洪曉強(qiáng)，許喜明，趙二龍，李旭輝

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

楊凌地區(qū)桃樹(shù)土壤水分動(dòng)態(tài)及其耗水特征初探

洪曉強(qiáng)1，許喜明2，趙二龍1，李旭輝1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

桃樹(shù)；土壤水分；蒸發(fā)量；楊凌

為了摸清桃樹(shù)土壤水分時(shí)空分布特點(diǎn)和桃樹(shù)的耗水規(guī)律，提出有針對(duì)性的區(qū)域防旱措施，以桃園土壤水分下降到田間持水量的不同比例為灌溉指標(biāo)進(jìn)行了補(bǔ)充灌溉試驗(yàn)。結(jié)果表明：灌溉后S1、S2處理土壤水分形成“雙峰分布”，S3、S4表現(xiàn)平緩，S5整個(gè)生育期土壤水分是一個(gè)緩慢下降的過(guò)程，但始終未達(dá)到凋萎濕度值；試驗(yàn)中S2、S4處理土壤蒸發(fā)量分別為403.1、418.1 mm，分別占其總蒸散量的37.2%和41.9%，土壤水貯存量分別達(dá)到217.2和142.2 mm。因此，采用各種形式的保水措施減少桃園土壤水分蒸發(fā)很有必要；同時(shí)，利用黃土塬區(qū)土層深厚、貯水能力強(qiáng)的特性，在充分納蓄降雨的情況下可以考慮適當(dāng)減少灌水量。

陜西黃土塬區(qū)是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)桃適生區(qū)，但當(dāng)?shù)卮嬖诩竟?jié)性干旱，常導(dǎo)致落花落果并嚴(yán)重影響桃產(chǎn)量和品質(zhì)的進(jìn)一步提高。近年來(lái)，有關(guān)桃樹(shù)的研究主要集中在桃樹(shù)遺傳育種[1-3]、高產(chǎn)栽培[4-7]等方面，桃樹(shù)水分的試驗(yàn)研究?jī)H限于水分生理方面，如高照全等[8]根據(jù)不同土壤的水分特征曲線、氣孔導(dǎo)度模型、冠層蒸騰模型和RC模型模擬出黃土高原不同土壤類型下桃樹(shù)的水分運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)，周罕覓[9]對(duì)桃樹(shù)需水信號(hào)與灌水量和微氣象環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行了研究，龔道枝[10]對(duì)分根區(qū)交替灌溉條件下桃樹(shù)的蒸騰過(guò)程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與模擬，宋磊等[11]以12年生桃樹(shù)為對(duì)象研究了分根交替灌溉對(duì)半干旱氣候條件下桃樹(shù)生長(zhǎng)和水分利用效率的影響。但是，桃樹(shù)栽培的生態(tài)條件與耗水、節(jié)水方面的研究報(bào)道并不多見(jiàn)。因此，摸清桃樹(shù)土壤水分時(shí)空分布特點(diǎn)，探索桃樹(shù)的需水、耗水規(guī)律和土壤貯水、供水等水分循環(huán)規(guī)律，提出有針對(duì)性的區(qū)域防旱措施，有助于提高自然降水利用率，制定合理的灌溉方案，促進(jìn)桃業(yè)生產(chǎn)再上新臺(tái)階。

1 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)于2011年在西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)場(chǎng)一站進(jìn)行。選擇主干直徑、樹(shù)冠大小基本一致的8年生桃樹(shù)5株，品種為油桃97-6-12。對(duì)所選擇的桃樹(shù)進(jìn)行根部土壤水分隔離處理，即在桃樹(shù)兩側(cè)行間距桃樹(shù)主干1.5 m處，沿樹(shù)行平行方向挖兩條0.8 m寬、2.0 m深的長(zhǎng)方形溝，并在株間距桃樹(shù)1.4 m處，挖兩條0.2 m、寬2.0 m深的長(zhǎng)方形溝，與行間的兩條溝垂直相交，形成3.0 m×2.8 m×2.0 m的土體，埋農(nóng)膜及水泥瓦楞板隔離土壤水分。設(shè)置以下5個(gè)處理：①土壤濕度降低到田間持水量的75%時(shí)灌足水，樹(shù)冠下地表用水泥瓦楞板隔離雨水(簡(jiǎn)稱S1)；②土壤濕度降低到田間持水量的75%時(shí)灌足水，樹(shù)冠下地表不用水泥瓦楞板隔離雨水(簡(jiǎn)稱S2)；③土壤濕度降低到田間持水量的50%時(shí)灌足水，樹(shù)冠下地表用水泥瓦楞板隔離雨水(簡(jiǎn)稱S3)；④土壤濕度降低到田間持水量的50%時(shí)灌足水，樹(shù)冠下地表不用水泥瓦楞板隔離雨水(簡(jiǎn)稱S4)；⑤不灌水，樹(shù)冠下地表用水泥瓦楞板隔離雨水(簡(jiǎn)稱S5)。

試驗(yàn)實(shí)施前在試驗(yàn)桃園測(cè)定土壤水分常數(shù)，作為本試驗(yàn)灌水量及土壤水分換算的依據(jù)。土壤水分采用烘干法測(cè)定，每7 d觀測(cè)1次0—200 cm土層土壤濕度，每20 cm取一土樣，重復(fù)2次。

灌水量計(jì)算公式為

灌水量(g)=(田間持水量-最近觀測(cè)土壤含水量)×

土壤容重×試驗(yàn)土體體積

式中：試驗(yàn)土體體積為300cm×280cm×200cm。

農(nóng)田水分平衡按彭曼方程計(jì)算，公式為

ET=P+I-ΔW

式中：ET為蒸散量；P為降水量；I為灌水量；ΔW為土壤水分變化量，即一定時(shí)段始末的蓄水量之差。

土壤水分單位換算公式為

土壤水分含量(mm)=土壤含水量(%)×

土壤容重×土層厚度(cm)÷10

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤水分常數(shù)

土壤容重測(cè)定用環(huán)刀法，0—200cm土層土壤容重平均值為1.47g/cm3；田間持水量與飽和含水量測(cè)定用室內(nèi)法(威爾科克斯法)，0—200cm土層田間持水量平均值為21.2%，飽和含水量平均值為31.3%(具體見(jiàn)表1)。

表1 土壤水分常數(shù)測(cè)定結(jié)果

2.2 桃樹(shù)土壤水分動(dòng)態(tài)

桃樹(shù)土壤水分狀況受桃樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育和外界環(huán)境條件的共同影響。4月中旬桃樹(shù)開(kāi)花期旬平均氣溫已回升至16.9 ℃，各試驗(yàn)處理0—200cm土層含水量在15%左右。4月下旬至5月中旬為幼果膨大期，桃樹(shù)需水量增加，此間有兩場(chǎng)20mm左右降水，各處理0—200cm土層含水量均有下降。5月12日S1、S2處理進(jìn)行第一次灌水，土壤含水量迅速升高，5月30日測(cè)得S1、S2分別為19.9%、17.2%。6月份桃樹(shù)達(dá)到果實(shí)成熟膨大期，該月總降水量45.1mm，基本可以滿足水分需要。

7月份之后溫度增高，桃樹(shù)蒸散量顯著加大，S1處理土壤水分多次降低到灌溉指標(biāo)以下，進(jìn)行了補(bǔ)充灌溉，土壤水分形成比較明顯的多峰分布。7、8、9月降水量分別為150.6、68.0、409.0mm，與此相對(duì)應(yīng)，S2處理受降水與失水的共同影響，土壤水分也有多峰分布的特征，但無(wú)S1處理明顯。S5處理因不灌水，又做了遮雨處理，整個(gè)生育期土壤水分基本是一個(gè)平穩(wěn)下降的過(guò)程，但始終未達(dá)到凋萎濕度值。從10月初開(kāi)始，S5濕度值增高，主要由100 cm以下土層濕度增高引起，這種“翹尾現(xiàn)象”可能與2 m以下土層地下水補(bǔ)給有關(guān)(見(jiàn)圖1)。

圖1 桃樹(shù)土壤水分動(dòng)態(tài)

2.3 桃樹(shù)水分平衡

表2反映出不同處理的土壤水分平衡情況，如S1、S3、S5處理各生育期農(nóng)田水分平衡值均為負(fù)值，說(shuō)明本區(qū)桃樹(shù)生育期的水分條件較差。此外，由于S1與S2之間、S3與S4之間的主要差異是進(jìn)行了遮雨(同時(shí)遮陽(yáng))處理，因此二者蒸散量的差數(shù)可視為土壤蒸發(fā)量，其中S2蒸發(fā)量403.9 mm、S4蒸發(fā)量418.1 mm，分別占總蒸散量的37.3%和41.9%。

2.4 桃樹(shù)耗水組成

桃樹(shù)耗水來(lái)源包括生育期降水、灌水和發(fā)芽前土壤儲(chǔ)水3項(xiàng)。生育期降水總量876.1 mm，屬中等偏多年份。降水和灌水量依照前述試驗(yàn)設(shè)計(jì)及灌溉指標(biāo)而定，各處理簡(jiǎn)列于下。

S1：進(jìn)行遮雨處理，降水量為0；桃樹(shù)生育期灌水4次，灌溉量為698.2 mm。

S2：生育期降水量876.1 mm；桃樹(shù)生育期灌水3次，灌溉量為423.3 mm。

S3：進(jìn)行遮雨處理，降水量為0；桃樹(shù)生育期灌水2次，灌溉量為555.6 mm。

S4：生育期降水量876.1 mm；桃樹(shù)生育期灌水1次，灌溉量為261.6 mm。

S5：進(jìn)行遮雨處理，降水量為0；未進(jìn)行灌溉，灌溉量也為0。

本試驗(yàn)耗水量及其組成如表3。表3說(shuō)明，桃樹(shù)生育期耗水量S1、S3、S5三處理較為接近，在490～680 mm之間；S2、S4處理耗水量在1 000 mm左右。土壤供水量為負(fù)值表示試驗(yàn)?zāi)杲邓蚬喔人寥烙兴鶅?chǔ)存，S2、S4處理分別達(dá)到217.2和142.2 mm，這說(shuō)明在充分納蓄降雨的情況下，可以考慮適當(dāng)減少灌水量。表2水分平衡值S2、S4處理某些生育階段降水量大于蒸散量的事實(shí)也證明了這一點(diǎn)。

表3 桃樹(shù)耗水量及其組成

3 小結(jié)與討論

(1)用環(huán)刀法測(cè)定土壤水分常數(shù)，0—200 cm土層土壤容重平均值為1.47 g/cm3，飽和水含量為31.3%，田間持水量為21.2%。此前曾用離心機(jī)法測(cè)定水分常數(shù)，結(jié)果遠(yuǎn)大于上述各值，故本試驗(yàn)未采用。

(2)桃樹(shù)土壤水分狀況受桃樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育和外界環(huán)境條件的共同影響。幼果膨大期至硬核期，桃樹(shù)需水量增加，各處理含水量均有下降。6月份果實(shí)成熟膨大期降水量基本可以滿足桃樹(shù)水分需要。7月后S1、S2、S3、S4進(jìn)行了定量補(bǔ)充灌溉，S1、S2土壤水分形成雙峰分布。S5整個(gè)生育期土壤水分是一個(gè)平穩(wěn)下降的過(guò)程，但始終未達(dá)到凋萎濕度值，且10月初后逐漸出現(xiàn)“翹尾現(xiàn)象”。

(3)試驗(yàn)中S2處理土壤蒸發(fā)量為403.1 mm，S4處理土壤蒸發(fā)量為418.1 mm，分別占總蒸散量的37.2%和41.9%。因此，采用各種形式的保水措施減少桃園土壤蒸發(fā)量是很有必要的[12-15]。

(4)S2、S4處理的土壤水儲(chǔ)存量分別達(dá)到217.2和142.2 mm，說(shuō)明在充分納蓄降雨的情況下可以考慮適當(dāng)減少灌水量。可利用本區(qū)土層深厚、儲(chǔ)水能力強(qiáng)的特性，充分保蓄雨季降水[16-18]，這是增產(chǎn)增收的關(guān)鍵所在。

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(責(zé)任編輯 徐素霞)

S157.5

A

1000-0941(2015)05-0047-04

洪曉強(qiáng)(1962—)，男，陜西西安市人，高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，主要從事旱地農(nóng)業(yè)研究推廣工作。

2014-08-20