长期施肥模式对陕南核桃园土壤水分动态的影响

摘 要 为了探究不同施肥模式下不同土层水分动态的差异，共设置3种不同施肥模式：不施肥（CK）、单施化肥（T1）及化肥配施有机肥和生物有机肥（T2），对陕南山阳县长期定位施肥的核桃林地不同土层（0～20， 20～40，40～60，60～80 cm）进行为期1 a的动态监测。结果表明，研究区0～80 cm各土层含水量随着降雨量的季节性变化呈现出明显的波动，化肥配施有机肥和生物有机肥对降雨的响应度最高；核桃树生长关键期 20～60 cm土层土壤含水量T2>CK>T1，说明化肥配施有机肥和生物有机肥可缓解生育期内水分供需矛盾；不同施肥处理下核桃园均存在季节性水分亏缺状况，表现为较一致的季节性，化肥配施有机肥和生物有机肥处理下0～80 cm土层土壤储水量最高，有效缓解土壤的水分亏缺状况。3种不同施肥模式中，化肥配施有机肥和生物有机肥能提高土壤对雨水的保蓄和利用能力，对土壤水分条件改善效果最好，建议在核桃水分管理中推广应用。

关键词 核桃园；施肥模式；降雨；土壤水分；陕南

近年来，核桃已经成为中国迅速发展的国家战略性经济林树种之一，栽植面积和单位面积产量都有巨幅增加[1]。由于核桃对土壤要求不高，适应性强，故在国内分布范围极广，主要集中于平原和丘陵区，其中陕西省是主要产区之一。中国大部分核桃种植区的水肥条件较差，种植户不及时施肥、灌溉，或者单纯施用化肥、随意浇灌，使得核桃树生长的土壤环境越来越差。而土壤为植物生长提供养分，但是只有占比很小的有效养分可以被植物直接吸收利用，Hebbar等[2]研究发现土壤中的营养物质被水溶解后，经土壤团粒结构之间的缝隙扩散，到达植物的根系，最终被植物吸收，而养分的扩散速率与土壤水分状况密切相关。适宜的灌溉制度不仅可以维持作物产量，而且可以提高作物水分利用效率，实现有限水资源的高效利用[3]。

水分条件是核桃丰产优质的首要限制性生态因子[4]。张丽娜等[5]研究表明土壤有效水分含量与果园产量呈线性正相关，樊金拴等[6]研究发现成年核桃树中225 kg灌水可以使落果率低至 24.6%。山崙[7]研究发现提高水分利用率的潜力是存在的，少量灌溉只要用得恰当，也可以产生明显的效果。张凤翔等[8]研究发现适度土壤水分能够促进根系扎深，土壤水分过低会对根系生长起阻碍作用，王景燕等[9]在汉源花椒研究中发现化肥和50%的田间持水量可以提高水分利用效率。彭星星等[10]研究表明适宜的有机肥与化肥配施能够增加果实产量。Davies等[11]研究发现，当灌溉量不足时，水分则会限制肥料的吸收利用率。合理利用水资源进行高效灌溉，减少水资源浪费，加快水肥一体化进程，加快农业有机废弃物无害化、资源化利用已成为当前农业生产的主流和方向[12]。贺海耘[13]研究发现，化肥配施有机肥和生物有机肥处理下核桃产量为3 962 kg/hm2，相较NPK和CK分别增加129.55%和 523.94%。苏利荣等[14]研究显示，施肥较不施肥处理显著提高了核桃果仁的总氨基酸含量和蛋白含量，分别提高16.64% ～ 23.47%和17.36%～22.22%，说明施肥可以提高核桃仁的品质。赵书岗等[15]研究表明单次施肥处理的多项指标显著优于无施肥无灌水，以萌芽期或果实膨大期施用最佳。以上研究说明施肥和灌溉对核桃产量和营养物质均有较大影响，但多集中在探究施肥量和灌溉量的差异对核桃树的影响，对核桃林长期定位施肥下不同深度的土壤水分变化规律研究较少。因此，本试验以陕南10 a生核桃林为研究对象，通过定位监测不同长期定位施肥模式下土壤水分动态，观察不同处理对降雨的响应度，核桃生长关键期内水分供需矛盾以及土壤储水量的变化情况，以期为陕南核桃园水肥的科学管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于陕西省商洛市山阳县十里铺街道郭家村西北农林科技大学核桃试验示范站内（33°31′17″ N，109°57′33″ E，海拔1 100 m），该站位于秦岭南麓，属于北亚热带季风性气候向南暖温带半湿润山地气候的过渡地带，冬季寒冷干燥，夏秋季高温多雨。年平均气温为13.1 ℃，极端最高气温为39.8 ℃，极端最低气温为-14.5 ℃， ≥10 ℃的有效积温4 142.7 ℃，年日照时数 2 155 h，年平均降水量746.71 mm，相对湿度67%，无霜期180～228 d，土壤以黄棕壤为主，pH为5.3～ 7.4，试验站核桃林为10 a生，株行距为5 m×6 m，南北方向种植。供试肥料为化肥，品牌是撒可富复合肥（N∶P2O5∶K2O=18∶18∶18，云南云天化股份有限公司）；有机肥（有机质30%，骨粉，河北省矾山磷矿有限公司）；生物有机肥为酵素菌（有机质40%、活菌数0.2亿/g，青海青葆农业生物技术开发有限公司）。

1.2 试验设计及测定方法

核桃园设置长期定位施肥试验小区（2013年开始施肥），配施肥料于当年果实采收后的10月底前统一开沟施入，2013年测定土壤pH为 7.25，有机质含量8.61%，速效氮含量 8.66 mg/kg，速效磷含量6.96 mg/kg，速效钾含量 9.82 mg/kg。设置3个不同处理，即：不施肥（CK），单施化肥（T1），化肥配施有机肥和生物有机肥（T2）（表1），每个处理3次重复，随机排列。期间利用浙江托普云农科技股份有限公司生产的土壤水分温度盐分测定仪（TPFS-WSY-4）分层进行0～80 cm土层土壤水分的动态监测（核桃园曾人为填埋，土层只有80 cm），2021年3月至2022年2月，每日以60 min采取1次数据的频率，最后计算24 h的平均值为每日最终数据，计算不同深度土层土壤含水量的月平均值，分析核桃园的土壤水分的动态变化特征。

通过土壤体积含水量分层计算土壤储水量 （SWS）。计算公式为：

SWSh = 10·θ·Δh

其中，SWSh—土层 h 的土壤储水量，mm；θ—土壤体积含水率，% ；Δh—土层深度，cm。

将土壤相对含水量作为衡量核桃园水分亏缺的指标，并对核桃园进行干旱等级划分：土壤相对含水量小于30%为极度重度干旱；30%～40%为重度干旱；40%～50%为中度干旱，50%～60%为轻度干旱；大于60%为无旱[16]。

降雨量数据来源于试验站内小气象站。

1.3 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2016 进行基本数据处理与作图。

2 结果与分析

2.1 核桃园降雨量及研究区降雨分级

大气降水是研究区土壤水分补充的主要来源。根据降雨量强度，将研究区试验期间（2021年3月-2022年2月）的降雨分为小雨（1～10 mm），中雨（10～25 mm）和大雨（25～50 mm）3个等级（表2）。

由表2可知，2021年3月至2022年2月期间共监测到降雨145场，累计降水量为1 159.1 mm，其中夏、秋季降雨量较多，春季次之，冬季降雨量最少，全年9月份降雨量最多，为310.56 mm，占全年总降水量的26.79%，其次为8月份，降雨量为228.83 mm，占全年降雨量的19.74%，7月份稍低，降雨量为140.3 mm，占全年降雨量的12.10%， 12月和2月降雨量最低，分别是 16.4 mm、20.34 mm，占全年降雨量的1.41%、1.75%。其中小雨的降雨频率最高，一共111场，占整年降雨次数的76.55%，4个季节小雨降雨次数分别为36、34、21、20，占各个季节降雨次数的92.31%、68%、58.33%、100%，均达到55%以上；中雨一共24场，占整年降雨次数的16.55%，春季、夏季、秋季分别有2场、12场、10场，冬季未发生，降雨次数在3个季节内分别占5.13%、24%、27.78%；大雨的降雨频率最低，一共10场，占整年降雨次数的6.90%，春季、夏季、秋季分别发生1次、4次和5次，冬季未发生，降雨次数在各个季节分别占2.56%、8%、 13.89%。总体来说，春季小雨次数最高，中雨和大雨虽有发生，但次数较少，所以自然补水主要以小雨为主，夏季降雨次数为全年最高，小雨次数比春季稍低，中雨次数为全年最多，有 12 场，占全年中雨降雨次数的50%，同时有4次大雨，所以夏季自然补水主要以中雨和大雨为主，秋季总降雨次数为36场，比春季稍低，但中雨频率仅次于夏季，且大雨有5次，为全年最高，占全年大雨次数的50%，因此秋季的自然补水与夏季相同；冬季只有小雨，小雨为唯一的自然补水来源。

2.2 土壤含水量的垂直变化

如图1所示，观测期内T2处理下土层平均含水量由浅到深分别为26.40%、28.92%、 34.08%、31.93%，CK为32.28%、33.09%、 34.59%、32.77%，T1为26.90%、26.86%、 28.12%、29.80%，与T2模式相比，CK与T1处理的不同土层含水量的变动差异较小。3种处理下不同土层含水量在6月基本达到一年中的最低点，这是因为研究区春季雨水较少，且此时期正值核桃树果实膨大期，需水量较多，随着大气温度逐渐升高，长时间的土壤水分供不应求，导致该时期土壤含水量持续下降。

同年7-9月，3种处理各层土壤含水量总体呈持续性增加，并在9月达到全年最高点，此时CK处理40～60 cm土壤含水量最高，为 39.18%，且8-9月由于降雨量的增加，0～20 cm土壤含水量变幅比60～80 cm大，说明底层土壤含水量对降雨的响应有一定滞后性，T1处理下，60～80 cm土壤含水量最高，为34.073%。T2处理下，60～80 cm土壤含水量均高于CK和T1处理，为38.76%，说明T2处理有利于雨水下渗。10-12月，核桃园已收获，核桃树进入修养状态，随着气温降低，核桃树耗水量相较于生育期大幅减少，此时水分变化较平缓。

2.3 不同生育期土壤含水量的垂直变化

如图2-a所示，在萌芽期，20～60 cm土层的土壤含水量表现为T2 > CK > T1，20～40 cm土层T2处理分别比CK和T1高4.76%和 7.91%，40～60 cm土层T2处理分别比CK和T1高9.31%和15.93%，0～20 cm土层和60～80 cm土层T2处理的土壤含水量均小于CK和T1处理，T2处理土壤含水量起伏较大，CK和T1处理起伏较小，两者相差不大。

在果实膨大期（图2-b），20～80 cm土层土壤含水量表现为T2 > CK > T1， 20～40 cm土层T2处理相较于CK和T1分别提高19.86%和 22.12%，40～60 cm土层分别提高20.12%和27.13%，60～80 cm土层分别提高7.55%和 3.87%，3个处理中0～20 cm土层的土壤含水量相差不大。

在果实硬核期（图2-c），T2处理0～60 cm土层的土壤含水量高于CK和T1处理，0～20 cm土层相较于CK处理和T1处理分别提高3.23%和8.66%，20～40 cm分别提高18.93%和 36.13%，40～60 cm则分别提高14.99%和 45.09%，T2处理土壤含水量起伏较大，CK和T2处理土壤含水量变化较缓。

在核桃成熟期（图2-d），由于降雨量的增加，3个处理的土壤含水量相较硬核期均有所提高， 0～60 cm土层T2处理土壤含水量显著高于CK和T1处理，60～80 cm土层中T2处理土壤含水量低于CK，且CK和T1处理下的土壤含水量相差不大。

2.4 土壤储水量变化及土壤水分亏缺状况

为明确核桃园不同施肥处理对土壤干旱状况的影响，选取每月土壤含水量的平均值计算各个月份的储水量。核桃树生长所需要的水分主要是根系直接从土壤中汲取，土壤水分过多或者过少都会影响核桃树的正常发育。

从图3可以看出，观测期内3种处理土壤储水量呈先上升后下降的趋势，总体T2> CK> T1，存在长期干旱状况，但不存在萎焉状况，且主要以中度干旱和轻度干旱为主，无特别重度干旱和重度干旱的状况，可以通过人为灌水有效调节季节性降水不均的现象[17]。春季土壤储水量相差不大，为450～520 mm，处于中度干旱状态，夏秋季土壤储水量开始上升，并在9月达到最高值，这是因为核桃园夏秋高温多雨，且此时降雨量成为储水量变化的主要因素，储水量随着降雨量的增加而上升，缓解了土壤的中度干旱状况，并逐渐向轻度无旱状况转变，10月降雨量骤减，但储水量与9月相差不大，这说明储水量对降雨量的响应有一定的滞后性，冬季土壤储水量平缓下降，这是因为冬季核桃园降雨较少，温度降低，核桃树进入修养状态，此时肥料成为储水量变化的主要因素，T2处理的储水量高于CK和T1处理，可知化肥配施有机肥与生物有机肥相比于单施化肥具有良好的保水性和蓄水性。

3 讨 论

3.1 水分变化动态分布

土壤水分条件在生态系统中起着非常重要的作用[18]。核桃园降雨频率随着降雨量等级的升高而呈现下降的趋势，全年以小雨为主，夏秋季节降雨量与降雨频率均较高，秋冬季节降雨量与降雨频率普遍较低，这与该地气候有关。整体来看，不同处理下0～80 cm土壤含水量的季节性变化规律基本保持一致，呈现较为规则的“增加—减少—增加—减少”特征，且冬春季节变化趋势较为平缓，夏秋季节水分含量变幅较大，这与核桃园不同季节降雨量表现较为一致，同时降雨对土壤含水量的影响随土层加深而减弱，响应时间也变长，这与前人在果园的研究结果一致[19-22]。土壤含水量在夏秋季节交替时达到最高，这是因为试验地降雨量与降雨频率都达到全年最高，随着气温的下降，水分输入大于水分输出；春夏季节交替时，降雨量虽有增加，但正值核桃树生长关键期，耗水量较大，长时间的水分供不应求，导致土壤含水量呈下降趋势，并在6月达到一年中的最低点，这与王延平等[23]在洛川苹果园的研究结果一致。

3.2 不同施肥模式对土壤含水量的影响

植被生态需水是指为了保证植被生态系统能够正常生长、发育，并确保其生态服务功能aQOWC/XB+tJmXOiHDre6Ig==得到正常发挥所必须消耗的一部分水量[24]。本研究表明，核桃树关键生长期内，T1处理土壤含水量持续小于CK，这是因为施用化肥促进核桃树根系的生长，进而促进对土壤水分的吸收，同时，长期定位单施化肥会导致土壤板结，酸化，孔隙性变差，阻碍土壤表层水分的下渗，导致T1处理土壤含水量低于CK。不同生育期内，T2处理的土壤水分含量波动明显高于CK和T1处理，这是因为降雨、核桃根系分布及蒸散发是影响土壤含水量变化的主要因素，化肥配施有机肥与生物有机肥为核桃树的生长提供大量所需元素，促进了核桃根系的生长，同时有机肥和生物有机肥的施用增加了土壤中的有机质，有利于保持和改善土壤孔隙状况和水稳性团聚体的形成，从而提高土壤的透水性和持水能力[25-26]，当核桃园雨水较多时，土壤表层的雨水下渗到土壤20～60 cm，加上核桃树须根多分布在土层20～60 cm，此阶段根系吸水量较多，下渗到60～80 cm的土壤水分较少，导致T2处理的不同土层土壤含水量变幅较大，当核桃园雨水较少但频率高时，表层土壤受降雨影响增大，但又受到地面蒸发、植被蒸腾和地表径流影响[27]，无法下渗到60～80 cm土层，因此60～80 cm土层土壤含水量小于表层。CK中40～60 cm土层土壤含水量最高，T1处理中60～80 cm土层土壤含水量最高。T2处理中，夏秋交际之前，40～60 cm土层的土壤含水量最高，夏秋交际之后，60～80 cm土壤含水量最高，这是因为此时期降雨量与降雨频率大幅度增加，相比不施肥和单施化肥，化肥配施有机肥与生物有机肥提高了土壤大孔隙数量及土壤大孔隙度[28]，改善了土壤孔隙形态，促进了土壤含水量的上下流动，其他土层水分向60～80 cm土层下渗，并在该层持续积累，达到最高，这与高飞等[29]研究结果一致。

3.3 核桃园水肥管理与建议

土壤水分从田间持水量的45%至萎蔫系数时，土壤水分基本上为膜状水，移动缓慢，作物更难吸收利用，所以作物经常发生暂时萎蔫[30]。核桃园人为灌溉次数较少，土壤水分主要来源于自然降雨，当降雨不足，蒸散量较大时，土壤储水量低于核桃生长需水量，导致核桃园出现不同程度的干旱状况。路晓静[31]的研究表明：核桃生长期内，田间持水量60%～80%水平时可以使核桃生理生长达到最佳状态，也可保证较高的产量和较好的品质以及最大的水分利用效率，此时土壤含水量为50%～67%，储水量约为589.3～785.7 mm，在此数据基础上，本试验通过对3个不同处理下的土壤含水量进行监测，发现核桃园主要以中度干旱和轻度干旱为主，王振元等[32]通过研究‘香玲’对水分胁迫的生理生化响应发现，‘香玲’长时间处于干旱条件下其组织会受到严重损伤，且不可修复，因此，核桃园应采用科学合理的土壤水分管理措施，维持土壤水分的动态平衡，以实现核桃园的长久发展。春夏季节交替时，核桃园呈现中度干旱，这是因为核桃园降雨量较少且降雨频率较低，但核桃树正处于果实膨大期，是需水的关键时期，水分输入小于水分输出，储水量呈下降趋势，因此要进行适当补水，秋冬季节交替及冬季时，核桃园均呈现轻度干旱，这是因为冬季降雨量较小，随着气温的降低，土壤蒸发量降低，核桃树消耗的多为土壤中之前的储藏水，但此时核桃园果实已采收，处于落叶休眠状态，不需要灌水。

4 结 论

核桃园土壤水分变化随着降雨量的变化而变化，且储水量具有一定的滞后性，同时核桃园由于降雨的季节性存在长期水分亏缺状况，可针对性进行灌溉补水，核桃关键生育期内，整体土壤含水量T2>CK>T1，为核桃生长提供了随着外界雨水的不断输入，T2处理中0～60 cm土层的土壤含水量逐渐向60～80 cm转移并达到最高，整体储水量表现为T2>CK>T1，说明有机肥和生物有机肥的施入促进了雨水的下渗，增强了土壤蓄水性，因此化肥配施有机肥和生物有机肥是陕南地区较为理想的施肥模式，建议在生产中推广应用。

参考文献 Reference：

［1］ 孙 萌，刘 洋，李保国，等.核桃园行内地面覆盖的土壤微域生态效应[J].生态学报，2017，37（13）：4434-4443.

SUN M，LIU Y，LI B G，et al.Ecological effects of within-row mulching on soil microsites in walnut orchards[J].Acta Ecologica Sinica，2017，37（13）：4434-4443.

[2] HEBBAR S S，RAMACHANDRAPPA B K，NANJAPPA H V，et al.Studies on NPK drip fertigation in field grown tomato （Lycopersicon esculentum Mill.）[J].European Journal of Agrony，2004，21：117-127.

[3] 虎胆·吐马尔白，焦 萍，米力夏提·米那多拉.新疆干旱区成龄核桃滴灌制度优化[J].农业工程学报，2020， 36（15）：134-141.

HUDAN·TUMAERBAI，JIAO P，MILIXIATI·MINADUOLA.Optimization of drip irrigation scheme for mature walnut in arid areas of Xinjiang，China [J].Transactions of the CSAE，2020，36（15）：134-141.

[4] 樊金拴，陈原国，赵鹏祥.不同土壤水分条件下核桃的生理生态特性研究[J].应用生态学报，2006，17（2）：171-176.

FAN J SH，CHEN Y G，ZHAO P X，et al.Physioecological characteristics of walnut under different soil water conditions[J].Chinese Journal of Applied Ecology，2006， 17（2）：171-176.

[5] 张丽娜，李 军，范 鹏，等.黄土高原半干旱区不同密度山地苹果园水分生产力模拟[J].应用生态报，2013，24（10）：2878-2887.

ZHANG L N，LI J，FAN P，et al.Water productivity of apple orchards with different planting densities in semi-arid mountain ous regions of Loess Plateau，Northwest China：a simulation study[J].Chinese Journal of Applied Ecology，2013，24（10）：2878-2887.

[6] 樊金拴，陈原国，李凯荣，等.土壤水分状况对核桃生长和发育的影响[J].林业科学，2006，42（12）：39-46.

FAN J SH，CHEN Y G，LI K R，et al.Effect of soil moisture condition on the growth and yield of juglans regia [J].Scientia Silvae Sinicae，2006，42（12）：39-46.

[7] 山 崙.我国西北地区植物水分研究与旱地农业增产[J].植物生理学通讯，1983（5）：7-10.

SHAN L.Plant moisture research and yield increase in dryland agriculture in northwest China [J].Plant Physiology Journal，1983（5）：7-10.

[8] 张凤翔，周明耀，周春林，等.水肥耦合对水稻根系形态与活力的影响[J].农业工程学报，2006，22（5）：197-200.

ZHANG F X，ZHOU M Y，ZHOU CH L，et al.Effects of water and fertilizer coupling on root morphological characteristics and activities of rice[J].Transactions of the CSAE，2006，22（5）：197-200.

[9] 王景燕，龚 伟，包秀兰，等.水肥耦合对汉源花椒幼苗叶片光合作用的影响[J].生态学报，2016，36（5）：1321-1330.

WANG J Y，GONG W，BAO X L，et al. Coupling effects of water and fertilizer on diurnal variation of photosynthesis of zanthoxylum bungeanum maxim ‘hanyuan’ seedling leaf[J].Acta Ecologica Sinica，2016，36（5）：1321-1330.

[10] 彭星星，郭 正，张玉娇，等.长期有机肥与化肥配施对渭北旱塬苹果园水分生产力和土壤有机碳含量影响的定量模拟[J].植物营养与肥料学报，2018，24（1）：33-43.

PENG X X，GUO ZH，ZHANG Y J，et al.Quantitative simulation of the effect of long-term organic manure and chemical fertilizer application on water productivity and soil organic carbon contents of apple orchards in Weibei Highland [J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2018，24（1）：33-43.

[11] DAVIES W J，WILKINSON S，LOVEYS B.Stomatal control by chemical signalling and the exploitation of this mechanism to increase water use efficiency in agriculture[J].New Phytologist，2002，153（3）：449-460.

[12] 李庆康，张永春，杨其飞，等.生物有机肥肥效机理及应用前景展望[J].中国生态农业学报，2003，11（2）：84-86.

LI Q K，ZHANG Y CH，YANG Q F，et al.The concept mechanism affecting fectors and prospect of applying bio- organic fertilizer[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture，2003，11（2）：84-86.

[13] 贺海耘.长期施肥对核桃品质和根际土壤微生物及酶活性的影响[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2022.

HE H Y.Effects of long-term fertilization on walnut quality and rhizosphere soil microbial and enzyme activities[D].Yangling Shaanxi：Northwest A&F University，2022.

[14] 苏利荣，秦 芳，曾成城，等.不同施肥水平对核桃产量品质及叶片养分的影响[J].中国南方果树，2020，49（6）：111-115，120.

SU L R，QIN F，ZENG CH CH，et al. Effects of different fertilization levels on yield and quality and leaf nutrients of walnut[J].South China Fruits.2020，49（6）：111-115，120.

[15] 赵书岗，高 仪，高晰宇，等.不同施肥处理对‘清香’核桃产量和品质的影响[J].北方园艺，2019（23）：42-47.

ZHAO SH G，GAO Y，GAO X Y，et al.Effects on Yield and quality of different fertilization treatments in ‘Qingxiang’ walnut[J].Northern Horticulture，2019（23）：42-47.

[16] 李柏贞，周广胜.干旱指标研究进展[J].生态学报，2014，34（5）：1043-1052.

LI B ZH，ZHOU G SH.Advance in the study on drought index[J].Acta Ecologica Sinica，2014，34（5）：1043-1052.

[17] 马华冰，李美美，任俊杰，等.不同灌水量对早实核桃水分利用的影响[J].林业科技开发，2015，29（2）：17-23.

MA H B，LI M M，REN J J，et al.Influences of different irrigation quantity on water use of precocious walnut[J].Journal of Forestry Engineering，2015，29（2）：17-23.

[18] 马建鹏，董建国，汪有科，等.黄土丘陵区枣林地土壤水分时空变化研究[J].中国生态农业学报，2015，23（7）：851-859.

MA J P，DONG J G，WANG Y K，et al.Temporal and spatial variations in soil moisture under jujube forests in the Loess Hilly Region[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture，2015，23（7）：851-859.

[19] 李佳旸，王延平，韩明玉，等.陕北黄土丘陵区山地苹果园的土壤水分动态研究[J].中国生态农业学报，2017，25（5）：749-758.

LI J Y，WANG Y P，HAN M Y，et al.Soil moisture dynamics of apple orchards in Loess Hilly Area of northern Shaanxi Province[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture，2017，25（5）：749-758.

[20] 茹 豪，张建军，张 琦，等.晋西黄土区雨养果园土壤水分动态及对降雨的响应[J].水土保持学报，2014，28（1）：36-42.

RU H，ZHANG J J，ZHANG Q，et al.Soil moisture dynamics and its response to precipitation in the rain-fed orchard in Loess Region of Western Shanxi province[J].Journal of Soil and Water Conservation，2014，28（1）：36-42.

[21] 吴胡强，邵永昌，庄义琳，等.南京城郊麻栎林坡面土壤体积含水率与侧向流对降雨响应[J].浙江农林大学学报，2014，31（5）：683-689.

WU H Q，SHAO Y CH，ZHUANG Y L，et al.Lateral water flow and volumetric water content with rainfall for soils in a suburban quercus acutissima forest in Nanjing[J].Journal of Zhejiang A & F University，2014，31（5）：683-689.

[22] 冯金超，党宏忠，王檬檬，等.晋西黄土区苹果园生长季土壤水分动态[J].水土保持研究，2020，27（1）：139-145.

FENG J CH，DANG H ZH，WANG M M，et al.Dynamics of soil moisture in apple orchards in the growing season in the Loess Region of Western Shanxi[J].Research of Soil and Water Conservation，2020，27（1）：139-145.

[23] 王延平，韩明玉，张林森，等.洛川苹果园土壤水分变化特征[J].应用生态学报，2012，23（3）：731-738.

WANG Y P，HAN M Y，ZHANG L S，et al.Variation characteristics of soil moisture in apple orchards of Luochuan County，Shaanxi Province of Northwest China[J].Chinese Journal of Applied Ecology，2012，23（3）：731-738.

[24] 何永涛，李文华，李贵才，等.黄土高原地区森林植被生态需水研究[J].环境科学，2004，25（3）：35-39.

HE Y T，LI W H，LI G C，et al.Ecological water requirement of forests in Loess Plateau[J].EnviroT1ental Science，2004，25（3）：35-39.

[25] 王改兰，段建南，贾宁凤，等.长期施肥对黄土丘陵区土壤理化性质的影响[J].水土保持学报，2006，20（4）：82-85，89.

WANG G L，DUAN J N，JIA N F，et al.Effects of long-term fertilizatton on soil physical and chemical property in Loess Hilly Area[J].Journal of Soil and Water Conservation，2006，20（4）：82-85，89.

[26] 王晓娟，贾志宽，梁连友，等.旱地施有机肥对土壤水分和玉米经济效益影响[J].农业工程学报，2012，28（6）：144-149.

WANG X J，JIA ZH K，LIANG L Y，et al.Effects of organic fertilizer application on soil moisture and economic returns of maize in dryland farming[J].Transactions of the CSAE，2012，28（6）：144-149.

[27] 魏瑶瑶.陕北山地苹果园土壤水分动态及树体耗水特性研究[D].陕西延安：延安大学，2022.

WEI Y Y.Study on soil moisture dynamics and tree water consumption characteristics of apple orchards in mountainous areas of Northern Shaanxi[D].Yan’an Shaanxi：Yan’an University，2022.

[28] 王宪玲，赵志远，马艳婷，等.基于CT扫描技术研究有机无机肥长期配施对土壤物理特征的影响[J].植物营养与肥料学报，2020，26（9）：1647-1655.

WANG X L，ZHAO ZH Y，MA Y T，et al.Study on the effects of long-term application of chemical fertilizer combined with manure on soil physical properties of apple orchard based on CT scanning technology[J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2020，26（9）：1647-1655.

[29] 高 飞，贾志宽，韩清芳，等.有机肥对宁夏南部旱农区土壤物理性状及水分的影响[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2010，38（7）：105-110.

GAO F，JIA ZH K，HAN Q F，et al.Effects of different organic fertilizer treatments on soil water and soil physical properties in the semi-arid area of southern Ningxia [J].Journal of Northwest A & F University（Natural Science Edition），2010，38（7）：105-110.

[30] 黄昌勇.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2002：99-102.

HUANG CH Y.Soil Science[M].Beijing：China Agricultural Press，2002：99-102.

[31] 路晓静.不同水分处理下‘香玲’核桃（Juglans regia L.）耗水特征及水分利用效率研究[D].河南开封：河南农业大学，2021.

LU X J.Study on water consumption characteristics and use efficiency of Juglans regia L. under different water treatments[D].Kaifeng Henan：Henan Agricultural University，2021.

[32] 王振元，翟梅枝，毛光瑞，等.陕西主栽核桃品种‘香玲’对水分胁迫的生理生化响应[J].西北农业学报，2014， 23（10）：145-151.

WANG ZH Y，ZHAI M ZH，MAO G R，et al.Physiological and biochemical responses of Shaanxi main walnut cultivar ‘Xiangling’ to water stress[J].Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2014，23（10）：145-151.

Effects of Long-term Fertilization Modes on Soil MoistureDynamics of Walnut Orchard in Southern Shaanxi

BA Tingting1， XUE Xin1， LIU Beiqing1， LI Xiong1， ZHAI Meizhi2，3and ZHANG Jianguo1，3

（1.College of Natural Resources and Environment， Northwest A&F University， Yangling Shaanxi 712100， China;2.College of Forestry， Northwest A&F University， Yangling Shaanxi 712100， China; 3.Walnut Engineering Technology Research Center of Shaanxi Province， Yangling Shaanxi 712100， China）

Abstract The soil moisture and fertility play crucial roles in the growth and yield of walnuts， and various fertilizer application modes have significant effect on soil moisture.In order to explore the water dynamics at different soil layers under different fertilization modes， an experiment was conducted using three different fertilizer treatments：No fertilization （CK）， Chemical fertilizers （T1）， and Chemical fertilizer combined with organic fertilizer and biological fertilizer （T2）.The soil moisture at various soil layers （0-20， 20-40， 40-60， 60-80 cm） in a long-term positioned fertilization walnut forest in Shangyang，southern Shaanxi， was monitored for one-year in Shanyang The results showed that the water content at 0-80 cm soil layers exhibited noticeble fluctuations in response to precipitation，the T2 had the highest response to precipitation.During critical growth period of walnut tree， the soil moisture at 20-60 cm layers demonstrated the following order：T2>CK>T1， indicating that the combination of chemical fertilizer，，organic fertilizer， and biological fertilizer alleviated the contradiction of water supply and demand during the walnut tree growth period;Walnut orchards under different fertilization treatments experienced seasonal water deficit， exhibiting a consistent seasonal pattern.Soil water storage in the 0-80 cm layer was the highest under chemical fertilizer with organic fertilizer and biological fertilizer treatment， effectively alleviating soil water deficit.Among the three different modes， chemical fertilizer combined with organic fertilizer and biological fertilizer treatment enhanced soil rainwater storage and utilization capacity， and improved the soil water status greatly.Therefore， it is recommended to promote the application of chemical fertilizer combined with organic fertilizer and biological fertilizer for effective walnut water management.

Key words Walnut orchard; Fertilizer application modes; Precipitation; Soil moisture; Southern Shaanxi

Received 2022-11-06 Returned 2023-01-28

Foundation item The National Natural Science Foundation of China （No.41877541）; the Key Research and Development Plan of Shaanxi Province（No.2022ZDLNY02-03）.

First author BA Tingting， female， master student.Research area：research on soil water management.E-mail：batingting22@nwafu.edu.cn

Corresponding author ZHAI Meizhi， female，doctoral supervisor.Research area：economic forest and its resource utilization.E-mail：plum-zhai@163.com

ZHANG Jianguo， male， doctoral supervisor.Research area：water management.E-mail：zhangjianguo21@nwafu.edu.cn

（责任编辑：顾玉兰 Responsible editor：GU Yulan）

基金项目：国家自然科学基金（41877541）; 陕西省重点研发计划（2022ZDLNY02-03）。

第一作者：巴婷婷，女，硕士研究生，研究方向为土壤水分管理。E-mail：batingting22@nwafu.edu.cn

通信作者：翟梅枝，女，博士生导师，研究方向为经济林及其资源利用。E-mail：plum-zhai@163.com

张建国，男，博士生导师，研究方向为水分管理。E-mail：zhangjianguo21@nwafu.edu.cn