50%左右，而4月則較常年多112.7%(圖1)。果樹生長前期5—7月降水量偏少，不利于果樹開花坐果和新梢生長。

圖1 蘋果樹生長期間的降水量Fig.1 The precpitation during growth period of apple tree

2.2 牧草生長狀況

無論是2014年還是2015年，鴨茅地上部生物量、根系生物量和總生物量均極顯著高于(P<0.01)白三葉(表1)，2015年的株高和根系分布深度也均極顯著高于(P<0.01)白三葉，但2015年的覆蓋度卻極顯著低于(P<0.01)白三葉(表2)。

2.3 生草對果園土壤水分含量的影響

2.3.1生草對不同月份果園土壤水分含量的影響 2015年3-4月降水較多，不同處理4月初和5月初的土壤水分含量較高(圖2a，2b)，0～120 cm土層土壤水分含量表現(xiàn)為覆草>清耕>白三葉>鴨茅，均略高于果樹最適宜的土壤水分含量(田間持水量的75%)，但清耕0～10 cm土層土壤水分含量卻低于覆草、白三葉和鴨茅果園。不同處理不同土層之間無顯著差異。

表1 2014-2015年白三葉與鴨茅的生物量Table 1 Biomass of white clover and orchardgrass from 2014 to 2015

注：表中同列不同小寫和大寫字母分別表示處理間存在顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)差異；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年白三葉與鴨茅的覆蓋度、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月降水較少，不同處理6月初至8月初0～120 cm 土層土壤水分含量均低于果樹最適宜土壤水分含量，其中8月初的果園土壤水分含量最低，其次是7月初，表現(xiàn)為覆草>清耕>白三葉>鴨茅(圖2 c，2d，2e)。6月初覆草和清耕0～120 cm 土層土壤水分含量顯著高于(P<0.05)白三葉，極顯著高于(P<0.01)鴨茅，白三葉顯著高于(P<0.05)鴨茅，而清耕與覆草無顯著差異。7月初覆草、清耕和白三葉0～120 cm 土層土壤水分含量極顯著高于(P<0.01)鴨茅，但三葉草、清耕和覆草三者之間無顯著差異。8月初不同處理0～120 cm 土層土壤水分含量表現(xiàn)為覆草和清耕極顯著高于(P<0.01)鴨茅并顯著高于(P<0.05)白三葉，白三葉極顯著高于(P<0.01)鴨茅，但清耕與覆草之間無顯著差異，說明隨著干旱的加劇，生草會進(jìn)一步消耗土壤水分，且覆草在持續(xù)干旱的狀況下保水作用較弱；8月初鴨茅0～10 cm土層土壤水分含量已接近萎蔫水分含量，不利于蘋果樹生長。

圖2 不同處理不同月份的土壤水分Fig.2 Soil moisture of different treatments in different months

8-10月降水量與常年持平，9月初至11月初果園土壤水分含量處于緩慢恢復(fù)階段(圖2f，2g，2h)。9月初覆草0～30 cm土層和清耕0～20 cm土層土壤水分含量已高于果樹最適宜土壤水分含量，但不同處理之間仍表現(xiàn)為覆草>清耕>白三葉>鴨茅，其中覆草與清耕顯著高于(P<0.05)白三葉，極顯著高于(P<0.01)鴨茅，白三葉和鴨茅之間無顯著差異，覆草與清耕之間無顯著差異。10月初覆草與清耕0～80 cm土層、白三葉0～30 cm土層和鴨茅0～20 cm土層土壤水分含量均高于果樹最適宜土壤水分含量，但不同處理仍表現(xiàn)為覆草和清耕極顯著高于(P<0.01)白三葉和鴨茅，白三葉顯著高于(P<0.05)鴨茅，覆草略高于清耕。11月初覆草和清耕0～120 cm土層土壤水分含量均高于果樹最適宜土壤水分含量，而鴨茅和白三葉僅0～10 cm土層和0～30 cm土層土壤水分含量高于果樹最適宜土壤水分含量；覆草和清耕極顯著高于(P<0.01)白三葉，白三葉顯著高于(P<0.05)鴨茅。

在降水較多的3-4月，生草較清耕可提高0～10 cm土層土壤水分含量，較覆草則降低0～70 cm土層土壤水分含量，但均未達(dá)到顯著差異。在干旱的5-7月，生草則顯著降低了土壤水分含量，其中鴨茅的降低程度高于白三葉，而覆草則略提高了果園土壤水分含量。在降水相對平穩(wěn)的8-10月，生草仍顯著降低了果園土壤水分含量，而覆草則略提高了土壤水分含量。

2.3.2生草對果園不同土層土壤水分含量的影響 受降水和果樹、牧草生長等的影響，0～40 cm 土層土壤水分含量4月初至5月初為上升階段，5月初至8月初為降低階段，8月初至10月初為上升階段，10月初至11月初則為緩慢降低階段(圖3a)，表現(xiàn)為覆草>清耕>白三葉>鴨茅，其中覆草和清耕極顯著高于(P<0.01)鴨茅，顯著高于(P<0.05)白三葉，白三葉極顯著高于(P<0.01)鴨茅，覆草和清耕之間無顯著差異。

圖3 不同處理不同土層的土壤水分Fig.3 Soil moisture of different treatments in different soil depth

不同處理40～80 cm土層土壤水分含量4月初至5月初相對穩(wěn)定，5月初至7月初為降低階段，7月初至8月初為相對穩(wěn)定低谷階段，8月初至10月初為上升階段，10月初至11月初為相對穩(wěn)定較高階段(圖3b)，表現(xiàn)為覆草>清耕>白三葉>鴨茅，其中覆草與清耕顯著高于(P<0.05)白三葉，極顯著高于(P<0.01)鴨茅；白三葉顯著高于(P<0.05)鴨茅，覆草與清耕之間無顯著差異。

不同處理80～120 cm土層土壤水分含量從4月初開始降低，到8月初降低到最低值，8月初后則緩慢上升(圖3c)，其中覆草和清耕基本一致且顯著高于(P<0.05)白三葉，極顯著高于(P<0.01)鴨茅；白三葉略高于鴨茅且無顯著差異。

不同處理0～120 cm土層土壤水分含量4月初至5月初為相對穩(wěn)定階段，5月初至8月初為降低階段，8月初至10初為恢復(fù)上升階段，10月初至11月初為相對穩(wěn)定較高階段(圖3d)，表現(xiàn)為覆草略高于清耕，且與清耕顯著高于(P<0.05)白三葉，極顯著高于(P<0.01)鴨茅；白三葉顯著(P<0.05)高于鴨茅。

蘋果樹萌芽至落葉期白三葉、鴨茅、清耕和覆草0～40 cm土層土壤水分含量最高值與最低值的差值分別為40.93 mm，46.34 mm、43.35 mm和44.51 mm；40～80 cm土層分別為29.75 mm，38.71 mm、27.42 mm和28.5 mm；80～120 cm土層分別為32.60mm，37.65 mm、27.96 mm和28.76 mm；0～120 cm土層分別為94.76 mm，113.46 mm、83.84 mm和85.19 mm；不同土層中，土層越淺，最高值與最低值的差值越大，說明土壤水分變化越劇烈。不同處理中，鴨茅的差值較大，清耕與覆草較小，說明鴨茅的土壤水分變化劇烈，清耕與覆草的變化緩和。

2.4 生草對果園土壤水分蒸散強(qiáng)度的影響

5月份白三葉和鴨茅的果園蒸散強(qiáng)度較清耕高22.9%和38.93%，較覆草高25.78%和42.19%，均達(dá)極顯著(P<0.01)差異，且鴨茅較白三葉高13.04%，達(dá)顯著差異(P<0.05)，但清耕與覆草之間無顯著差異。6月份白三葉和鴨茅的果園蒸散強(qiáng)度比清耕低13.89%和6.06%，比覆草低16.22%和8.60%，白三葉極顯著低于(P<0.01)清耕和覆草，鴨茅顯著低于(P<0.05)清耕和覆草；白三葉較鴨茅低8.33%，達(dá)顯著差異(P<0.05)。隨著干旱的持續(xù)進(jìn)行及對牧草刈割，不同處理7月的蒸散強(qiáng)度均低于6月，且不同處理間的差異較5月和6月縮小(圖4)。8月份陰雨天及降水較多，不利于果園土壤蒸散，導(dǎo)致不同處理的土壤水分蒸散強(qiáng)度均維持在較低的水平。9月份白三葉和鴨茅的果園蒸散強(qiáng)度比清耕高60.56%和112.68%，較覆草高62.86%和115.71%，均極顯著高于(P<0.01)清耕和覆草，且鴨茅較白三葉高32.46%，達(dá)到極顯著差異(P<0.01)，但清耕和覆草之間無顯著差異。10月份氣溫降低，白三葉和鴨茅生長緩慢，消耗的土壤水分少，因而不同處理的蒸散強(qiáng)度基本一致。整個生長季白三葉、鴨茅、清耕和覆草的果園蒸散強(qiáng)度分別為1.94 mm·d-1，2.03mm·d-1，1.80 mm·d-1和1.80 mm·d-1，白三葉較清耕和覆草均高7.78%，達(dá)顯著差異(P<0.05)；鴨茅較清耕和覆草均高12.78%，達(dá)極顯著差異(P<0.01)。

2015年果樹生長期的降水量為386.1 mm，白三葉、鴨茅、清耕和覆草果園土壤水分蒸散量(以0～120 cm土層土壤水分蒸散量計)分別為415.29 mm，433.74 mm、385.09 mm和385.75 mm。蘋果樹萌芽至落葉期白三葉和鴨茅的果園土壤水分蒸散量較清耕分別高出30.2 mm和48.65 mm，較覆草分別高出29.54 mm和47.99 mm，白三葉和鴨茅分別顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)高于清耕和覆草，但白三葉和鴨茅之間、清耕和覆草之間無顯著差異。

圖4 不同處理不同月份的蒸散強(qiáng)度Fig.4 Evapotranspiration intensity of different treatments in different months

2.5 生草對蘋果樹生長及果園水分利用效率的影響

2015年蘋果生長前期5月和6月的降水量為常年的30%左右，7月為常年的50%左右，蘋果生長前期的干旱造成當(dāng)年不同處理的果實單果重和產(chǎn)量均極顯著低于(P<0.01)往年的果實單果重和產(chǎn)量(表3)。

不同處理的新梢長度、新梢直徑、單果重和產(chǎn)量均表現(xiàn)為覆草>清耕>白三葉>鴨茅。白三葉、鴨茅的單果重較清耕分別降低7.19%和13.69%，分別達(dá)顯著(P<0.05)和極顯著差異(P<0.01)；較覆草分別降低12.05%和18.22%，均達(dá)極顯著差異(P<0.01)；鴨茅的單果重較白三葉降低7.01%，覆草較清耕提高5.53%，均達(dá)顯著差異(P<0.05)。白三葉和鴨茅的蘋果產(chǎn)量較清耕分別降低14.33%和20.18%，較覆草分別降低21.84%和27.17%，均達(dá)極顯著(P<0.01)差異。覆草的蘋果產(chǎn)量較清耕提高了9.60%，鴨茅的產(chǎn)量較白三葉降低6.82%，均達(dá)顯著差異(P<0.05)(表3)。

表3 不同處理對蘋果樹生長的影響Table 3 The effects of different treatments on apple tree growth

注：**表示往年的單果重和產(chǎn)量極顯著高于試驗?zāi)攴莶煌幚淼膯喂睾彤a(chǎn)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

不同處理的水分利用效率為鴨茅<白三葉<清耕<覆草(圖5)。白三葉和鴨茅的果園土壤水分利用效率比清耕分別降低20.56%和28.99%，比覆草分別降低27.39%和35.10%，白三葉和鴨茅均極顯著低于(P<0.01)清耕和覆草。鴨茅的果園土壤水分利用效率較三葉草低果園10.62%，覆草較清耕提高9.42%，均達(dá)顯著差異(P<0.05)。

圖5 不同處理的土壤水分利用效率Fig.5 Soil water use efficiency of different treatments

3 討論

3.1 不同處理對土壤水分含量的影響

果園土壤水分含量與降水量、果樹生長及間作套種的牧草生長等密切相關(guān)[47-48]。4月初和5月初白三葉和鴨茅提高了0～10 cm土層土壤水分含量，主要是3月和4月的降水量較多，溫度較低，上年牧草的枯枝落葉增加了果園地表覆蓋度，減少了地表蒸發(fā)，且牧草處于萌芽狀態(tài)，消耗土壤水分少，因而表層土壤水分含量較高[21-22]。4月初和5月初白三葉和鴨茅0～120 cm土層土壤水分含量略低于清耕，這與渭北旱塬及黃土丘陵溝壑區(qū)的研究結(jié)果相一致[33-34,43-44,47]，說明在降水較多時節(jié)隴東旱塬果園種草沒有提高果園土壤水分含量。5月份隴東旱塬氣溫處于快速上升階段，果樹處于開花坐果、新梢快速生長和根系旺盛生長期，牧草也處于快速生長期，果樹與牧草生長均需消耗大量的土壤水分，因而6月初白三葉和鴨茅的果園土壤水分含量低于清耕和覆草，這與前人的研究結(jié)果一致[36-44]。試驗期間5-7月持續(xù)干旱，在果樹和牧草耗水的共同作用下，造成不同處理不同土層土壤水分含量在5-7月持續(xù)降低，并在8月初達(dá)到最低值。雖然8-10月的降水量與常年基本相同，不同土層土壤水分含量緩慢上升，但由于白三葉和鴨茅生長需消耗大量的土壤水分，因而果園土壤水分含量仍低于清耕與覆蓋，說明隴東旱塬種植牧草不但影響旱季果園土壤水分含量，而且易導(dǎo)致雨季果園土壤水分含量難以恢復(fù)，這個結(jié)論與一些研究者的不同[2-3,49]，這主要是由于試驗期間8-10月的降水量雖與常年降水量相同，但仍低于或略接近于果樹正常生長的需水量[7, 50]，且在此之前果樹與牧草生長消耗了大量的土壤水分[49]，導(dǎo)致果園土壤水分含量難以正?；謴?fù)[41-42]，易加劇土壤干燥化的形成，不利于果樹健康、持續(xù)發(fā)展[23-26]。覆草無論是淺層土壤或深層土壤，在果樹萌芽至落葉期對土壤水分含量無顯著影響，這與一些地區(qū)果園覆草的研究結(jié)果相一致[28,36-40,43-44]，而與覆草可提高果園土壤水分含量的研究結(jié)果有些差異[1-4,22-23]，這主要是由于試驗期間降水較少，土壤水分含量較低，導(dǎo)致覆草的保水作用難以體現(xiàn)。無論是淺層土壤還是深層土壤，鴨茅的土壤水分含量均低于白三葉，這主要是鴨茅的地上、地下部生長量均較大，根系分布較深而覆蓋度較低，消耗的土壤水分較多等造成的。

3.2 不同處理對果園土壤蒸散強(qiáng)度的影響

果園生草可改善果園土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)降水入滲，提高土壤的保水能力[14-21]，但當(dāng)降水量偏少，果園無灌溉時果園生草存在著與果樹爭水的問題[33-42]，因而有關(guān)學(xué)者提出降水量低于550 mm以下的雨養(yǎng)果園不宜生草，而應(yīng)采用覆草[2-3,43-44]。4月隴東高原氣溫較低，受上年枯枝落葉的影響，白三葉與鴨茅的地表覆蓋度高，地表蒸發(fā)量小，且果樹與牧草處于萌芽期，蒸騰消耗的土壤水分少，因而不同處理的土壤蒸散強(qiáng)度較低且基本一致。5月果樹與牧草均生長旺盛，消耗水量大，因而白三葉和鴨茅的土壤蒸散強(qiáng)度高且極顯著高于清耕及覆草；5月和6月降水量較少，6月不同處理的土壤水分含量持續(xù)降低，因而白三葉和鴨茅的土壤蒸散強(qiáng)度逐漸降低，而清耕和覆草由于前期土壤水分蒸散強(qiáng)度較小，此期土壤水分含量較高，因而6月清耕和覆草的土壤蒸散強(qiáng)度高于白三葉和鴨茅。隨著干旱的持續(xù)進(jìn)行，特別是7月降水較常年偏少50%左右，造成不同處理7月的土壤蒸散強(qiáng)度低于5月或6月，且不同處理之間的差異縮小，果園土壤蒸散強(qiáng)度最高時期提早到6月而不是7月[48-52]。8月降水及陰雨天較多，不利于果園土壤蒸散，因而不同處理的土壤水分蒸散強(qiáng)度均維持在較低的水平。隨著雨季的結(jié)束，8月刈割后的白三葉與鴨茅在9月生長旺盛，消耗較多土壤水分，且白三葉與鴨茅的冠層可截留部分降水[53-55]，降低土壤水分含量，因而白三葉與鴨茅9月的土壤蒸散強(qiáng)度高于清耕與覆草。由于鴨茅根系及生長量大且地表覆蓋度低，生長消耗的土壤水分多，因而鴨茅的土壤蒸散強(qiáng)度高于白三葉。白三葉和鴨茅的果園土壤水分蒸散量高于降水量，會導(dǎo)致果樹吸收、消耗深層土壤水分，易產(chǎn)生土壤干層[7,23-27,56-58]，不利于果樹健康、持續(xù)發(fā)展。隴東旱塬果園生草會提高果園土壤蒸散強(qiáng)度，存在著與果樹爭水的問題[7-8]，而覆草對果園土壤蒸散強(qiáng)度無顯著影響。

3.3 不同處理對蘋果樹生長的影響

隴東果園大多為雨養(yǎng)果園，果園土壤水分含量的高低往往決定果園的生產(chǎn)能力[42,49,51,]。試驗期間5-7月降水稀少，果園種植白三葉和鴨茅，導(dǎo)致6月初至8月初的土壤水分含量較清耕及覆草進(jìn)一步降低，影響了幼果膨大、新梢生長和葉幕形成，因而果樹新梢生長細(xì)弱，單果重變小，產(chǎn)量降低，果園水分利用效率降低，表明隴東旱塬果園生草存在與果樹爭水問題[23-26,33-42]。雖然覆草對果園土壤水分及土壤蒸散強(qiáng)度無顯著影響，但覆草可改善果園土壤環(huán)境，促進(jìn)土壤微生物活動，提高土壤肥力[2-3,20,28]，因而覆草促進(jìn)果樹新梢生長，提高蘋果單果重及產(chǎn)量，提高果園水分利用效率。

4 結(jié)論

干旱年份條件下，隴東旱塬果園種植白三葉和鴨茅與果園清耕和果園覆草相比，不但降低果園0～120 cm土層土壤水分含量，提高果園土壤水分蒸散量，降低果園土壤水分利用效率，而且降低蘋果產(chǎn)量及單果重，不利于果樹生長。隴東旱塬果園覆草與果園清耕相比雖然沒有顯著提高果園的土壤水分含量，降低果園土壤水分蒸散量及蒸散強(qiáng)度，但提高了果園水分利用效率，提高了蘋果產(chǎn)量及單果重。隴東旱塬果園種植白三葉和鴨茅存在著與果樹爭水的問題，隴東旱塬果園不宜種草，而應(yīng)覆草。