高海拔地區櫻桃園土壤水分變化特征分析

丁艷萍 楊榮贊 和梅輝 劉有梅 劉艷陽 王龍

摘 ? 要 ? 為給櫻桃園土壤水分管理提供依據，2018年對云南省曲靖市馬龍區某櫻桃園的土壤水分變化進行了監測，探究櫻桃園土壤水分變化特征。結果表明：1）櫻桃生育期內，土壤含水量隨土層深度增加而增加;生育前期（發芽、開花期）土壤含水量變化幅度較小，生育后期（幼果、硬核、成熟期）的變化幅度相對較大。2）淺層土壤（20 cm、40 cm）含水量變化幅度較大，而深層土壤（60 cm、80 cm）含水量趨于穩定，即隨土層深度增加，土壤含水量變化幅度減小。3）土層間土壤含水量的相關性隨土層間距增大而減弱;相鄰土層間（20 cm和40 cm土層）土壤含水量相關性較好，相關系數為0.92;40 cm土層的含水量變化趨勢最能代表0～80 cm土層土壤含水量變化特征。

關鍵詞 ? 櫻桃園;土壤水分;變化特征;相關性;云南省曲靖市

中圖分類號：S152.7 ? ?文獻標志碼：A ? ?DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.16.012

土壤水分是土壤-植被-大氣連續體的關鍵因子，是農業生產的重要影響因子，也是土壤系統中養分循環和流動的載體[1-2]。王杰等的研究表明云南地區土壤含水率整體上表現為深度越深，土壤含水率越大;不同深度的土壤含水率呈顯著線性相關，且整體上表現為土壤層間距離越近，相關性越高[3]。劉小勇等研究表明甘肅山地核桃園土壤含水量隨土層深度增加而增加，變異系數隨之降低[4]。劉繼龍等通過對膠東櫻桃、蘋果園土壤水分進行定位觀測，結果表明土壤水分垂向變異幅度隨深度增加呈減小趨勢，但區分不同變異強度的土層深度不同[5-6]。許多學者對黃土丘陵區不同土地利用類型、不同樹齡的棗園土壤水分變化特征進行大量研究，為棗園土壤水分管理提供科學依據，減少棗樹自身奢侈性耗水和非生產性耗水[7-9]。王嘉航等研究了京郊櫻桃園在不同農藝措施處理下，土壤水熱變化規律及其對櫻桃樹生長的影響[10]。

美早櫻桃品種自引入云南以來，種植面積逐年增加，深受種植戶喜愛。考慮到櫻桃對土壤水分的敏感性，加之櫻桃的主要生育期正逢云南旱季，而目前鮮有高海拔地區櫻桃園土壤水分變化的相關研究報道，因此，開展美早櫻桃園土壤水分變化特征的研究具有重要意義。

本試驗利用2018年2—5月櫻桃園土壤含水量的監測數據，分析其變化特征，為美早櫻桃園土壤水分管理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗地位于云南省曲靖市馬龍區白坡村，東經103°32′，北緯25°22′，海拔2 085 m。馬龍區屬云貴高原的滇東北丘陵區，地處金沙江水系與南盤江水系的分水嶺地帶，四面環山;屬低緯高原季風型氣候，冬春干旱，夏秋濕潤，季節干濕分明。2010—2017年，櫻桃園內平均氣溫14.4 ℃，平均日照時數

2 162.8 h，平均降雨量885.8 mm，平均無霜期264.9 d。

櫻桃品種為美早，樹齡9 a，種植株行距為4 m×3 m，管理水平較好，地面為天然草坪。試驗土壤類型為紅壤，有機質29.2 g·kg-1，全氮1.3 g·kg-1，堿解氮110.8 mg·kg-1，有效磷15.6 mg·kg-1，緩效鉀294.0 mg·kg-1，速效鉀124 mg·kg-1，土壤pH值5.0。觀測櫻桃生育期為：2月下旬發芽，3月中旬初花期，3月下旬盛花期，4月初幼果期，4月中下旬硬核期，5月成熟期。

1.2 觀測項目與數據處理

在美早櫻桃園內埋設土壤溫濕度自動記錄儀（NL-GPRS-I，浙江托普儀器有限公司生產），觀測記錄美早櫻桃園地土層深度（20， 40， 60， 80 cm）的土壤含水量和溫度。利用Microsoft Excel 2007進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同深度土壤含水量的差異

表1為不同土層深度的土壤含水量統計參數結果，各層土壤含水量平均值依次為80 cm土層（35.53%）、60 cm土層（29.65%）、20 cm土層（23.48%）、40 cm土層（22.03%）。隨著土層深度的增加，土壤含水量整體上有增加的趨勢，除了20 cm土層的土壤含水量較40 cm高1.35%，其原因在于表層土壤水分易受降雨影響，而美早櫻桃生育期基本處于旱季，有效降雨量較少，基本影響不到40 cm土層的土壤含水量。

20 cm、40 cm土層土壤含水量的極值比、標準差、變異系數均大于60 cm、80 cm，說明20 cm、40 cm土層的土壤含水量變化最明顯，體現不同深度土壤含水量間影響因子的差異，表明美早櫻桃園60 cm、80 cm土層的土壤含水量受降雨、植株蒸騰、土壤蒸發的影響弱于20 cm、40 cm土層。

極值比、標準差、變異系數隨土層深度的增加，呈逐漸減小趨勢，且40 cm到60 cm的跨度較大，進一步說明不同深度土層的土壤水分影響因素的改變;隨著土層深度的進一步增加，土壤含水量變化較小，趨于穩定。

2.2 土壤含水量時間變化特征

不同深度的土壤含水量時間變化曲線如圖1所示：在2—5月，美早櫻桃生長期內，不同深度土層的土壤含水量變化趨勢基本相同，但隨土層深度的增加，土壤含水量變化幅度減小。20 cm、40 cm土層的土壤含水量隨時間變化，整體呈增加趨勢，且其土壤含水量的增長和消退幅度相近，而60 cm和80 cm土層的土壤含水量變化幅度較小。在一定程度上說明美早櫻桃園不同深度的土壤含水量受降雨和灌溉增墑及植株蒸騰和土壤蒸發減墑的影響程度不一致。

不同土層深度的土壤含水量最大值出現時間不同，20 cm和40 cm土層的土壤含水量最大值、最小值都為5月下旬（成熟期）、3月中旬（初花期）;60 cm和80 cm土層的土壤含水量最大值、最小值出現時間分別為4月上旬（幼果期）、5月中旬（成熟期），表明降雨、蒸發蒸騰等對各層土壤水分分布格局的影響有差異。所有土層的土壤含水量變化趨勢：美早櫻桃生長前期（發芽期、開花期）的土壤含水量變幅較小，而生長后期（幼果期、硬核期、成熟期）的變幅較大。

2.3 土壤含水量垂向變化特征

圖2為不同深度土層的土壤含水量隨美早櫻桃生育期的動態變化圖。由圖2可知，20 cm土層的土壤含水量在美早櫻桃成熟期達到最高值，40， 60， 80 cm土壤含水量都在幼果期達到最高值。20 cm土壤含水量整體上隨美早櫻桃生育期增加而增大，40 cm土壤含水量也成增加趨勢，除了硬核期使減小，其原因可能是硬核期是美早櫻桃需水量較大時期，土壤水分消耗較多。

櫻桃生育期內，20 cm、40 cm、60 cm、80 cm土層的土壤含水量變化范圍分別為：20.73%～26.77%、19.08%～24.72%、28.77%～31.64%、34.59%～36.99%，極值差分別為6.04%、5.64%、2.86%、2.40%，說明隨深度增加，土壤含水量變化幅度減小。20， 40 cm土壤含水量隨生育期變化幅度相對較大，60， 80 cm土壤含水量變化較小，趨于穩定。

2.4 不同深度土壤含水量的相關性

不同深度土壤含水量的相關性分析見表2，相鄰土層間20 cm與40 cm土層的土壤含水量相關性較高，相關系數為0.92，其次為60 cm與80 cm（0.61），最后是40 cm與60 cm（0.53）。隨著土層間距增大，各土層間土壤含水量相關系數逐漸減小，即土層間距增大，土壤含水量相關性減弱。40 cm土層的土壤含水量與其他土層的相關性平均值最好，相關系數為0.97，說明40 cm土層與其他土層的土壤含水量具有較好的關聯性，能很好地反映美早櫻桃園地（0～80 cm土層）土壤水分變化特征。

3 小結與討論

3.1 小結

1）櫻桃園內不同土層深度的土壤含水量變化特征：隨土層深度增加，土壤含水量整體上增大，但其變化幅度逐步減小。20， 40 cm土層的土壤含水量變化幅度較60， 80 cm土層大，表明不同深度土層的土壤水分變化影響因子有所差異。

2）櫻桃全生育期內，20， 40 cm土層的土壤含水量整體呈增加趨勢，60， 80 cm土壤含水量趨于穩定;美早櫻桃生育前期（發芽、開花期）的土壤含水量變化幅度較小，生育后期（幼果、硬核、成熟期）的變化幅度較大。

3）不同深度土層的含水量相關性隨土層間距增大而減弱，相鄰土層間（20， 40 cm土層）土壤含水量的相關性較好，且40 cm土層的土壤含水量變化最能代表0～80 cm土層的土壤含水量變化趨勢。

3.2 討論

本試驗與王杰等的研究結果相一致，即土壤含水量整體上表現為隨土層深度增加而增大，相鄰土層間土壤含水量相關性隨間距增加而減弱[3]。美早櫻桃園內，土壤含水量隨土層深度增加而增大，變異系數減小，20 cm土層的土壤含水量變化幅度最大，80 cm土層的土壤含水量變幅最小，其與劉小勇等研究甘肅山地核桃園土壤水分變化結果相一致[4]。降雨或灌溉在使土壤水分增加的同時，有促使土壤水分分布均勻的效應，而水分的不斷消耗使得土壤水分分布格局差異變大[7，11]。美早櫻桃生育期基本全處于旱季，降雨次數及降雨量較少，僅能影響到淺層土壤水分變化，而淺層土壤水分要提供植株蒸騰和土壤蒸發所需，故20， 40 cm土層土壤含水量變異系數較大，而60， 80 cm土層變異系數較小。

土壤水分、溫度、有機質含量等都是影響櫻桃產量和品質的重要因素，本試驗僅對土壤水分變化特征進行了研究，而櫻桃園土壤水熱耦合機制及有機質含量對美早櫻桃產量和品質的影響有待于進一步研究。

參考文獻：

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（責任編輯：易 ?婧）