全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (3) : 481～484
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 11 - 06; 修回日期 : 2006 - 05 - 08
基金项目 : 国家 ‘十五’重点攻关项目 (2002BA16B10) ; 陕西省农业攻关项目 (2004K012G2)
黄土高原旱地苹果园生草对土壤水分的影响
赵政阳 1 　李会科 2
(1 西北农林科技大学园艺学院 , 陕西杨凌 712100; 2 西北农林科技大学资源与环境学院 , 陕西杨凌 712100)
摘 　要 : 对黄土高原渭北地区旱作生草苹果园 3～10月 0～100 cm土层土壤水分观测结果表明 : 在 0～
40 cm土层牧草与果树存在水分竞争 , 但生草对 40～80 cm土层水分具有调蓄作用 , 生草种类不同 , 对土壤
贮水增减量的影响存在差异 , 其影响主要发生在春季与秋季 , 在降水丰水年影响较小 , 但在降水欠水年生
草对果园土壤贮水影响较大。
关键词 : 苹果 ; 果园生草 ; 土壤水分
中图分类号 : S 66111　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0320481204
The Effects of In terplan t D ifferen t Herbage on So ilW a ter in Apple O rchards
in the Area of W e ibe i Pla teau
Zhao Zhengyang1 and L i Huike2
(1 College of Horticulture, N orthw est A & F U niversity, Yangling, Shaanxi 712100, China; 2 College of Environm ent and
R esource, N orthw est Resource, N orthw est A & F U niversity, Yangling, Shaanxi 712100, Ch ina)
Abstract: Analysis on soil moisture in 0 - 100 cm soil layer in nonirrigated app le orchard in W eibei are2
as during March to October in 2003 and 2004 year showed that water content competition existed between
herbage and app le in 0 - 40 cm soil layer. But p lanting herbage had function of retain soil water content to 40
- 80 cm soil layer. W ith different kind of herbage and different water consump tion of different kind of herb2
age, the increasing and decrease of soil moisture storage was different in p lanting herbage areas, this occurred
mainly in sp ring and in autumn. In the abundance of rainfall, p lanting herbage impacted less on soil moisture
storage. But impacted more on soil water storage in the year of drought.
Key words: App le; Planting herbage in orchard; Soil moisture
果园生草是近些年来我国绿色果品生产推广的重要措施 , 已开展了不少研究〔1～4〕。虽然部分学者
就不同类型草种对橘园、苹果园等果园土壤水分影响作过研究 , 但研究的土层主要集中在表层和亚表
层 , 缺乏对较深层次土壤水分的研究 , 而深层土壤水分对半干旱地区果树生长发育及产量的形成具有
重要的意义 , 在研究方法上大多采用静态的描述性方法 , 未能较好地揭示生草果园土壤水分的时空动
态变化问题〔1, 5, 6〕。本研究选择陕西黄土高原苹果产区的旱地 “雨养 ”果园 , 测定分析苹果园生草后
土壤水分的变化特征 , 以期为该区域建立完善的果园生草技术体系 , 改进土壤水分管理提供科学依
据。
1　材料与方法
试验区位于陕西黄土高原苹果主产区的洛川县苹果示范园 , 示范园为 10～12年生矮化红富士
(富士 /M26 /新疆野苹果 ) 果园 , 株行距 2 m ×4 m。试验设置 4块样地 : B1, 全园种植黑麦草 (4年
生 ) ; B2, 行间种植黑麦草 (3年生 ) ; B3, 行间种植白三叶 ( 4年生 ) ; D , 对照 (CK)。各样地面
积 200 m ×200 m , 其他管理措施相同 , 生草区在 5～8月对牧草进行刈割 , 覆盖于树盘。
2003和 2004年 3～10月 , 于每月中、下旬采用烘干称重法分层 (间隔 20 cm ) 测定 0～100 cm
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土层土壤水分及土壤容重〔7〕, 并利用公式 W
(mm) =w·r·h〔8〕分层计算 0～100 cm土层贮水
量 〔w为土壤质量含水量 ( % ) , t为每层干容重
(g /cm3 ) , h为分层厚度 (20 cm ) 〕, 降水资料由
设在附近的洛川县气象站提供 (图 1)。运用 Excel
和 DPS515统计软件对观测数据进行处理分析。
2　结果与分析
211　生草对土壤水分垂直分布的影响
由于受降水非均衡性、田间蒸散等因素的影
响 , 土壤水分含量及垂直空间分布变化明显。由
图 1　2003、2004年降水量
F ig. 1　Ra infa ll in 2003 and 2004 year
表 1可以看出 , 无论是降水丰水年 (2003年 , 全年降水量达 870 mm ) 或欠水年 ( 2004年 , 全年降
水量为 47317 mm) , 生草区 0～40 cm土层水分总体上低于对照 , 且变异系数和标准差 (0～40 cm平
均值 ) 大于对照 , 说明生草对果园浅层 (0～40 cm ) 土壤水分影响较大 , 牧草与果树在浅层土壤中
存在明显的水分竞争。丰水年 (2003年 ) 生草区 0～20 cm土层土壤水分年平均值虽然稍低于对照 ,
但变异系数明显小于对照 , 说明生草在多雨年份对果园表层土壤水分有一定的调蓄作用。在 40～80
cm土层 , 降雨丰水年和欠水年生草区总体上土壤水分大于对照 , 变异系数小于对照 , 说明生草对该
土层水分有较强的调蓄作用 , 在降水丰水年之后的欠水年 , 黑麦草比白三叶调蓄作用显著。在 80～
100 cm土层 , 生草区土壤水分与对照差异不明显 , 各样地水分变异系数较小 , 说明生草对深层土壤
水分的影响较小。
因生草种类及生草年限不同 , 其对土壤水分的影响有所差异。由表 1可见 , B3样地 40～80 cm
土层水分总体低于 B1、B2样地 , 变异系数及标准差 ( 40～80 cm平均值 ) 大于 B1、B2样地 , 说明
种植黑麦草比种植白三叶更能改善较深土层水分 , 比较 B1、B2样地 , B1样地 40～80 cm土层总体上
水分大于 B2, 且变异系数及标准差小于 B2样地 , 说明随着生草年限的增加 , 牧草根系逐渐向深层土
壤扩展 , 对深层土壤水分的影响作用增强。
表 1　2003和 2004年各样地 0～100 cm土层水分平均值、标准差及变异系
Table 1　The sta tistic m ean, standard dev ia tion and var iable coeff ic ien t of
so il wa ter a t the depth of 0 - 100 cm layer in 2003 and 2004 year
样地号
Plot No.
生草
Herbage
种植方式
Planting pattern
土层
Soil layer( cm)
均值 Mean value ( % )
2003 2004
标准差 Std
2003 2004
变异系数 Variable coefficient( % )
2003 2004
B1 4年生黑麦草 全园生草 0～20 14146 13170 2103 4121 1411 3017
Four years In all 20～40 14172 14162 2155 2153 1713 1713
perennial orchard 40～60 15167 16193 3102 2189 1913 1711
ryegrass 60～80 15163 17107 3101 2100 1817 1117
80～100 15113 17118 2185 2108 1211 1211
B2 3年生黑麦草 行间种植 0～20 14168 15111 2143 4120 1615 2718
Three years Interp lanting 20～40 15117 16134 2182 3108 1816 1818
perennial 40～60 15153 16146 2187 3147 1815 2111
ryegrass 60～80 15122 16186 3121 2139 2111 1211
80～100 15101 16158 3147 1165 1311 919
B3 4年生白三叶 行间种植 0～20 14174 15100 2187 4115 1915 2716
Four years Interp lanting 20～40 14184 16130 3143 3132 2311 1915
white clover 40～60 15106 17152 3122 4122 2010 2411
60～80 15164 16171 3100 2147 2012 1215
80～100 15101 16138 2180 1184 1816 1112
D 清耕 (对照 ) 0～20 14186 15198 2158 3143 1919 2115
Farm ing 20～40 15126 16163 2149 3136 1611 2019
(Control) 40～60 14145 16108 2192 2174 2012 1710
60～80 14124 16122 3175 2152 2613 1515
80～100 15119 16148 2184 2127 1910 1318
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　3期 赵政阳等 : 黄土高原旱地苹果园生草对土壤水分的影响 　
212　生草对土壤水分年变化的影响
由图 2可以看出 , 生草区各样地与清耕对照土壤月贮水量的增减 (△D ) 的动态变化基本一致 ,
即土壤水分变化包括损耗和恢复两个过程 , 说明生草未改变果园土壤贮水的基本变化规律 , 但各样地
△D的峰值与谷值发生明显变化 , 说明生草对果园土壤贮水的增减产生影响。由图 2可以看出 , 在丰
水年 (2003年 ) 3～5月清耕对照 100 cm内 △D值为正值 , 说明清果园在该时段降水补给量大于蒸散
量 , 土壤水分处于增墒阶段。和清耕相比 , 生草区各样地在春季阶段 (3～5月 ) 0～100 cm各土层
∑△D值为负值 , 说明生草对该时段果园水分影响较大 , 这与所生牧草返青后旺盛的蒸腾耗水密切相
关 , 在降水欠水年表现的尤为突出 , 此期牧草与果树水分竞争强烈 , 应加强对地被植物的管理。6～7
月随着气温的升高 , 地面蒸发量加剧 , 同时该时期是果树新梢伸长时期、花芽分化及果实膨大时期 ,
果树蒸腾耗水大 , 清耕园在该时期 △D值为负值 , 处于失墒期 , 而生草区各样地 6～7月 △D值为正
值 , 增墒量分别为 614、518、614 mm , 8～10月随着降水量的增加及果园蒸散量的降低 , 各样地贮
水量都相应增加 , 均处于增墒期。欠水年 3～5月由于降水量少 , 各样地均处于失墒期 , 但生草区各
样地失墒量远高于清耕区 , 且失墒量远大于同期丰水年的失墒量 , 6～9月除 3号样地 (白三叶生草
区 ) 处于持续增墒期 , 其余各样地均随降水量的震动处于增墒 -失墒的波动时期 , 9～10月随着降水
量的大幅下降各样地均处于失墒期。
图 2　2003、2004年各样地贮水增减量动态变化
F ig. 2　The var ia tion of wa ter storage of each plot in 2003 and 2004 year
213　生草对贮水量年际变化的影响
根据田间观测 , 在丰水年 (2003年 ) , 3～8月生草区各样地贮水量高于清耕区 , 其中 B3样地贮
水量最大 , 8月份后由于牧草处于秋季分蘖期 , 耗水量增加 , 生草区各样地贮水量因不同牧草分蘖性
能的差异而出现较大波动 , 但 B3样地贮水量大于其余样地 , 因此 , 在秋季应加强对地被物的管理 ,
如加强刈割 , 则更有利于增加土壤贮水。从 3～10月各样地贮水量变化看 , 在丰水年 , 各样地贮水量
在生长季末均增加 , 其中 B3样地增加最大 , 说明在降水丰水年生草改善了果园土壤水分环境 , 其中
以种植白三叶效果最为显著 , 应在该区域推广耗水量少的豆科牧草。
在欠水年 (2004年 ) , 生草对土壤水分的影响较大 , 且随着降水的波动 (图 1) 土壤贮水量波动
明显高于丰水年份。在干旱少雨的 3～5月各样地贮水量下降幅度较大 , 且降幅远高于同期的 2003
年 , 但随着 6～7月降雨量的增加 , 生草区各样地对降雨的贮集远高于清耕区 , 各样地 0～100 cm土
层补给量分别达 97189、 84164、 92102 mm , 占同期降雨量 ( 23816 mm ) 的 6311%、 5415%和
5913% , 而清耕却为 24149 mm, 占同期降雨量的 1518%。从 3～10月苹果年生长周期内 0～100 cm
各土层贮水量年际变化 , 在欠水年生长季末生草区各样地贮水量降幅较清耕区大 , 说明生草在干旱年
份加剧干旱对果树的影响 , 而水分是限制该区域旱作苹果产量主要因素之一 , 因此应对生草模式进行
优化 , 根据旱地苹果园年际间土壤水分变化特征 , 可以提出黄土高原渭北苹果优生区果园生草的优化
模式应该为 “果树行间生草 +清耕带覆盖 ”二元覆盖优化模式。
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3　讨论
生草栽培是果树产业发达国家普遍推行的土壤管理措施之一 , 与清耕相比 , 果园生草具有改善土壤
质地 , 增加土壤有机质 , 改善果园小气候等优点。同时 , 生草也造成水分竞争 , 对黄土高原渭北苹果产
业带旱地生草制果园定位观测结果表明 , 水分竞争主要发生在 0～40 cm土层 , 在不同的降水年型水分
竞争表现出很大差异 , 且随生草年限的增加 , 水分竞争延伸到较深土层。生草对较深土层 (40～80 cm)
的影响无论在丰水年还是欠水年 , 生草具有调蓄作用 , 且黑麦草比白三叶调蓄作用显著。
由于受降水非均衡性及植被生长发育规律的影响 , 各样地土壤贮水增减量的变化依不同生草类型
及生草年限而存在差异 , 春季阶段生草区各样地耗水量较清耕区大 , 欠水年尤为突出 , 此期牧草与果
树水分竞争强烈 , 应加强对地被植物的管理 , 由于所生牧草为多年生草本植物 , 其在生长期内可进行
多次分蘖 , 秋季分蘖对土壤贮集降水产生影响 , 而秋季对降水的贮集对旱作果园来年生长发育有重要
作用 , 因此 , 也应该加强此期对地被植物的管理。生草种类不同 , 其耗水量存在差异 , 种植黑麦草比
白三叶耗水量大 , 这与已有的研究结论〔9〕一致 , 因此在该区域应推广耗水量少的豆科牧草。
关于生草对土壤贮水量的影响 , 对黄土高原渭北苹果产区旱地生草制苹果园定位观测结果表明 ,
在降水丰水年生草对渭北苹果园土壤贮水影响较小 , 而且种植白三叶土壤贮水量在生长季末大于清
耕 , 但增加幅度不大。在降水欠水年生草对果园土壤贮水影响较大 , 在干旱少雨春季生草区各标准地
贮水量下降幅度较清耕区大 , 而在降水集中的月份又表现为生草具有较强的贮集降水的作用 , 对此
Merwin等〔3〕研究认为 , 生草 4年后 , 虽然土壤孔隙量与清耕对照基本相同 , 但微细土壤孔隙量高于
清耕对照 , 且清耕土壤地表容易形成结层 , 不利于自然降雨的入渗 , 生草覆盖土壤持水量明显高于清
耕土壤。但在苹果生长季末 , 生草区各标准地贮水量比清耕区低 , 说明生草在干旱年份加剧干旱对果
树的影响 , 而水分是限制该区域旱作苹果产量主要因素之一 , 因此应对生草模式进行优化 , 根据旱地
苹果园年际间土壤水分变化特征 , 可以提出黄土高原渭北苹果优生区果园生草的优化模式应该为
“果树行间生草 +清耕带覆盖 ”二元覆盖优化模式。
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