灌溉方式對(duì)半干旱區(qū)側(cè)柏人工林土壤理化性質(zhì)的影響

李澤霞，陳愛(ài)華，董彥麗

（甘肅省水土保持科學(xué)研究所，蘭州730020）

0 引 言

20 世紀(jì)80年代在水土流失嚴(yán)重和生態(tài)環(huán)境最脆弱的黃土高原地區(qū)開(kāi)始實(shí)施一系列植被恢復(fù)生態(tài)的水土保持工程，其中人工林建設(shè)可以保水固土、截流減沙及改良土壤結(jié)構(gòu)，對(duì)減少水土流失和改善生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了重要的作用。側(cè)柏作為分布最廣泛的溫暖地區(qū)針葉樹(shù)種，因其耐旱、耐瘠薄，在我國(guó)半干旱區(qū)的水土保持、荒山綠化及涵養(yǎng)水源等方面發(fā)揮著重要作用。但由于黃土區(qū)氣候干旱、降水稀少且時(shí)空分布不均，年均蒸散量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降雨量，土壤水分是制約該區(qū)側(cè)柏人工林栽培的重要因素[1]。因此，如何科學(xué)利用有限的水資源成為關(guān)系到半干旱區(qū)水土保持植被恢復(fù)與建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題，發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)是緩解水資源供需矛盾的重要途徑。半干旱區(qū)人工林的常規(guī)灌溉方法有漫灌、溝灌等，易造成水資源浪費(fèi)，噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，逐漸推廣于人工林的栽培生產(chǎn)中。穴灌是用移動(dòng)軟管逐棵澆灌作物根部穴坑土壤的一種用水量少、地溫穩(wěn)定的灌水方法[2]。噴灌是通過(guò)管道加壓將水送到田間，再經(jīng)噴頭噴射到空中，從而將水均勻的灑落在田間達(dá)到灌溉目的[3]，它比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)明顯節(jié)約用水，能大幅度提高水資源利用效率。在人工林管理過(guò)程中滴灌存在滴頭易堵塞的問(wèn)題，限制了滴灌的應(yīng)用，噴灌能夠適應(yīng)各種地形條件，適用范圍較廣。

由于不同節(jié)水灌溉技術(shù)的灌水量、灌水強(qiáng)度不同，導(dǎo)致進(jìn)入土壤中的水分運(yùn)動(dòng)方式不同，對(duì)土壤入滲[4]、土壤生產(chǎn)力[5]等產(chǎn)生不同影響，能改變土壤保水保肥、養(yǎng)分傳輸以及透氣持水和溶解礦質(zhì)元素的性能，進(jìn)而影響人工林的生長(zhǎng)發(fā)育狀況。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)灌溉方式進(jìn)行了大量研究，張西超等[6]研究指出不同灌溉方法對(duì)設(shè)施番茄的土壤理化性質(zhì)可以產(chǎn)生不同的影響；陳金平等[7]發(fā)現(xiàn)軟管噴灌刺槐的株高、地徑和胸徑的年度生長(zhǎng)量比溝灌大；噴灌的灌水量顯著低于常規(guī)灌溉，但其對(duì)林木或農(nóng)作物的生長(zhǎng)和生理的促進(jìn)作用均優(yōu)于常規(guī)灌溉，許善財(cái)[8]指出滴灌和噴灌對(duì)毛竹筍竹兩用林各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)灌溉。侯曉華等[9]通過(guò)對(duì)棗樹(shù)根區(qū)土壤速效養(yǎng)分變異特性的研究發(fā)現(xiàn)，滴灌和地面灌在水平方向的變異系數(shù)均隨著距離的增加而減小，且滴灌處理變異性大于地面灌，谷鵬等[10]研究滴灌與溝灌的土壤通透性均低于噴灌處理。

目前人工林研究主要關(guān)注不同林地類型或者不同樹(shù)齡研究[11,12]，有關(guān)灌溉影響效應(yīng)的研究較少，區(qū)分噴灌、穴灌等灌溉方式作用效應(yīng)差異的研究鮮有報(bào)道。考慮黃土高原半干旱區(qū)人工林生長(zhǎng)缺水的特點(diǎn)，有必要對(duì)不同灌溉方式下人工林的土壤理化特征進(jìn)行研究。本文從灌溉方法入手，研究3種灌溉方式對(duì)側(cè)柏人工林土壤理化性質(zhì)的影響，以期為該區(qū)人工林選擇適宜的灌溉方式和制定科學(xué)的節(jié)水灌溉措施提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)人工林的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于甘肅省蘭州市小青山水土保持科技示范園區(qū)，該示范園最高點(diǎn)海拔1 847.5 m，最低點(diǎn)海拔1 544.5 m，屬北溫帶半干旱大陸性氣候，干燥少雨，年降水量為329.7 mm，蒸發(fā)量為1 332.7 mm，年平均氣溫9.3 ℃，土壤以灰鈣土為主。示范園區(qū)天然植被主要為草本及少量灌木，絕大多數(shù)為人工植被，現(xiàn)有喬灌樹(shù)種100 余種，草種30 多種，示范區(qū)內(nèi)主要喬木有側(cè)柏(Platycladus orientalis L.Franco)、油松(Pinus tabuliformis Carriere)、 刺 槐(Robinia pseudoacacia)、 國(guó) 槐(Sophora japonica)、杏（Armeniaca vulgaris）等，林草覆蓋率達(dá)85%。本試驗(yàn)在示范園區(qū)栽培的15年生側(cè)柏人工林開(kāi)展，株行距為3 m×5 m，平均株高為3.5 m，平均冠幅為2.3 m，平均地徑為30 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年3-12月進(jìn)行，設(shè)置噴灌、穴灌和漫灌共3個(gè)處理，每個(gè)處理各設(shè)置3 個(gè)重復(fù)樣地，每塊樣地包含20 株側(cè)柏。示范園區(qū)于2010年安裝噴灌系統(tǒng)進(jìn)行噴灌管理，采用固定式噴灌形式，噴灑支管平行等高線布置，平均間距130 m左右，支管上每20 m 設(shè)置1 個(gè)噴頭。穴灌每次用移動(dòng)式軟管進(jìn)行灌水，漫灌采用渠道輸水，灌溉水均來(lái)自園區(qū)修建的蓄水池，各處理用蓄水池出口處水表控制灌水量。參照示范區(qū)常規(guī)灌溉管理方式進(jìn)行灌溉。試驗(yàn)期間，分別在5-10月的干旱季節(jié)進(jìn)行灌溉，各處理灌水量見(jiàn)表1。3 個(gè)處理的灌溉方式連續(xù)10年保持一致，均采取相同的施肥、除草和病蟲(chóng)害等管理措施。

表1 不同灌溉方式的灌水量Tab.1 The amount of irrigation under different irrigation methods

1.3 研究方法

試驗(yàn)于2020年5月18日（樣地灌溉7 d 后）采集1 次土壤樣品，采用野外取樣與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，在樣地內(nèi)隨機(jī)選取1 個(gè)采樣點(diǎn)，在其前后左右4 棵樹(shù)的對(duì)角線交點(diǎn)處挖取土壤剖面，以避免取樣點(diǎn)距樹(shù)干基部太近而根系密集，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。每個(gè)剖面分5 層（0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm）采集土樣，樣品除去植物凋落物和石礫等，保鮮袋取0.5 kg帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干、磨碎進(jìn)行土壤養(yǎng)分測(cè)定。在挖好的土壤剖面上，用環(huán)刀和鋁盒采集5 層（分層同上）土壤，帶回實(shí)驗(yàn)室，供土壤物理性質(zhì)測(cè)定。測(cè)量指標(biāo)每個(gè)樣地均3次重復(fù)。

采用烘干法測(cè)定土壤質(zhì)量含水量，采用環(huán)刀法測(cè)定最大持水量、毛管持水量、田間持水量及土壤容重[13]，根據(jù)計(jì)算得出土壤孔隙度值。土壤化學(xué)指標(biāo)測(cè)定參考土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[14]，其中：土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀氧化分光光度法測(cè)定，全氮采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定，水解性氮采用擴(kuò)散法測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定，有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用SPSS21.0 和Excel2007 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和作圖。采用單因素方差分析（One-Way ANOVA）中最小顯著差異法（LSD）分析，顯著性差異水平取“p＜0.05”。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉方式對(duì)側(cè)柏人工林土壤物理性質(zhì)的影響

2.1.1 土壤容重

土壤容重作為表征土壤物理性質(zhì)的指標(biāo)之一，影響土壤水肥氣熱條件的變化，能夠反映土壤結(jié)構(gòu)的好壞。由表2可以看出，側(cè)柏林地土壤容重介于1.04～1.30 g/cm3之間，隨著土層深度增加，3種灌溉方式下土壤容重均逐漸增大，表明土壤疏松度和通透性變差，在80～100 cm 土層，噴灌、穴灌地的土壤容重分別比漫灌地降低10%和2.3%。0～100 cm 土層土壤容重平均值從小到大依次為：噴灌地（1.10 g/cm3）＜穴灌地（1.19 g/cm3）＜漫灌地（1.25 g/cm3）。除穴灌地20～60 cm 土層外，噴灌地與穴灌地、漫灌地同一土層間均存在顯著性差異（p＜0.05）。

表2 不同灌溉方式下各土層的土壤容重 g/cm3Tab.2 The soil bulk density of different soil layers under different irrigation methods

不同灌溉方式對(duì)土壤容重隨著土層深度的變化趨勢(shì)具有顯著影響。噴灌處理下，土壤容重變化幅度較大，0～20、20～40 cm 土層與40～60、60～80 cm 及80～100 cm 土層間差異均顯著，40～60與60～80 cm土層間差異不顯著。穴灌處理下，土層深度小于40 cm 的土壤容重變化幅度較小，0～20 cm 土層與20～40、40～60 cm 土層間土壤容重差異不顯著，但與60～80、80～100 cm 土層間差異均顯著。漫灌處理下，土壤容重變化幅度較小，除80～100 cm 與各土層間差異均顯著外，其余各土層間均無(wú)顯著差異（p＞0.05）。

2.1.2 土壤含水量

半干旱區(qū)土壤水資源十分匱乏，土壤水分是植物生長(zhǎng)和生態(tài)恢復(fù)的主要限制因子，直接影響人工林的生長(zhǎng)。3種灌溉方式側(cè)柏人工林土壤含水量見(jiàn)表3，0～100 cm 土層不同灌溉方式土壤含水量平均值按照從小到大排序?yàn)椋貉ü嗟兀?.06%）＜噴灌地（7.04%）＜漫灌地（14.91%），方差分析顯示漫灌地與噴灌地、穴灌地同一土層間土壤含水量均存在顯著性差異（p＜0.05）。

從表3可以看出，隨土層深度增加，土壤含水量整體呈現(xiàn)出先降低后增加最后又降低的趨勢(shì)，0～20 cm 土層土壤水分含量最大，具體表現(xiàn)為：噴灌、漫灌地土壤含水量在0～20、20～40、40～60 cm 范圍內(nèi)隨土層深度的增加而減小，在60～80 cm土層中增大，而后又在80～100 cm 土層減小。穴灌地土壤含水量在0～20、20～40 cm 范圍內(nèi)隨土層深度的增加而減小，在40～60、60～80 cm 范圍內(nèi)隨土層深度的增加而增大，在80～100 cm 土層減小。不同灌溉方式側(cè)柏林地表層（0～40 cm）土壤含水量隨著土層深度增加而減小，這是由于灌溉使表層土壤水分得到補(bǔ)充，而林下植被和枯落物層的覆蓋減少了土壤表層蒸發(fā)，使得土壤含水量呈降低趨勢(shì)；40～60 cm 土層由于植物根系吸水，使得這一土層水分含量減小較大；下層土壤60～100 cm 得到灌溉補(bǔ)充作用有限，土壤含水量減小并趨于穩(wěn)定。

表3 不同灌溉方式下各土層的土壤含水量 %Tab.3 The soil water content of different soil layers under different irrigation methods

2.1.3 土壤持水量

半干旱區(qū)人工林地土壤缺水，而優(yōu)良的土壤持水性能對(duì)于減少地表徑流、涵養(yǎng)水源、保持水土具有重要的作用。土壤的最大持水量是土壤蓄水能力的重要指標(biāo)，而田間持水量是土壤中所能保持最大數(shù)量的毛管懸著水，它是土壤中對(duì)植物有效水的上限。從表4 可以看出，在0～100 cm 土層內(nèi)，相同灌溉方式下土壤的持水量表現(xiàn)出基本一致的變化規(guī)律：土壤最大持水量、土壤毛管持水量、土壤田間持水量均隨著土層深度的增加而減小，各指標(biāo)在0～20 cm 土層與80～100 cm 土層間差異均達(dá)到顯著性水平（p＜0.05）。

在0～100 cm 土層內(nèi)，側(cè)柏林地的土壤最大持水量平均值為噴灌地（55.60%）＞穴灌地（46.26%）＞漫灌地（42.58%）；土壤毛管持水量平均值表現(xiàn)為（49.19%）＞穴灌地（40.55%）＞漫灌地（37.53%）；土壤田間持水量平均值為（37.71%）＞穴灌地（30.61%）＞漫灌地（25.67%），由此可知，3種不同灌溉方式土壤最大持水量、土壤毛管持水量、土壤田間持水量均表現(xiàn)為噴灌地＞穴灌地＞漫灌地。方差分析表明，3種不同灌溉方式下0～100 cm 土層土壤持水量之間的差異均達(dá)到顯著性水平（p＜0.05），結(jié)果表明土壤持水量受灌溉方式影響顯著。

2.1.4 土壤孔隙度

土壤孔隙是表征土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)之一，直接影響土壤通氣性、透水性和根系的伸展，反映了土體構(gòu)造虛實(shí)松緊的狀況。3 種灌溉方式下側(cè)柏林地土壤孔隙度的狀況見(jiàn)表4，隨著土層深度的增加，土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度均呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)，這與土壤容重隨土層深度的變化趨勢(shì)相反。各處理孔隙度隨土深逐漸下降，表明隨土層深度的增加，土壤通氣透水性能下降，不利于側(cè)柏林地的生長(zhǎng)和水土保持功能發(fā)揮。從表4可以看出，土壤毛管孔隙度、總孔隙度平均值分別為噴灌地52.81%、穴灌地48.09%、漫灌地46.76%和噴灌地59.59%、穴灌地54.85%、漫灌地53.0%，二者均表現(xiàn)出噴灌地＞穴灌地＞漫灌地的特征。3種不同灌溉方式下0～100 cm 土層土壤毛管孔隙度和總孔隙度均為顯著性差異（p＜0.05）。

表4 不同灌溉方式下各土層的土壤持水量和孔隙度 %Tab.4 The soil water holding capacity and porosity of different soil layers under different irrigation methods

土壤的貯水能力主要取決于土壤的非毛管孔隙度[15]，其具有重要的調(diào)節(jié)水分的能力。從表4 可以看出，在0～100 cm 土層內(nèi)，側(cè)柏林地土壤非毛管孔隙度平均值表現(xiàn)為噴灌地（6.78%）＞穴灌地（6.76%）＞漫灌地（6.24%），噴灌地與漫灌地之間差異顯著（p＜0.05），與穴灌地差異不顯著。除0～20 cm 土層外，噴灌地和穴灌地土壤非毛管孔隙度在土壤剖面上差異均不顯著，漫灌地土壤非毛管孔隙度在80～100 cm 處最低，與其他土層間差異顯著（p＜0.05）。

2.2 不同灌溉方式對(duì)側(cè)柏人工林土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

2.2.1 土壤pH

不同灌溉方式側(cè)柏人工林土壤pH 值范圍變化為7.78～8.69（圖1），研究區(qū)土壤均偏堿性，在0～100 cm 土層內(nèi)，土壤pH 值隨著土層深度增加沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的變化規(guī)律，各土層土壤pH 值變化差異不顯著（p＞0.05）。從表5 可知，不同灌溉方式林地土壤pH的大小順序依次為噴灌地（7.97）＜漫灌地（8.27）＜穴灌地（8.52），噴灌地與漫灌地、穴灌地之間差異顯著，而漫灌地和穴灌地間差異不顯著。

2.2.2 土壤有機(jī)碳

通過(guò)對(duì)側(cè)柏人工林不同灌溉方式下土壤有機(jī)碳含量進(jìn)行分析（圖1），結(jié)果表明，土壤有機(jī)碳變化范圍在0.24%～1.50%之間，噴灌地、穴灌地與漫灌地垂直剖面土壤有機(jī)碳含量整體呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，分別由1.50%降至0.42%、0.55%降至0.25%和1.11%降至0.35%，噴灌地各土層有機(jī)碳含量均高于穴灌地和漫灌地。從表5 可知，0～100 cm 土層，噴灌地土壤有機(jī)碳平均值為0.77%，漫灌地為0.57%，穴灌地最小為0.38%，方差分析表明3 種灌溉方式之間土壤有機(jī)碳差異性顯著（p＜0.05）。

2.2.3 土壤全氮

土壤全氮含量的高低在一定程度上反映出土壤氮素的儲(chǔ)量和潛在的供應(yīng)能力，0～100 cm 土層側(cè)柏人工林地土壤全氮剖面分布情況見(jiàn)圖1。噴灌地、穴灌地土壤全氮含量均隨土層深度的增加呈逐漸減小的趨勢(shì)，漫灌地土壤全氮含量呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，在80～100 cm 土層處最大，達(dá)到1.70 g/kg。從表5 可知，噴灌地土壤全氮平均值為1.90 g/kg，漫灌地為1.00 g/kg，穴灌地為0.26 g/kg，3 種灌溉方式土壤全氮表現(xiàn)為噴灌地＞漫灌地＞穴灌地，三者之間差異性顯著（p＜0.05）。

圖1 不同灌溉方式下各土層的土壤化學(xué)性質(zhì)Fig.1 The soil chemical properties of different soil layers under different irrigation methods

表5 不同灌溉方式下土壤化學(xué)指標(biāo)Tab.5 The soil chemical indexes under different irrigation methods

2.2.4 土壤速效養(yǎng)分

土壤中的速效氮、磷、鉀指能夠直接被作物吸收利用的部分，速效養(yǎng)分是反映肥效高低的主要指標(biāo)。從圖1可知，土壤水解性氮、有效磷、速效鉀含量分別為16～93、4.41～5.98、50～139 mg/kg，土壤水解性氮和速效鉀含量變化范圍均較大。隨著土層深度的增加，噴灌地、穴灌地土壤水解性氮含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，漫灌地土壤水解性氮含量呈先下降后增加的趨勢(shì)，在40～60 cm 處最低，為21 mg/kg，60～80 cm、80～100 cm土層中的土壤水解氮分別是噴灌地的1.26、1.68倍；土壤有效磷含量沒(méi)有呈現(xiàn)規(guī)律性變遷且在各土層之間變化不大；土壤速效鉀亦呈下降趨勢(shì)，且表層（0～20 cm）土壤速效鉀含量顯著高于其他土層。

從表5可知，0～100 cm土層，不同灌溉方式土壤水解性氮含量表現(xiàn)為噴灌地（55.80 mg/kg）＞漫灌地（45.40 mg/kg）＞穴灌地（18.20 mg/kg）；土壤有效磷含量為噴灌地（5.33 mg/kg）＞穴灌地（5.18 mg/kg）＞漫灌地（4.95 mg/kg）；土壤速效鉀含量為噴灌地（87.2 mg/kg）＞漫灌地（76.40 mg/kg）＞穴灌地（67.8mg/kg），3種灌溉方式土壤水解性氮、速效鉀均達(dá)到顯著性差異（p＜0.05），土壤有效磷差異不顯著。

3 討 論

3.1 土壤容重和孔隙度

土壤容重和孔隙度是重要的土壤物理因子，影響著土壤的疏松緊實(shí)程度及持水透氣性能。土壤容重是土壤緊實(shí)度的敏感性指標(biāo)，其大小與土壤的物理結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分的含量及土壤密度等緊密相關(guān)，土壤容重越小，說(shuō)明土壤疏松多孔，透氣性、透水性越好[16]。在0～40 cm 土層，同漫灌地相比，噴灌、穴灌地的土壤容重明顯降低，分別比漫灌地降低14.3%和7.6%，說(shuō)明兩種灌溉方式均能明顯降低0～40 cm 土層容重，增加土壤的疏松度，提高土壤通透性，這對(duì)促進(jìn)側(cè)柏根系呼吸，增強(qiáng)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收能力具有重要意義。土壤孔隙度是土壤養(yǎng)分、水分等的轉(zhuǎn)移通道或貯存庫(kù)，孔隙度大時(shí)土壤比較疏松，加強(qiáng)其儲(chǔ)蓄水分的能力。研究結(jié)果表明，3種不同灌溉方式下側(cè)柏林地噴灌的土壤總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度比漫灌分別高12.43%，12.94%和8.65%；比穴灌高8.62%，9.81%和0.3%。有研究表明土壤非毛管孔隙度大，則土壤的滲透性能就強(qiáng)[17]，本研究中，土壤非毛管孔隙度僅占約10%，說(shuō)明側(cè)柏林地土壤黏重、緊實(shí)，通透性差，這與半干旱區(qū)少雨、黃土板結(jié)有關(guān)，對(duì)側(cè)柏生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。3種不同灌溉方式土壤非毛管孔隙度表現(xiàn)出噴灌地最大，其次是穴灌地，漫灌地最小，結(jié)果表明噴灌地土壤的調(diào)節(jié)水分能力強(qiáng)，而漫灌地土壤的調(diào)節(jié)水分的能力弱。灌溉方式對(duì)土壤孔隙度影響很大，采取漫灌方式不僅對(duì)表層土壤產(chǎn)生沖刷的作用，同時(shí)使土壤水較快達(dá)到飽和或過(guò)飽和，產(chǎn)生大量的重力水對(duì)土壤團(tuán)粒進(jìn)行浸泡和破壞，土壤孔隙度降低[18]。噴灌類似自然降雨，水流從表層入滲到土層中去時(shí)，對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞的程度較小，在一定程度上增強(qiáng)土壤的疏松度，從而降低了土壤的容重，說(shuō)明噴灌比漫灌具有較好的保持土壤結(jié)構(gòu)的功能。

3.2 土壤含水量和持水量

土壤水分是黃土高原防治水土流失、開(kāi)展植被恢復(fù)等過(guò)程中的重要考慮因素之一，土壤水分供應(yīng)狀況是評(píng)價(jià)人工林土壤涵養(yǎng)水源能力的重要指標(biāo)，其性狀的優(yōu)劣直接影響到土壤的持水能力，而良好的持水能力對(duì)于側(cè)柏人工林生長(zhǎng)發(fā)育有著積極的作用。土壤水分變化受到灌溉水量和土壤水蒸散發(fā)的影響，3種灌溉方式下側(cè)柏林地土壤含水量的排序?yàn)槁嗟兀緡姽嗟兀狙ü嗟兀@與不同灌溉水量有關(guān)，噴灌、穴灌和漫灌的水分入土方式不同[19]，影響了根系的吸水。噴灌地土壤的最大持水量、毛管持水量和田間持水量都比穴灌地、漫灌地土壤的大，表明噴灌地土壤的持水性能比穴灌地、漫灌地土壤的持水性能好，李蕊[20]對(duì)蘭州市北山林地的研究結(jié)果也表明漫灌地中同層土壤深度處毛管持水量均比噴灌地毛管持水量減小，這與本文的結(jié)果一致。漫灌一次的灌水量很大，各土層土壤含水率較大，但是大部分水分下滲到60 cm 土層以下，造成了水資源的浪費(fèi)，而過(guò)量的水分堵塞了表層土壤的非毛管孔隙，反而降低了土壤的持水能力，不利于透水和側(cè)柏林地的生長(zhǎng)發(fā)育。穴灌地灌水量受樹(shù)坑范圍大小的限制，土壤含水率最小，不利于側(cè)柏的生長(zhǎng)。漫灌因?yàn)楣喔却螖?shù)少、間隔時(shí)間長(zhǎng)，使側(cè)柏人工林在生長(zhǎng)季內(nèi)經(jīng)常處于缺水狀態(tài)，從而抑制了其正常生長(zhǎng)。噴灌地灌水可以均勻地被土壤吸收，能夠有效地增大土壤孔隙度和持水量，從而增強(qiáng)側(cè)柏林地透水性和持水能力。

3.3 土壤養(yǎng)分

林地土壤養(yǎng)分是土壤肥力的基礎(chǔ)，肥力狀況受土壤類型、條件等自然因素和灌溉量、施肥量等人為管理措施的共同影響。不同灌溉管理的土壤養(yǎng)分不同，研究噴灌等節(jié)水灌溉方式下側(cè)柏人工林土壤肥力的消耗情況，對(duì)我國(guó)人工林的經(jīng)營(yíng)和管理具有重要的理論和實(shí)踐意義。葛新偉等[21]研究發(fā)現(xiàn)土壤中的水解氮隨灌溉水的下滲有向下遷移的趨勢(shì)，且灌水量越多水解氮向深層遷移的量越大，本研究中，漫灌地大量灌水后水解氮向下遷移量最大，60～100 cm 土層中的土壤水解氮明顯高于噴灌地，說(shuō)明漫灌地降低了土壤對(duì)水解性氮的利用率，不利于側(cè)柏林地的生長(zhǎng)。本研究中，不同灌溉方式土壤養(yǎng)分指標(biāo)變化較大，噴灌地0～100 cm 土壤有機(jī)碳、全氮、水解性氮、速效鉀含量均顯著高于漫灌地和穴灌地，有效磷含量稍高于漫灌地和穴灌地，但差異性不顯著。這說(shuō)明，噴灌可以在一定程度上提高側(cè)柏人工林地土壤的土壤養(yǎng)分的含量，只是各個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)受到的程度不同，土壤有機(jī)碳、全氮、水解性氮、速效鉀受到噴灌方式的影響明顯，而土壤有效磷受到的影響則不明顯。

4 結(jié) 論

（1）3種灌溉方式側(cè)柏林地土壤容重隨土層深度的增加而增加，土壤總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均隨土層深度的增加而減小。不同灌溉方式噴灌地土壤容重小于穴灌地和漫灌地，噴灌地土壤總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均比漫灌地高。

（2）3種灌溉方式側(cè)柏林地土壤含水量、飽和持水量、毛管持水量及田間持水量均隨土層深度的增加而減小。3種不同灌溉方式下0～100 cm 土層土壤持水量之間的差異均達(dá)到顯著性水平（p＜0.05），表現(xiàn)為漫灌地＜穴灌地＜噴灌地，土壤含水量表現(xiàn)為穴灌地（6.06%） ＜噴 灌 地（7.04%） ＜漫灌地（14.91%）。

（3）3種灌溉方式下土壤有機(jī)碳、全氮、水解性氮、速效鉀基本均隨土層深度的增加而減小，均表現(xiàn)為噴灌地＞漫灌地＞穴灌地，方差分析表明差異顯著（p＜0.05）。土壤pH、有效磷變化無(wú)明顯規(guī)律，無(wú)顯著差異。

側(cè)柏人工林采用穴灌方式對(duì)樹(shù)干基部修整的樹(shù)穴進(jìn)行灌溉，灌溉用水量最小，但存在費(fèi)工費(fèi)時(shí)，灌溉后形成的濕潤(rùn)體范圍小影響根系吸水等問(wèn)題，采用噴灌方式不僅灌水量較少，而且能夠增強(qiáng)土壤的持水能力和孔隙度，較好地改善土壤理化性質(zhì)，從而有利于促進(jìn)林地對(duì)土壤水分及養(yǎng)分的吸收，是一種適宜黃土高原半干旱區(qū)側(cè)柏人工林的節(jié)水灌溉方式。