生草栽培对苹果园土壤水分动态变化特征的影响

袁嘉玮 ，张 健 ，张鹏飞 ，孙 权 ，薛琴琴 ，张冬梅 ，张战备 ，梁哲军

（1.宁夏大学农学院，宁夏银川750021；2.山西农业大学棉花研究所，山西运城044000）

果园生草栽培是随灌溉系统的不断发展而兴起的现代化果园土壤管理模式[1]。我国于1998年将果园生草栽培作为绿色果品生产主要技术措施全面大面积推广，但时至今日，生草栽培仍处于小面积应用阶段，未成为我国主流果园土壤管理模式[2]。诸多研究表明，果园生草栽培可改善果园土壤生态及土壤理化性质，提高土壤含水量，增加土壤有机质及营养元素含量，促进果树生长发育，提高果实品质及产量[3-12]。不同地区因其土壤生态环境的差异，其适宜种植的果园生草种类略有不同，目前有关山西南部地区苹果园生草栽培对土壤含水量影响的报道较少。

本试验以4种人工生草栽培与自然生草对比分析苹果园不同深度土壤水分动态变化特征，筛选适宜在山西南部地区种植的果园生草品种。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地点位于山西省运城市盐湖区北相镇振兴庄村山西省农业科学院棉花研究所杨包基地。试验果园富士苹果的株行距为4.0 m×1.5 m，树龄6 a，树形为纺锤形，果园采用喷灌系统进行灌溉。该地区空气干燥，光热条件较好，热量资源丰富，属暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温13.3℃，无霜期212 d左右，年降雨量525 mm左右。试验园土壤类型为黏土。

1.2 试验材料

4个果园生草品种均从永济市富桥鼠茅草种植有限公司购买，包括鼠茅草、毛苕子、三叶草、苜蓿，以自然生草为对照。

1.3 试验方法

试验于2018年4月下旬进行，各果园生草品种均采用行间播种，每个品种的生草面积在1300m2，覆盖320棵苹果树。各草种的草籽质量相同，草种播种密度10 g/m2，于8月下旬割除过高草种，留茬高度控制在10～15 cm，割除物留在果园行间自然分解。各草种灌溉方式及时间同果树灌溉管理。

1.4 测定项目及方法

分别于6月15日、7月15日、8月15日、9月15日进行土样采集。土样采集采用5点取样法，即在种植不同草种小区的东南、西南、西北、东北4个方位及中间采集 0～5、5～20、20～40、40～60 cm各土层土壤50 g，除杂混合并装入铝盒中称质量，放于烘箱中80℃烘干后第2次称质量，计算0～5、5～20、20～40、40～60 cm各土层土壤含水量。

1.5 数据分析

数据采用Excel 2019作图，采用SPSS13.0进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同生草栽培对0～5 cm土层土壤含水量的影响

由图1可知，6—9月不同生草栽培0～5 cm土层土壤含水量呈先上升后下降趋势，除8月鼠茅草略低于自然生草外（无显著差异），其余各处理均高于自然生草。6月，鼠茅草、毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高97.1%、44.2%、169.3%、159.8%，其中，三叶草显著高于除苜蓿外其余草种，自然生草显著低于除毛苕子外各生草栽培处理。7月，鼠茅草、毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高9.4%、12.9%、34.6%、44.8%，其中，苜蓿显著高于自然生草。8月，毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高71.3%、153.7%、167.1%，其中，三叶草与苜蓿处理土壤含水量显著高于其他处理。9月，鼠茅草、毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高13.4%、21.6%、15.1%、97.4%，各处理间无显著性差异。

2.2 不同生草栽培对5～20 cm土层土壤含水量的影响

由图2可知，6—9月不同生草栽培5～20 cm土层土壤含水量呈先上升后下降趋势，7月和9月生草栽培各处理均高于自然生草，6月和8月鼠茅草、毛苕子均低于自然生草（无显著差异）。6月，三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高87.3%、22.1%，其中，三叶草显著高于其余处理。7月，鼠茅草、毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高 12.5%、41.2%、56.5%、64.7%，其中，三叶草和苜蓿显著高于其他处理，自然生草显著低于各生草栽培处理。8月，三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高12.5%、44.4%，其中，苜蓿处理显著高于除三叶草外其他处理。9月，鼠茅草、毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高12.4%、22.2%、24.7%、98.3%，苜蓿处理显著高于其他处理。

2.3 不同生草栽培对20～40 cm土层土壤含水量的影响

由图3可知，7—9月鼠茅草土壤含水量均低于自然生草，8月毛苕子低于自然生草（无显著差异）。6月，鼠茅草、毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高0.9%、7.4%、154.8%、70.5%，其中，三叶草显著高于除苜蓿外其余处理。7月，毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高1.9%、52.0%、67.6%，其中，三叶草和苜蓿显著高于其他处理。8月，三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高20.6%、22.4%，但与自然生草无显著差异，且鼠茅草和毛苕子土壤含水量显著低于其他处理。9月，毛苕子、三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高4.4%、22.3%、42.2%，苜蓿处理显著高于鼠茅草处理，其他处理间无显著差异。

2.4 不同生草栽培对40～60 cm土层土壤含水量的影响

由图4可知，6—9月鼠茅草、毛苕子土壤含水量均低于自然生草，除7月鼠茅草与自然生草具有显著差异外，其余均无显著差异；6—9月三叶草和苜蓿土壤含水量均高于自然生草。6月，三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高42.3%、7.4%，其中，三叶草显著高于其他处理。7月，三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高37.8%、51.2%，且其显著高于其他处理。8月，三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高3.4%、53.1%，其中，苜蓿显著高于鼠茅草处理，其他处理间无显著差异。9月，三叶草、苜蓿较自然生草土壤含水量分别提高1.5%、31.5%，各处理间无显著差异。

3 结论与讨论

土壤含水量受灌溉、降雨、光照、土壤质地、下渗和作物等多种因素的影响，不同土层受到的影响又不一致[13]。本试验表明，7月不同生草栽培在0～5、5～20、20～40 cm土层均呈现峰值，其原因是受7月果园灌溉及降雨的影响，而在7月40～60 cm土层部分生草栽培未呈现峰值的原因是受不同草种的影响。0～5 cm土层的土壤含水量毛苕子、三叶草、苜蓿均优于自然生草，鼠茅草于8月略低于自然生草。这与李晓龙等[14]研究结果“人工生草栽培在浅层土壤（5～10 cm）含水量均优于自然生草”的结论不同，其原因可能是由于山西南部地区8月温度较高，鼠茅草自身生长加快了土壤水分的消耗。5～20、20～40 cm土层土壤含水量三叶草与苜蓿处理总体上明显优于其他处理，与李晓龙等[14-15]的研究结论一致，部分月份未呈显著性差异的原因可能是受其他因素影响。40～60 cm土层土壤含水量除7月外，4种人工生草栽培处理与自然生草处理无显著差异，证明人工生草栽培对40～60cm土层土壤含水量没有影响。而7月呈显著差异的原因是由于受灌溉及降雨影响，表层土壤含水量丰富，三叶草和苜蓿处理改善了土壤的持水性能，从而使其土壤中下渗水分量较多，造成在40～60 cm土层下形成差异。