自然生草对渭北旱塬苹果园土壤孔隙和水分入渗的影响

李志熙 白岗栓 邹超煜 邵发琦

(1.陕西榆林学院 生命科学学院, 陕西 榆林 719000； 2.西北农林科技大学 水土保持研究所，陕西 杨凌 712100； 3.中国科学院 水利部 水土保持研究所，陕西 杨凌 712100； 4.吉安市湿地保护中心，江西 吉安 343000； 5.安康市农业科学研究院，陕西 安康 725021)

土壤结构不仅影响土壤养分的供应、水分的保持及渗透和气体的交换等过程，而且控制着土壤有机质的累积与矿化的转化过程。土壤孔隙是土壤容纳空气和水分的空间，也是植物根系伸展、土壤动物及土壤微生物生长发育及活动的场所，直接影响着土壤的肥力和土壤水分的有效性。通常情况下根据土壤孔隙的当量孔径将土壤孔隙分为非活性孔隙(当量孔径小于0.002 mm)、毛管孔隙(当量孔径在0.002～0.020 mm)和非毛管孔隙(当量孔径大于0.020 mm)。土壤中的非毛管孔隙，即大孔隙与土壤降水入渗、地表径流和土壤肥力密切相关，影响土壤的水分入渗、通气性及蓄水保水能力。渭北旱塬为雨养农业区，是中国最大的优质苹果(

Malus

domestica

)生产基地，土壤水分亏缺是限制苹果优质高产的首要因素。为了提高果园土壤水分，改善果园立地环境，渭北旱塬果园管理已由传统的果园清耕转向果园生草。果园生草可分为自然生草和人工生草2种模式，自然生草往往经过多年的自然淘汰与选择，能够适应当地果园的生态环境，且覆盖期长、覆盖度高和耗水量少，在人工管理的前提下能有效改善果园的生态环境；而人工生草往往选用豆科或禾本科植物，生长量较大，存在着与果树争水和争肥的问题。渭北旱塬西部的长武塬区，经过多年的自然选择与淘汰，繁缕(

Stellaria

media

)和牛繁缕(

Malachium

aquaticum

)已成为当地果园杂草的优势种类及顶级群落，对提高果园土壤水分和土壤有机质、降低果园硝态氮积累、平衡果园土壤养分供给、减少果树生理病害和改善果园小气候等有积极的作用。但有关渭北旱塬自然生草对果园土壤孔隙、土壤保水能力和土壤水分入渗等方面缺乏研究。本研究以果园清耕为对照，探讨持续生长12、8和4年的自然杂草—繁缕和牛繁缕群落对果园土壤孔隙、土壤保水能力和土壤水分入渗等的影响，以期为自然生草提高果园土壤蓄水保水能力提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2009—2021年在渭北旱塬西部的中国科学院长武黄土高原农业生态试验站(35°12′ N，107°40′ E)进行，该试验站海拔1 220 m，年均降水量551.7 mm，7—9月降水量约占全年的60%以上，日照时数2 226.5 h，年均气温9.1 ℃，无霜期171 d。试验园土壤为黑垆土，试验前(2009年3月)耕层(0～20 cm土层)土壤有机质质量分数为9.76 g/kg，速效氮69.75 mg/kg，速效磷42.28 mg/kg，速效钾198.46 mg/kg，pH7.8，土壤容重1.32 g/cm，土壤萎蔫系数7.62%，田间持水量21.46%。20～60 cm土层土壤容重平均为1.35 g/cm。果园杂草主要为繁缕和牛繁缕。试验前4—9月果园土壤管理为自然生草，9月—翌年3月为清耕。

1.2 试验材料

供试苹果园面积2.0 hm，于1996年春季定植，南北行向，株距3.0 m，行距4.0 m，主栽品种为‘红富士’，授粉品种为‘皇家嘎啦’，砧木为新疆野苹果(

Malus

sieversii

)，处于盛果期。2009年试验前树干直径为7.5 cm左右，树高为380 cm左右，树形为小冠疏层形，冠径为360 cm左右，产量为40 000 kg/hm左右。试验果园自然生长的杂草主要为繁缕和牛繁缕，生长期长达240 d左右，高度在10.0～15.0 cm，平伏于地表生长，能够快速自我繁殖，且根系多分布于0～10 cm土层，根系生物量较小。

1.3 试验设计与监测项目

1

.

3

.

1

试验设计

试验以果园清耕为对照，监测果园不同自然生草持续年限(12、8和4年)0～60 cm土层的土壤容重、饱和含水量、田间持水量、土壤孔隙度、土壤水分入渗速率、果实产量和果实品质等。试验重复3次，共15个小区，每个小区东西宽40.0 m，南北长48.0 m，每个小区有9行苹果树，每行15株。试验期间不同处理的修剪、施肥、疏花疏果、果实套袋和病虫防治等管理措施均相同。试验期间不同处理均未施有机肥，均施化肥，化肥种类为尿素、过磷酸钙和硫酸钾。

1.3.1.1 清耕

试验前果园地面管理为半自然生草和半清耕(4—9月为自然生草，9月—翌年3月为清耕)模式。2009年3月下旬采用低矮型旋耕机进行旋耕，旋耕深度15 cm，2009年3月—2021年11月每间隔2—3个月旋耕1次，行间和树盘下的杂草均及时锄除，确保没有杂草滋生。

1.3.1.2 自然生草持续12年

试验前果园土壤管理同清耕，2009年3月下旬旋耕后让其自然生草。自然生草期间出现的灰藜(

Chenopodium

album

)、龙葵(

Solanum

nigrum

)、苘麻(

Abutilon

theophrasti

)、反枝苋(

Amaranthus

retroflexus

)和虎尾草(

Chloris

virgata

)等高大杂草及时拔除，保留繁缕、牛繁缕、蒲公英(

Taraxacum

mongolicum

)、荠菜(

Capsella

bursa

-

pastoris

)、鸡肠草(

Centipeda

minima

)、箭叶旋花(

Convolvulus

arvensis

)、马唐(

Digitaria

sanguinalis

)和马齿苋(

Portulaca

oleracea

)等低矮草本。自然生草期间杂草的高度低于30 cm，2009年4月—2021年11月一直未进行刈割及旋耕。

1.3.1.3 自然生草持续8年和4年

2009年3月至试验布设前地面管理同清耕，分别于2013年4月和2017年4月至2021年11月让其自然生草，即自然生草持续8年和4年，地面管理同自然生草持续12年。

1

.

3

.

2

监测项目

1.3.2.1 土壤容重、土壤孔隙度、土壤含水量、田间持水量和饱和含水量

2021年苹果花芽分化期(6月15日)，每个小区采用棋盘法布点，在树行中部选取5个采样点，以10 cm为1层，开挖土壤剖面，用容积为100 cm的环刀分别取0～10、<10～20、<20～30、<30～40、<40～50和<50～60 cm土层的原状土各6份，不同处理不同土层的土壤含水量用烘干法测定，土壤容重、土壤孔隙度、田间持水量和饱和含水量用环刀法测定。

1.3.2.2 土壤水分入渗速率

2021年苹果花芽分化期(6月20日)，每个小区采用棋盘法布点，在树行中部选取地面平整的5个试验点，用双环法测定土壤水分入渗状况，并计算土壤初始入渗率(前3 min内的土壤入渗速率平均值)、前30 min入渗率、稳定入渗率和整个测试期间的入渗率。

1.3.2.3 果实产量及品质

苹果成熟期每个小区随机选择5株苹果树，测定单株果实产量。每个小区随机采收100个果实，用百分之一天平称量单果质量，用数显游标卡尺测定果实横径和纵径并计算果形指数(果实纵径与横径的比值)，用PR-100型数显糖度计测定果实可溶性固形物含量，用GY-1型果实硬度计测定果实硬度，用NaOH中和滴定法测定果实可滴定酸含量，用目测法测定果实着色面积。

1.4 数据处理

试验数据用Excel 2010制作图表，用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析；若出现差异显著，则采用Duncan’s多重比较法进行检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理的土壤容重和土壤孔隙度

不同处理的土壤容重总体上均随土层深度的增加而缓慢增加(表1)。与清耕相比，自然生草持续12、8和4年0～10、<10～20、<20～30和<30～40 cm土层土壤容重降低幅度相对较大，<40～50和<50～60 cm土层降低幅度较小，其中0～40 cm土层土壤容重平均值分别较清耕降低了3.17%、2.41% 和1.66%，<40～60 cm土层分别降低了0.96%、0.59%和0.30%，0～60 cm土层分别降低了2.47%、1.87%和1.20%，与清耕未形成显著差异。

不同处理的土壤总孔隙度均随土层深度的增加而缓慢降低。自然生草持续12、8和4年0～40 cm土层平均土壤总孔隙度分别较清耕增加了3.26%、2.42%和1.50%，<40～60 cm土层分别增加了1.95%、1.42%和0.70%，0～60 cm土层分别增加了2.82%、2.08%和1.23%，与清耕未形成显著差异(表2)。

不同处理的土壤毛管孔隙度均随土层深度的增加而缓慢降低。自然生草持续12、8和4年不同土层的土壤毛管孔隙度均较清耕略有增加，且自然生草持续的年份越长，增加的幅度越大。但不同自然生草持续年份的土壤毛管孔隙度均与清耕处于同一水平，未与清耕形成显著差异(表2)。

不同处理的土壤非毛管孔隙度随土层深度的增加无明显的变化规律。自然生草持续12、8和4年不同土层的土壤非毛管孔隙度均较清耕略有增加，且增加的幅度略高于土壤毛管孔隙度，但不同自然生草持续年份与清耕之间未形成显著差异(表2)。

综上，自然生草对0～40 cm土层的土壤容重和土壤孔隙度的影响相对较大，对<40～60 cm土层的影响相对较小。

表1 不同处理的土壤容重
Table 1 Soil bulk density of different treatments g/cm

土层深度/cmSoil depth清耕Clean tillage自然生草持续4年Self-sown grassfor 4 years自然生草持续8年Self-sown grassfor 8 years自然生草持续12年Self-sown grassfor 12 years0～101.314±0.142 a1.296±0.128 a1.286±0.138 a1.276±0.134 a<10～201.322±0.138 a1.298±0.132 a1.285±0.129 a1.276±0.131 a<20～301.328±0.126 a1.304±0.124 a1.294±0.126 a1.284±0.123 a<30～401.339±0.132 a1.318±0.127 a1.309±0.129 a1.299±0.128 a<40～501.351±0.128 a1.346±0.126 a1.341±0.128 a1.334±0.127 a<50～601.359±0.124 a1.356±0.122 a1.352±0.122 a1.349±0.122 a平均值 Average1.336±0.134 a1.320±0.127 a1.311±0.126 a1.303±0.129 a

注：表中同行相同小写字母表示不同处理间无显著差异(<0.05)。表2同。

Note: Same lowercase letters in the same line indicate no significant difference at the 0.05 level between different treatments. The same as
Table 2.

表2 不同处理的土壤孔隙度
Table 2 Soil porosity of different treatments %

测定项目Measuring item土层深度/cmSoil depth清耕Clean tillage自然生草持续4年Self-sown grassfor 4 years自然生草持续8年Self-sown grassfor 8 years自然生草持续12年Self-sown grassfor 12 years0～1050.54±2.26 a51.12±2.31 a51.58±2.16 a51.97±2.24 a<10～2050.24±1.87 a51.04±1.79 a51.49±1.84 a51.97±1.81 a<20～3049.89±1.68 a50.79±1.72 a51.23±1.69 a51.67±1.72 a土壤总孔隙度Soil total porosity<30～4049.54±1.57 a50.24±1.51 a50.72±1.53 a51.12±1.50 a<40～5048.86±1.52 a49.22±1.49 a49.65±1.46 a49.94± 1.48 a<50～6048.39±1.50 a48.72±1.48 a48.98±1.45 a49.21± 1.46a平均值49.58±1.98 a50.19±1.87 a50.61±1.84 a50.98±1.84 a0～1024.56±1.06 a24.89±1.04 a25.12±1.04 a25.36±1.02 a<10～2024.32±0.78 a24.68±0.76 a24.92±0.76 a25.18±0.75 a<20～3023.82±0.75 a24.18±0.73 a24.37±0.73 a24.56±0.72 a土壤毛管孔隙度Soil capillaryporosity<30～4023.46±0.69 a23.68±0.68 a23.86±0.67 a23.99±0.67 a<40～5022.88±0.68 a23.01±0.67 a23.16±0.84 a23.29±0.84 a<50～6022.45±0.65 a22.58±0.65 a22.66±0.64 a22.76±0.63 a平均值23.58±0.75 a23.84±0.73 a24.02±0.72 a24.19±0.72 a0～1025.98±1.21 a26.23±1.19 a26.46±1.19 a26.61±1.18 a<10～2025.92±1.18 a26.36±1.14 a26.57±1.14 a26.79±1.12 a<20～3026.07±0.96 a26.61±0.92 a26.86±0.92 a27.11±0.92 a土壤非毛管孔隙度Soil air-filledporosity<30～4026.08±0.88 a26.56±0.86 a26.86±0.84 a27.13±0.84 a<40～5025.98±0.83 a26.21±0.83 a26.49±0.82 a26.65±0.82 a<50～6025.94±0.83 a26.14±0.82 a26.32±0.82 a26.46±0.81 a平均值26.00±1.18 a26.35±1.15 a2659±1.13 a26.79±1.13 a

2.2 不同处理的土壤保水性能

自然生草持续12、8和4年0～60 cm土层平均土壤含水量分别较清耕提高了9.31%、7.49%和4.75%，其中自然生草持续12年0～30 cm 土层极显著(

P

<0.01)高于清耕，30～50 cm土层显著(

P

<0.05)高于清耕；自然生草持续8年0～10 cm 土层极显著(

P

<0.01)高于清耕，10～50 cm土层显著(

P

<0.05)高于清耕；自然生草持续4年0～10 cm 和20～40 cm土层显著(

P

<0.05)高于清耕(表3)。自然生草持续的年限越长，对土壤水分的影响越大，且对上层土壤水分的影响大于下层土壤。自然生草持续12、8和4年0～60 cm土层平均土壤田间持水量分别较清耕提高了4.42%、3.29%和2.01%，自然生草持续12年0～30 cm土层显著(

P

<0.05)高于清耕，自然生草持续8年10～20 cm土层显著(

P

<0.05)高于清耕。自然生草持续12、8和4年0～60 cm土层平均土壤饱和含水量分别较清耕增加了4.53%、3.41%和2.15%，自然生草持续12年0～40 cm土层显著(

P

<0.05)高于清耕，自然生草持续8年20～30 cm土层显著(

P

<0.05)高于清耕(表3)。

表3 不同处理的土壤持水能力
Table 3 Soil moisture holding capacity of different treatments %

测定项目Measuring item土层深度/cmSoil depth清耕Clean tillage自然生草持续4年Self-sown grassfor 4 years自然生草持续8年Self-sown grassfor 8 years自然生草持续12年Self-sown grassfor 12 years0～1015.67±1.28 cB16.82±1.32 bAB17.46±1.26 abA17.79±1.24 aA<10～2015.34±1.36 cB16.04±1.32 bcAB16.64±1.24 abAB16.98±1.26 aA<20～3014.98±1.19 cB15.74±1.20 bAB16.18±1.19 abAB16.56±1.21 aA土壤含水量Soil moisture<30～4014.98±1.17 bA15.76±1.22 aA16.13±1.21 aA16.41±1.18 aA<40～5015.32±1.12 bA15.95±1.12 abA16.24±1.09 aA16.45±1.12 aA<50～6015.86±1.05 aA16.24±1.04 aA16.42±1.06 aA16.54±1.04 aA平均值15.36±1.24 bA16.09±1.24 abA16.51±1.20 aA16.79±1.18 aA0～1021.31±1.54 bA21.89±1.56 abA22.24±1.58 abA22.56±1.52 aA<10～2021.04±1.38 bA21.68±1.32 abA22.12±1.26 aA22.42±1.22 aA<20～3020.46±1.25 bA21.15±1.22 abA21.48±1.22 abA21.81±1.20 aA田间持水量Field moisturecapacity<30～4020.14±1.24 aA20.48±1.25 aA20.78±1.22 aA21.05±1.22 aA<40～5019.76±1.05 aA19.91±1.04 aA20.01±1.02 aA20.12±1.02 aA<50～6019.54±0.94 aA19.61±0.88 aA19.68±0.92 aA19.74±0.90 aA平均值20.38±1.23 aA20.79±1.21 aA21.05±1.21 aA21.28±1.20 aA0～1043.85±2.24 bA44.96±2.32 abA45.67±2.20 abA46.23±2.34 aA<10～2043.46±2.18 bA44.84±2.06 abA45.58±2.06 abA46.18±2.04 aA<20～3042.85±2.02 bA44.43±1.98 abA45.15±1.94 aA45.88±1.94 aA土壤饱和含水量Soil saturationmoisture content<30～4042.53±1.98 bA43.45±1.96 abA44.17±1.96 abA44.86±1.94 aA<40～5042.20±1.84 aA42.55±1.84 aA42.74±1.81 aA42.94±1.80 aA<50～6042.12±1.64 aA42.31±1.58 aA42.46±1.56 aA42.58±1.56 aA平均值42.84±2.05 aA43.76±1.97 aA44.30±1.96 aA44.78±1.95 aA

注：表中同行不同小写和大写字母分别表示不同处理间存在显著(<0.05)和极显著(<0.01)差异。下同。

Note: Different lowercase letters and capital letters in the same line indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 levels between different treatments, respectively. The same below.

2.3 不同处理的土壤水分入渗特征

从试验开始至前30 min，不同处理的土壤水分入渗速率均表现为快速下降，随后进入缓慢降低阶段，至160 min以后，基本处于稳定状态(图1)。

图1 不同处理的土壤入渗速率Fig.1 Soil infitration rate of different treatments

自然生草持续12、8和4年的初始入渗率分别较清耕提高了44.66%、35.59%和19.93%，前30 min土壤入渗率分别提高了49.05%、36.50%和19.39%，整个测试期间的土壤入渗率分别提高了34.75%、24.11%和12.77%，土壤水分稳定入渗率分别提高了29.09%、19.09%和10.00%，均极显著(

P

<0.01)高于清耕；自然生草持续12和8年的初始入渗率、前30 min土壤入渗率和整个测试期间的土壤入渗率均极显著(

P

<0.01)高于自然生草持续4年，自然生草持续12年显著(

P

<0.05)高于自然生草持续8年；自然生草持续12年的土壤水分稳定入渗率极显著(

P

<0.01)高于自然生草持续4年，显著(

P

<0.05)高于自然生草持续8年，自然生草持续8年的土壤水分稳定入渗率显著(

P

<0.05)高于自然生草持续4年(表4)。

表4 不同处理不同入渗阶段的土壤入渗速率
Table 4 Soil infiltration rate in different infiltration stages of different treatments mm/min

入渗阶段Infiltration stages清耕Clean tillage自然生草持续4年Self-sown grassfor 4 years自然生草持续8年Self-sown grassfor 8 years自然生草持续12年Self-sown grassfor 12 years初始入渗率Initial infiltration rate5.62±0.34 dC6.74±0.32 cB7.62±0.32 bA8.13±0.32 aA前30 min入渗率Infiltration rate in the first 30 min2.63±0.24 dC3.14±0.22 cB3.59±0.22 bA3.92±0.21 aA测试期间的入渗率Infiltration rate during the testing1.41±0.12 dC1.59±0.12 cB1.75±0.14 bA1.90±0.14 aA稳定入渗率Stable infiltration rate1.10±0.02 dC1.21±0.02 cB1.31±0.03 bAB1.42±0.03 aA

2.4 不同处理的苹果产量及品质

自然生草持续12、8和4年的苹果产量分别较清耕提高了24.28%、16.84%和7.44%，自然生草持续12和8年极显著(

P

<0.01)高于清耕，自然生草持续4年显著(

P

<0.05)高于清耕。自然生草持续的年限越长，果实产量越高(表5)。

表5 不同处理的果实产量及品质
Table 5 Fruit yield and fruit quality of different treatments

测定项目Measuring item清耕Clean tillage自然生草持续4年Self-sown grassfor 4 years自然生草持续8年Self-sown grassfor 8 years自然生草持续12年Self-sown grassfor 12 years果实产量/(kg/株) Fruit yield41.56±2.45 dC44.65±3.12 cBC48.56±3.43 bAB51.65±3.54 aA单果质量/g Single fruit weight218.67±12.14 aA221.87±12.46 aA223.62±12.34 aA222.84±12.68 aA果形指数 Fruit shape index0.88±0.03 aA0.88±0.04 aA0.89±0.03 aA0.89±0.03 aA着色面积/% Red coefficient91.21±2.14 bA96.72±1.02 aA97.81±0.78 aA98.82±0.64 aA硬度/(kg/cm2) Fruit firmness8.51±0.34 bB9.22±0.39 aAB9.42±0.42 aA9.56±0.45 aA可溶性固形物质量分数/%Soluble solid mass fraction11.48±1.14 bB12.56±1.16 aAB12.68±1.18 aA12.75±1.21 aA可滴定酸质量分数/%Titratable acid mass fraction0.38±0.05 aA0.38±0.04 aA0.37±0.03 aA0.37±0.032 aA固酸比Ratio of soluble solids to titratable acid30.21±2.26 bB33.05±2.43 aAB34.27±2.46 aA34.46±2.47 aA

不同处理的单果质量和果形指数基本一致，但自然生草的果实着色面积均显著(

P

<0.05)高于清耕。自然生草持续12、8和4年的果实硬度分别较清耕提高了11.16%、10.69%和7.29%，可溶性固形物含量分别提高了11.06%、10.45%和6.79%，果实固酸比分别提高了14.07%、13.44%和9.40%，以上测定项目自然生草持续12和8年的均极显著(

P

<0.01)高于清耕，自然生草持续4年的显著(

P

<0.05)高于清耕。不同处理的果实可滴定酸含量基本一致，不同处理之间无显著差异。自然生草持续的年限越长，对果实品质的影响越强烈(表5)。

3 讨 论

土壤容重通常受土壤质地、土壤结构、土壤有机质、耕作、灌溉及施肥等农业措施的影响。土壤孔隙是土壤结构的重要组成部分，其数量及大小分布直接决定着土壤的透气性、持水保水性以及作物根系在土壤空间的伸展，间接影响土壤肥力和作物产量。在较大空间尺度上，土壤容重和土壤孔隙主要受母岩、气候、地质历史和地形等的影响，在较小尺度上主要受植被分布、微立地环境及农事耕作的影响。果园自然生草后，首先是杂草根系在土壤中生长和穿插，分割了土壤，使土壤产生裂隙，增加了土壤孔隙；其次是根系死亡、腐烂后被微生物分解形成根孔，提高了土壤中的非毛管孔隙；第三是根系腐烂后可转换为土壤有机质，土壤有机质可提高土壤水稳性团聚体，增加土壤孔隙，特别是增加土壤毛管孔隙，改善土壤结构；第四是自然生草后改善了果园的立地环境，有利于土壤动物如蚯蚓(

Lumbricus

ssp.)和蚂蚁(Formicidae)等的生存，而这些土壤动物在生长过程往往会在土壤中形成较大的孔隙，即非毛管孔隙；第五是植被能增加土壤中的粉黏粒含量，提高土壤的总孔隙度和毛管孔隙度；第六是本试验果园的自然杂草主要为繁缕和牛繁缕，平伏于地面生长，不需耕种和刈割，减少了机械对土壤的碾压，促进土壤孔隙均匀分布及土壤非毛管孔隙的形成，因而渭北旱塬果园自然生草后土壤容重有降低的趋势，土壤总孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔隙度有增加的趋势。虽然自然生草能提高土壤有机质，改善土壤结构等，但由于试验园自然生草的种类主要为繁缕和牛繁缕，生物量较小，产生的枯枝落叶少，而土壤容重与土壤孔隙的变化是一个缓慢的变化过程，因而不同生草年限的土壤容重和土壤孔隙相互之间及与清耕之间均未形成显著差异。

降雨入渗是降水、地表水、土壤水和地下水相互转化的一个重要环节，土壤水分入渗过程和入渗能力决定了降雨进程中分配到土壤中的储水量和地表的径流量。在干旱和半干旱地区，农业发展的主要途径是充分利用自然降水，减少地表径流，增加土壤水分。自然生草果园的初始入渗率、前30 min 的入渗率和稳定入渗率均高于清耕果园，主要是自然生草果园的土壤孔隙度，特别是非毛管孔隙度较清耕有一定量的提高，有利于降水快速入渗；其次是清耕果园的土壤表层常受到雨滴的打击，地表易形成土壤结皮，不利于水分入渗，而自然生草的果园地面受杂草的保护，减弱了雨滴对地面的打击，有效减少了土壤结皮的形成，从而减少了土壤结皮对土壤水分入渗的影响。虽然双环法测定的土壤初始入渗率会受到入渗环砸入土壤过程中产生的土壤裂隙的影响，但不同处理仍表现为自然生草年限越长，入渗率越高，这与土壤表层植物根系越多，越有利于水分入渗的结果相同；同时也与自然生草年限越长，土壤结构越趋于合理密切相关。

试验园土壤为黑垆土，一般呈拟棱柱结构，疏松多孔，有垂直裂隙，渗水性强而蒸发作用弱，保水性能好。试验果园自然生草后土壤容重有一定量的降低趋势，土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度有一定量的增加趋势，有利于降水快速入渗，因而自然生草后土壤含水量提高。渭北旱塬限制苹果优质高产的首要因素是果园土壤水分不足，自然生草提高了果园土壤含水量，改善了果园土壤的通气性，为苹果根系生长提供了相对较好的土壤环境及小气候环境，因而自然生草提高了果实产量及果实品质。

试验园每年施肥4次，每次均开挖40 cm深的施肥沟或施肥坑，每次施肥时均有一定量的杂草随施肥埋入0～40 cm土层，埋入的杂草含有丰富的有机碳、氮、磷、钾和钙等营养元素，易腐烂分解，可提高土壤有机质，改善土壤结构，因而自然生草对0～40 cm土层影响较大，对40 cm以下土层影响较小。清耕果园一直施用化肥，施肥时无杂草带入土壤，而自然生草可为土壤增加一定枯枝落叶，因而自然生草年限越长，埋入土壤的杂草越多，对土壤的影响越大，苹果产量及品质越高。

4 结 论

渭北旱塬果园自然生草后，果园土壤容重有降低趋势，土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度有一定的增加趋势，而土壤含水量、田间持水量和饱和含水量则显著增加，土壤初始入渗速率、前30 min的土壤入渗速率和稳定入渗速率极显著增加，且对0～40 cm土层的影响强于40～60 cm土层，自然生草持续年限越长，对土壤的影响越大。渭北旱塬果园的苹果产量、果实着色面积、果实硬度、可溶性固形物含量和固酸比均随自然生草持续年限的延长而增加，但果实单果质量、果形指数和可滴定酸含量基本一致，不受自然生草年限的影响。自然生草可改善果园土壤的通透性，提高土壤蓄水保水能力，提高果实产量及品质，是改善渭北旱塬果园土壤立地环境，提高土壤蓄水保水的有效措施。