高海拔地區(qū)櫻桃園土壤水分變化特征分析

丁艷萍 楊榮贊 和梅輝 劉有梅 劉艷陽 王龍

摘 ? 要 ? 為給櫻桃園土壤水分管理提供依據(jù)，2018年對云南省曲靖市馬龍區(qū)某櫻桃園的土壤水分變化進行了監(jiān)測，探究櫻桃園土壤水分變化特征。結(jié)果表明：1）櫻桃生育期內(nèi)，土壤含水量隨土層深度增加而增加;生育前期（發(fā)芽、開花期）土壤含水量變化幅度較小，生育后期（幼果、硬核、成熟期）的變化幅度相對較大。2）淺層土壤（20 cm、40 cm）含水量變化幅度較大，而深層土壤（60 cm、80 cm）含水量趨于穩(wěn)定，即隨土層深度增加，土壤含水量變化幅度減小。3）土層間土壤含水量的相關(guān)性隨土層間距增大而減弱;相鄰?fù)翆娱g（20 cm和40 cm土層）土壤含水量相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)為0.92;40 cm土層的含水量變化趨勢最能代表0～80 cm土層土壤含水量變化特征。

關(guān)鍵詞 ? 櫻桃園;土壤水分;變化特征;相關(guān)性;云南省曲靖市

中圖分類號：S152.7 ? ?文獻標(biāo)志碼：A ? ?DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.16.012

土壤水分是土壤-植被-大氣連續(xù)體的關(guān)鍵因子，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要影響因子，也是土壤系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)和流動的載體[1-2]。王杰等的研究表明云南地區(qū)土壤含水率整體上表現(xiàn)為深度越深，土壤含水率越大;不同深度的土壤含水率呈顯著線性相關(guān)，且整體上表現(xiàn)為土壤層間距離越近，相關(guān)性越高[3]。劉小勇等研究表明甘肅山地核桃園土壤含水量隨土層深度增加而增加，變異系數(shù)隨之降低[4]。劉繼龍等通過對膠東櫻桃、蘋果園土壤水分進行定位觀測，結(jié)果表明土壤水分垂向變異幅度隨深度增加呈減小趨勢，但區(qū)分不同變異強度的土層深度不同[5-6]。許多學(xué)者對黃土丘陵區(qū)不同土地利用類型、不同樹齡的棗園土壤水分變化特征進行大量研究，為棗園土壤水分管理提供科學(xué)依據(jù)，減少棗樹自身奢侈性耗水和非生產(chǎn)性耗水[7-9]。王嘉航等研究了京郊櫻桃園在不同農(nóng)藝措施處理下，土壤水熱變化規(guī)律及其對櫻桃樹生長的影響[10]。

美早櫻桃品種自引入云南以來，種植面積逐年增加，深受種植戶喜愛?？紤]到櫻桃對土壤水分的敏感性，加之櫻桃的主要生育期正逢云南旱季，而目前鮮有高海拔地區(qū)櫻桃園土壤水分變化的相關(guān)研究報道，因此，開展美早櫻桃園土壤水分變化特征的研究具有重要意義。

本試驗利用2018年2—5月櫻桃園土壤含水量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析其變化特征，為美早櫻桃園土壤水分管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地位于云南省曲靖市馬龍區(qū)白坡村，東經(jīng)103°32′，北緯25°22′，海拔2 085 m。馬龍區(qū)屬云貴高原的滇東北丘陵區(qū)，地處金沙江水系與南盤江水系的分水嶺地帶，四面環(huán)山;屬低緯高原季風(fēng)型氣候，冬春干旱，夏秋濕潤，季節(jié)干濕分明。2010—2017年，櫻桃園內(nèi)平均氣溫14.4 ℃，平均日照時數(shù)

2 162.8 h，平均降雨量885.8 mm，平均無霜期264.9 d。

櫻桃品種為美早，樹齡9 a，種植株行距為4 m×3 m，管理水平較好，地面為天然草坪。試驗土壤類型為紅壤，有機質(zhì)29.2 g·kg-1，全氮1.3 g·kg-1，堿解氮110.8 mg·kg-1，有效磷15.6 mg·kg-1，緩效鉀294.0 mg·kg-1，速效鉀124 mg·kg-1，土壤pH值5.0。觀測櫻桃生育期為：2月下旬發(fā)芽，3月中旬初花期，3月下旬盛花期，4月初幼果期，4月中下旬硬核期，5月成熟期。

1.2 觀測項目與數(shù)據(jù)處理

在美早櫻桃園內(nèi)埋設(shè)土壤溫濕度自動記錄儀（NL-GPRS-I，浙江托普儀器有限公司生產(chǎn)），觀測記錄美早櫻桃園地土層深度（20， 40， 60， 80 cm）的土壤含水量和溫度。利用Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同深度土壤含水量的差異

表1為不同土層深度的土壤含水量統(tǒng)計參數(shù)結(jié)果，各層土壤含水量平均值依次為80 cm土層（35.53%）、60 cm土層（29.65%）、20 cm土層（23.48%）、40 cm土層（22.03%）。隨著土層深度的增加，土壤含水量整體上有增加的趨勢，除了20 cm土層的土壤含水量較40 cm高1.35%，其原因在于表層土壤水分易受降雨影響，而美早櫻桃生育期基本處于旱季，有效降雨量較少，基本影響不到40 cm土層的土壤含水量。

20 cm、40 cm土層土壤含水量的極值比、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)均大于60 cm、80 cm，說明20 cm、40 cm土層的土壤含水量變化最明顯，體現(xiàn)不同深度土壤含水量間影響因子的差異，表明美早櫻桃園60 cm、80 cm土層的土壤含水量受降雨、植株蒸騰、土壤蒸發(fā)的影響弱于20 cm、40 cm土層。

極值比、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)隨土層深度的增加，呈逐漸減小趨勢，且40 cm到60 cm的跨度較大，進一步說明不同深度土層的土壤水分影響因素的改變;隨著土層深度的進一步增加，土壤含水量變化較小，趨于穩(wěn)定。

2.2 土壤含水量時間變化特征

不同深度的土壤含水量時間變化曲線如圖1所示：在2—5月，美早櫻桃生長期內(nèi)，不同深度土層的土壤含水量變化趨勢基本相同，但隨土層深度的增加，土壤含水量變化幅度減小。20 cm、40 cm土層的土壤含水量隨時間變化，整體呈增加趨勢，且其土壤含水量的增長和消退幅度相近，而60 cm和80 cm土層的土壤含水量變化幅度較小。在一定程度上說明美早櫻桃園不同深度的土壤含水量受降雨和灌溉增墑及植株蒸騰和土壤蒸發(fā)減墑的影響程度不一致。

不同土層深度的土壤含水量最大值出現(xiàn)時間不同，20 cm和40 cm土層的土壤含水量最大值、最小值都為5月下旬（成熟期）、3月中旬（初花期）;60 cm和80 cm土層的土壤含水量最大值、最小值出現(xiàn)時間分別為4月上旬（幼果期）、5月中旬（成熟期），表明降雨、蒸發(fā)蒸騰等對各層土壤水分分布格局的影響有差異。所有土層的土壤含水量變化趨勢：美早櫻桃生長前期（發(fā)芽期、開花期）的土壤含水量變幅較小，而生長后期（幼果期、硬核期、成熟期）的變幅較大。

2.3 土壤含水量垂向變化特征

圖2為不同深度土層的土壤含水量隨美早櫻桃生育期的動態(tài)變化圖。由圖2可知，20 cm土層的土壤含水量在美早櫻桃成熟期達到最高值，40， 60， 80 cm土壤含水量都在幼果期達到最高值。20 cm土壤含水量整體上隨美早櫻桃生育期增加而增大，40 cm土壤含水量也成增加趨勢，除了硬核期使減小，其原因可能是硬核期是美早櫻桃需水量較大時期，土壤水分消耗較多。

櫻桃生育期內(nèi)，20 cm、40 cm、60 cm、80 cm土層的土壤含水量變化范圍分別為：20.73%～26.77%、19.08%～24.72%、28.77%～31.64%、34.59%～36.99%，極值差分別為6.04%、5.64%、2.86%、2.40%，說明隨深度增加，土壤含水量變化幅度減小。20， 40 cm土壤含水量隨生育期變化幅度相對較大，60， 80 cm土壤含水量變化較小，趨于穩(wěn)定。

2.4 不同深度土壤含水量的相關(guān)性

不同深度土壤含水量的相關(guān)性分析見表2，相鄰?fù)翆娱g20 cm與40 cm土層的土壤含水量相關(guān)性較高，相關(guān)系數(shù)為0.92，其次為60 cm與80 cm（0.61），最后是40 cm與60 cm（0.53）。隨著土層間距增大，各土層間土壤含水量相關(guān)系數(shù)逐漸減小，即土層間距增大，土壤含水量相關(guān)性減弱。40 cm土層的土壤含水量與其他土層的相關(guān)性平均值最好，相關(guān)系數(shù)為0.97，說明40 cm土層與其他土層的土壤含水量具有較好的關(guān)聯(lián)性，能很好地反映美早櫻桃園地（0～80 cm土層）土壤水分變化特征。

3 小結(jié)與討論

3.1 小結(jié)

1）櫻桃園內(nèi)不同土層深度的土壤含水量變化特征：隨土層深度增加，土壤含水量整體上增大，但其變化幅度逐步減小。20， 40 cm土層的土壤含水量變化幅度較60， 80 cm土層大，表明不同深度土層的土壤水分變化影響因子有所差異。

2）櫻桃全生育期內(nèi)，20， 40 cm土層的土壤含水量整體呈增加趨勢，60， 80 cm土壤含水量趨于穩(wěn)定;美早櫻桃生育前期（發(fā)芽、開花期）的土壤含水量變化幅度較小，生育后期（幼果、硬核、成熟期）的變化幅度較大。

3）不同深度土層的含水量相關(guān)性隨土層間距增大而減弱，相鄰?fù)翆娱g（20， 40 cm土層）土壤含水量的相關(guān)性較好，且40 cm土層的土壤含水量變化最能代表0～80 cm土層的土壤含水量變化趨勢。

3.2 討論

本試驗與王杰等的研究結(jié)果相一致，即土壤含水量整體上表現(xiàn)為隨土層深度增加而增大，相鄰?fù)翆娱g土壤含水量相關(guān)性隨間距增加而減弱[3]。美早櫻桃園內(nèi)，土壤含水量隨土層深度增加而增大，變異系數(shù)減小，20 cm土層的土壤含水量變化幅度最大，80 cm土層的土壤含水量變幅最小，其與劉小勇等研究甘肅山地核桃園土壤水分變化結(jié)果相一致[4]。降雨或灌溉在使土壤水分增加的同時，有促使土壤水分分布均勻的效應(yīng)，而水分的不斷消耗使得土壤水分分布格局差異變大[7，11]。美早櫻桃生育期基本全處于旱季，降雨次數(shù)及降雨量較少，僅能影響到淺層土壤水分變化，而淺層土壤水分要提供植株蒸騰和土壤蒸發(fā)所需，故20， 40 cm土層土壤含水量變異系數(shù)較大，而60， 80 cm土層變異系數(shù)較小。

土壤水分、溫度、有機質(zhì)含量等都是影響櫻桃產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，本試驗僅對土壤水分變化特征進行了研究，而櫻桃園土壤水熱耦合機制及有機質(zhì)含量對美早櫻桃產(chǎn)量和品質(zhì)的影響有待于進一步研究。

參考文獻：

[1] 蘇子龍，張光輝，于艷.東北典型黑土區(qū)不同土地利用方式土壤水分動態(tài)變化特征[J].地理科學(xué)，2013，33（9）：1104-1110.

[2] 鄒文秀，韓曉增，江恒，等.東北黑土區(qū)降水特征及其對土壤水分的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2011，27（9）：196-202.

[3] 王杰，曹言，張鵬，等.云南省土壤墑情變化特征分析[J].節(jié)水灌溉，2016（5）：97-101.

[4] 劉小勇，孔芬，韓富軍，等.甘肅山地核桃園土壤水熱和養(yǎng)分的變化特征[J].經(jīng)濟林研究，2018，36（1）：79-86.

[5] 劉繼龍，張振華，謝恒星.基于表層水分信息的膠東櫻桃園深層土壤水分估算研究[J].水土保持研究，2006（4）：96-98，100.

[6] 劉繼龍，張振華，謝恒星.蘋果園表層與深層土壤水分的轉(zhuǎn)換關(guān)系研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2006（4）：304-306.

[7] 唐敏，趙西寧，高曉東，等.黃土丘陵區(qū)不同土地利用類型土壤水分變化特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2018，29（3）：765-774.

[8] 李陸生，趙西寧，高曉東，等.黃土丘陵區(qū)不同樹齡旱作棗園土壤水分動態(tài)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32（14）：145-152.

[9] 馬建鵬，董建國，汪有科，等.黃土丘陵區(qū)棗林地土壤水分時空變化研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，23（7）：851-859.

[10] 王嘉航，楊培嶺.京郊櫻桃果園不同農(nóng)藝措施的土壤水熱效應(yīng)及綜合評價[J].中國農(nóng)村水利水電，2016（9）：40-45.

[11] 劉繼龍，張振華，謝恒星.梨園土壤水分時空分布特征研究[J].水土保持研究，2006（6）：159-162.

（責(zé)任編輯：易 ?婧）