论文精选渭北红苹果的土壤水能态特征

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《农业工程学报》年第32卷第19期刊载了西北农林科技大学等单位张露、王益权、韩霁昌、石宗琳、焦彩强和庞国伟的论文——“基于vanGenuchten模型的渭北苹果园土壤水分能量特征分析”。该研究由农业部苹果园沼肥应用技术研究与示范项目(K)等资助。

陕西渭北以其独特的气候、光照及土壤条件成为苹果优生区。但是,干旱少雨、水资源匮乏成为该地苹果生产的主要限制因子。目前关于农田和果园土壤水分状况的研究,均以土壤水分含量为指标,以贮水量为尺度来表示土壤水分的时空变化过程,但这会受到土地利用类型、土壤层次及其质地、结构等基质性状差异的影响,不能准确判断作物生育期间土壤剖面水分的移动趋势和生物有效性。针对这一问题,该文以水吸力为指标来诊断小于10a的幼龄果园、大于20a的老龄果园及农田在果树生育期间0~cm土壤剖面的水分胁迫程度,可为评价地区果业可持续发展前景提供重要的科学参考价值。

该文依据渭北果园土壤剖面构型,将离心机法与水汽平衡法相结合,按照发生学土层,逐层测定了供试土壤水分特征曲线,并用vanGenuchten模型拟合。基于该模型,将在幼龄果园、老龄果园以及农田定期逐层监测的土壤水分含量转化为土壤水吸力,以农田为对照,评价植果条件下土壤水分的胁迫状况。

该文指出,vanGenuchten模型能很好地拟合渭北果园耕层、农田耕层、黑垆土层及黄土母质层的水分特征曲线。渭北不同园龄苹果园在不同生育期的不同深度土层会间歇性地出现高水吸力的土壤水分胁迫区,但相对于农田而言,果园受到的干旱胁迫相对较轻。

渭北地区农田受干旱胁迫较大,3月中旬—7月初,0~cm土层均处于水分重度胁迫状态。农田补偿水平满足不了小麦生长发育的需求,使上层土壤干燥化愈加严重,80cm以下土层水分对上层水分亏缺有补偿态势,随着小麦的成熟与收获及降雨的补给,才使0~80cm土壤水分恢复,达到无胁迫的能量水平。

受植被冠层覆盖及果树生育期的影响,干旱对果树的胁迫程度较农田小,对老龄果园胁迫程度比对幼龄果园的大,幼龄果园在3月中旬—5月初、5月底—7月初仅0~20cm土层为高水吸力区,直至6月中旬—7月中旬高水吸力区才延伸到40~70cm土层;老龄果园在3月中旬—4月底的0~40cm土层、5月底—7月中旬的30~cm土层和7月中旬—8月底的0~20cm土层为高水吸力区。

果树生育期间土壤水分从深层向上层迁移的基本态势表现得较为明显,则渭北地区在雨季做好土壤水库的充分蓄水,对翌年果树生长发育尤为重要。

该文提出的渭北植果有助于缓解干旱胁迫,是基于果树冠层的遮蔽、冠层内空气湿度较高及对近地层风速的抑制,这些改变了土壤剖面水分能量状态与水平,有利于降低土壤无效水分的消耗,所以在渭北地区植果比农田能更好地应对干旱威胁,对缓解该地区季节性土壤干旱胁迫有着极为明显的作用。此外,关于渭北苹果树根系最大耗水深度,还有待后续进行深入研究。

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