起壟覆蓋栽培對旱地蘋果園土壤水分的影響

郭 偉

（山西運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000）

我國蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)“西移北擴(kuò)”的趨勢，逐漸由產(chǎn)地優(yōu)勢向產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢轉(zhuǎn)型、由數(shù)量擴(kuò)張型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。全國近80%的蘋果種植面積、產(chǎn)量，大部分加工企業(yè)和出口企業(yè)，都集中在西北黃土高原和環(huán)渤海地區(qū)，成為蘋果產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)建設(shè)目標(biāo)和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)區(qū)[1]。西北黃土高原具有適宜蘋果生長的自然條件，生產(chǎn)的蘋果色艷質(zhì)佳，深受消費(fèi)者青睞。但該地區(qū)干旱少雨、年降雨分布不均，對蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì)也造成一定影響。針對這一問題，免耕、生草和地面覆蓋等田間管理措施的研究為解決這一問題提供理論依據(jù)[2~4]。而起壟栽培技術(shù)以往主要用于冷涼地區(qū)塊根塊莖類作物栽培，還有一些不耐澇經(jīng)濟(jì)作物(如葡萄、桃樹、李、櫻桃等)栽培?，F(xiàn)在起壟栽培技術(shù)在干旱地區(qū)也有推廣，但相關(guān)研究較少，本文通過研究旱地果園起壟覆蓋栽培方式對土壤水分的影響，為干旱雨養(yǎng)果園水分管理提供一些理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于米脂縣石溝鎮(zhèn)黨塔村山地果園科技示范園(109°57′20″E，38°08′32″N)，地形主要為臺地，局部為坡地，平均海拔1 049 m。土壤為黃綿土，土質(zhì)疏松，貧瘠。主栽品種為‘紅富士’，授粉品種為‘嘎拉’‘秦冠’。

根據(jù)試驗(yàn)園地形地貌，利用小型氣象站的降雨數(shù)據(jù)及試驗(yàn)區(qū)安置的雨量筒測定的數(shù)據(jù)，繪制試驗(yàn)期內(nèi)果園全年的自然降雨量分布圖(圖1)。

圖1 2016年試驗(yàn)區(qū)降雨量

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在果園選取樹勢基本一致、管理措施相同、無病蟲害的6年生‘紅富士’蘋果樹為試材，設(shè)起壟覆膜壟溝覆草(L~M)、常規(guī)管理(對照)兩種管理措施，每處理重復(fù)3次。兩個處理間隔1行樹，3次重復(fù)間隔1株樹。起壟覆膜壟溝覆草是以果樹主干為中心，沿行向在樹干兩側(cè)各起中間高兩邊低、寬100 cm的拱形壟，壟上沿行向覆蓋寬120 cm、厚0.01 mm的黑色地膜，壟兩側(cè)溝內(nèi)覆蓋15 cm厚的碎玉米秸稈；常規(guī)管理是樹盤裸露，開溝施肥，定期除草。

1.3 土壤水分測定與數(shù)據(jù)處理

于4—10月的中上旬，起壟在壟溝內(nèi)、對照距樹干100 cm挖200 cm深，每20 cm土層取1個土樣；在10月最后1次采樣時，沿行向向外分別在距樹干120、140、160、180、200 cm處挖100 cm深，每10 cm土層取1個土樣。用烘干法測土壤含水量。

(1)105℃烘干法測定土壤含水率的計(jì)算公式

θm=(W1~W2)/W2×100(θm為土壤質(zhì)量含水率，%；W1為濕土重量，g；W2為干土重量，g)

(2)土壤貯水量計(jì)算公式

SWS=Σ(0.1·θmi·Vi·Hi)(SWS:土壤貯水量；θm為質(zhì)量含水量；V為土壤容重；H為土層深度；i為土壤層)

用Microsoft Excel 2007軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪制圖表；用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 起壟覆蓋栽培對果園土壤剖面水分含量變化的影響

由降雨量分布圖(圖1)可知，試驗(yàn)園區(qū)2016年果樹生長期內(nèi)，4—10月的降雨量主要集中在6、7月(降雨量125.7 mm)，8、9月降雨較少(只有45.9mm)，全年降雨量271.3 mm。

圖2是不同時期起壟覆蓋栽培處理與對照0~200 cm土層范圍內(nèi)的土壤水分含量變化。由于受年降雨量分布不均、田間蒸發(fā)等因素影響，不同時期不同處理的土壤水分含量垂直變化明顯。5月，不同處理的土壤水分含量垂直變化趨勢基本一致，上層土壤水分含量比底層低。0~200 cm土層中起壟覆蓋處理的土壤水分含量略均高于對照，較對照高0.43%~1.87%。但上層差異較大，0~100 cm土層，起壟覆蓋處理較對照高較對照提高0.52%~1.87%，其中60~80 cm土層起壟覆蓋處理的土壤水分含量為10.81%，較對照提高1.87%。7月，0~200 cm土層起壟覆蓋處理的土壤水分含量總體上高于對照，較對照提高-0.02%~2.74%。由于7月降雨較多，表層土壤水分含量有所增加，不同處理間差異比較顯著。0~100 cm土層，起壟覆蓋栽培處理的土壤水分含量較對照提高1.04%~2.74%，其中20~40 cm土層兩處理的土壤水分含量分別是14.35%和11.61%，起壟覆蓋處理顯著高于對照(p＜0.05)；100~200 cm土層中幾乎較大。0~100 cm土層，起壟覆蓋處理的土壤水分含量較對照提高0.31%~2.11%，其中20~40 cm不同處理的土壤水分含量分別為13.46%、11.35%；100~200 cm土層中兩處理的土壤水分含量差異不大。10月，0~200 cm土層，沒有差異。9、10月，果樹生長需水量降低，蒸發(fā)量減少，表層土壤水分含量變幅較大。9月，0~200 cm土層，起壟覆蓋處理的土壤水分含量較對照提高0.10%~2.11%，同樣是上層土壤不同處理的土壤水分含量差異起壟覆蓋處理的土壤水分含量總體上高于對照，較對照高-0.95%~2.27%。由于蒸發(fā)量減少，上層土壤的水分含量高，0~100 cm土層，起壟覆蓋處理較對照高1.11%~2.27%，其中60~100 cm土層較對照提高2.07%~2.27%，差異顯著(p＜0.05)；100~200 cm土層兩個處理的土壤水分含量差異不大。上述結(jié)果表明，起壟覆蓋栽培在旱季可以提高0~40 cm土層土壤水分含量，雨季后可以提高較深層次土壤的水分含量，尤其是60~100 cm土層。

圖2 不同處理對土壤含水量的影響

2.2 起壟覆蓋栽培對土壤水分水平分布的影響

如圖3所示，果樹生育后期(果實(shí)采收后)起壟覆蓋處理與對照的土壤水平方向向外各土層的土壤水分含量變化趨勢一致，在距樹干100~200 cm范圍內(nèi)沿樹冠向外的土壤水分含量逐漸增大，起壟覆蓋處理的0~80 cm土層土壤水平方向不同距離的土壤水分含量較對照有所提高。0~40 cm土層水平方向向外，起壟覆蓋處理的土壤水分含量較對照增加0.80%~1.68%(起壟覆蓋處理為13.77%、13.98%、14.33%、14.75%、15.12%、15.35%，對照處理為12.09%、12.34%、12.81%、13.57%、14.11%、14.55%)；40~80 cm土層水平方向向外，起壟覆蓋處理的土壤水分含量較對照提高0.52%~2.10%(起壟 覆 蓋 處 理 為12.08%、12.31%、12.57%、12.72%、13.11%、13.24%，對照處理為9.98%、10.48%、10.93%、11.53%、12.13%、12.72%)。土壤水分含量在水平方向的變化，受地理環(huán)境、降雨、植被發(fā)育狀態(tài)、土壤構(gòu)造等多種因素的影響[5]，主要由于蘋果樹吸水根以橫向0~90 cm、垂向0~120 cm為主要分布區(qū)，且更為集中于40~60 cm土層內(nèi)，距離樹干60 cm處的根系分布最多，即距離樹干越近，根系吸水能力越強(qiáng)[6]。張義等(2010)、李小英等(2014)的研究結(jié)果表明，由于距樹干距離越近，果樹的根系越發(fā)達(dá)且密集，對土壤水分的消耗也越大，土壤水分含量也就越低[7]。本試驗(yàn)結(jié)果與鄭利劍、張義、李小英等的研究結(jié)果一致。

圖3 果樹生育后期不同處理距樹干不同距離的土壤水分含量

2.3 起壟覆蓋栽培對土壤貯水量變化的影響

圖4為4—10月不同處理0~200 cm土壤貯水量(mm)的動態(tài)變化。4—5月降雨稀少，土壤貯水量略有下降；6月開始降雨增多，土壤貯水量逐漸升高，到7月土壤貯水量達(dá)到這一年最高，起壟覆蓋與對照分別為359.9、321.0 mm；7、8月，果樹需水量增大，且蒸發(fā)量加大，土壤貯水量有所回落；9、10月，土壤水分含量又開始回升。起壟覆蓋與對照，4—10月0~200 cm土層平均土壤貯水量分別為297.6、274.9 mm，起壟覆蓋處理 的土壤貯水量較對照提高8.3%。由此可知，該地區(qū)果園采用起壟覆蓋處理可以改善0~200 cm土層內(nèi)的土壤貯水量。

圖4 不同處理0~200 cm土層土壤貯水量的變化

3 結(jié)論

起壟栽培技術(shù)可以將樹體截留的部分降雨聚集在果樹根區(qū)，調(diào)節(jié)土壤水分含量變化；同時采取一定的覆蓋措施可以減少地表蒸發(fā)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，該地區(qū)果園起壟覆蓋栽培技術(shù)可以一定程度調(diào)節(jié)0~80 cm土層土壤水分含量的變化。干旱季節(jié)(5月)起壟覆蓋可以減少地表蒸發(fā)，0~100 cm土層土壤水分含量較對照提高0.52%~1.87%；降雨季節(jié)(7、9月)0~100 cm土層范圍內(nèi)起壟覆蓋處理的土壤水分含量可以提高0.31%~2.74%；10月，起壟覆蓋處理的0~100 cm土層土壤水分含量提高1.11%~2.27%，其中60~100 cm提高2.07%~2.27%，說明該時段起壟覆蓋技術(shù)可以促進(jìn)水分向較深土層移動，有效改善土壤水分縱深分布。不同處理的0~80 cm土層中沿樹冠向外100 cm范圍土壤水分含量逐漸升高，起壟覆蓋處理較對照提高0.52%~2.10%，可能是樹冠截留的原因，越靠近樹冠的區(qū)域增加量越大。從土壤貯水量來看，起壟覆蓋處理4—10月0~200 cm土層土壤貯水量較對照提高8.3%。所以，在該地區(qū)果園采用起壟覆蓋栽培技術(shù)可以提高土壤水分含量，有一定推廣意義。