劉小勇，任 靜，韓富軍，彭 海，孫文泰，孔 芬，李建明，李 強(qiáng)

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果花卉研究所，甘肅 蘭州 730070；2.靜寧縣果樹研究所，甘肅 靜寧 743400）

土壤是果樹根系生存的介質(zhì)，創(chuàng)造適宜根系生育的土壤環(huán)境，對蘋果優(yōu)質(zhì)、高效栽培具有重要意義［1］。在諸多土壤環(huán)境因子中，溫度、水分和礦質(zhì)營養(yǎng)狀況等是影響蘋果根系生長發(fā)育的最主要因素，土壤溫度高低、水分多少、礦質(zhì)營養(yǎng)豐缺等直接關(guān)系果樹根系的分布、種類和生長發(fā)育，研究分析這些關(guān)鍵因素是指導(dǎo)果樹科學(xué)管理和生產(chǎn)的主要依據(jù)。果園地面覆蓋具有保墑、調(diào)節(jié)土壤溫度和改良土壤結(jié)構(gòu)等作用，在干旱地區(qū)果園水肥高效利用方面具有十分顯著的效果［2］。在我國北方旱塬區(qū)，果園地面覆蓋物種類很多，涵蓋草［3-4］、地膜［5-6］、園藝地布［7］和果園廢棄物［8］等多種材料，對果園地面覆蓋方式及其效應(yīng)的研究也較多［9-11］，而覆沙作為甘肅隴東半干旱地區(qū)蘋果園土壤管理的一種主要模式，在改善果樹土壤環(huán)境、提高果實(shí)品質(zhì)等方面具有顯著作用［12］，在甘肅隴東旱塬蘋果主產(chǎn)區(qū)已大面積推廣應(yīng)用。但人們對果園覆沙改善土壤環(huán)境狀況以及果樹對覆沙土壤的響應(yīng)機(jī)制還缺乏系統(tǒng)、深入的研究，為探明長期覆沙蘋果園土壤理化性狀的變化特征及其對蘋果生長發(fā)育的作用效應(yīng)，筆者通過3 年長期定位試驗(yàn)，監(jiān)測覆沙條件下土壤溫度、水分年周期變化規(guī)律，測定分析土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量的變化，為黃土高原旱塬區(qū)蘋果優(yōu)質(zhì)高效栽培提供依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地為甘肅靜寧縣旱塬區(qū)陽坡臺地蘋果園，栽植品種為長富2 號和巖富10 號，砧木為山定子，株距2.5 m、行距3.5 m。覆沙蘋果園位于N 35°16.539′，E 105°38.585′，海拔 1 540 m，連續(xù)覆沙時(shí)間與蘋果樹齡相同，均為20 年，覆沙厚度約5 cm，每5 年左右換新沙一次，最近1 次換沙時(shí)間為2015 年春季。清耕蘋果園位于N 35°16.477′，E 105°38.559′，海拔1 522 m，樹齡15 年，與覆沙蘋果園直線距離100 m。試驗(yàn)園隸屬同一農(nóng)戶管理，栽培水平和技術(shù)措施相同。園地土壤為黃綿土，土層深厚，土壤有機(jī)質(zhì)含量約1 %左右，為堿性土壤，pH 值＞8。常規(guī)施肥以三元復(fù)合肥為主（N∶P∶K=28∶10∶7），每年施兩次，每株約4 kg，基本不施其它化肥和有機(jī)肥料。果園管理精細(xì)，管理水平較高，蘋果品質(zhì)優(yōu)。

1.2 試驗(yàn)處理與取樣

1.2.1 覆蓋方式

試驗(yàn)處理選用的兩種耕作方式均為甘肅隴東地區(qū)蘋果園采用的典型模式。

覆沙（SM）：是甘肅隴東旱地果園采用的一種地面覆蓋方式。首先將蘋果園地整平，棄除雜物后適當(dāng)碾壓（防止沙土混合），然后將洗凈的細(xì)河沙，均勻一致地在全園土壤進(jìn)行覆蓋，覆沙平均厚度5 cm 左右。覆沙后土壤不進(jìn)行耕翻，只有當(dāng)土施肥料時(shí)將沙粒集中放到一邊，施肥完成后重新鋪平，完成一次覆沙可利用5 年左右，此后更換新沙。

清耕（CT）：即對照，為傳統(tǒng)土壤耕作方式。每年用果園專用旋耕機(jī)對果樹行間進(jìn)行深翻，或用鐵锨等生產(chǎn)工具深翻樹盤土壤20 cm 左右，或全園耕翻，每年2 ～3 次。保持土壤疏松、地面干凈無雜草。

1.2.2 試驗(yàn)處理與取樣

于 2016 年春季土壤開始解凍時(shí)布置試驗(yàn)。分別在覆沙和清耕蘋果園安裝土壤溫度水分記錄儀（L99-TWS-4），儀器安裝前，首先選取試驗(yàn)園土壤作為標(biāo)樣，對儀器測定濕度值進(jìn)行標(biāo)定矯正試驗(yàn)，并用烘干法進(jìn)行驗(yàn)證。選擇樹冠外沿投影下向內(nèi)約50 cm 處為定點(diǎn)測定點(diǎn)（避開施肥坑），每個處理分別選擇監(jiān)測點(diǎn)3 處，挖80 cm 深土坑，寬度以便于人工操作為宜，分20 、40、60 和80 cm 共4 個土層分別安裝溫、濕度感應(yīng)探頭，保持原土回填。溫濕度記錄儀安裝位置均為試驗(yàn)樹的東南方向，連續(xù)3 年長期定位監(jiān)測4 個土層土壤溫度和濕度。土壤溫度值可以直接讀數(shù)，土壤濕度值通過轉(zhuǎn)換成為質(zhì)量含水量。

SM 和CT 處理分別設(shè)置。采用順序排列方法，重復(fù) 3 次，每個小區(qū)面積 60 m2，試驗(yàn)用地 667 m2。于2017 年蘋果果實(shí)采收后進(jìn)行土壤取樣，測定土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量和土壤容重，計(jì)算出土壤孔隙度。

1.3 測定方法

用土壤溫度水分記錄儀連續(xù) 3 年定點(diǎn)監(jiān)測20、40、60 和80 cm 4 個土層土壤溫度和含水量變化，分 別 測 定0 ～20、20 ～40、40 ～60 和60 ～80 cm 4 個土層的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀以及有效磷、速效鉀、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量和pH 值、土壤容重等指標(biāo)。土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀氧化—油浴加熱法測定，全氮用KDY9820 型定氮儀測定，全磷、有效磷用紫外分光光度計(jì)測定，全鉀、速效鉀用M410 型火焰光度計(jì)測定，硝態(tài)氮、銨態(tài)氮用流動注射分析法測定，pH 值用酸度計(jì)測定，土壤容重用環(huán)刀法測定。

試驗(yàn)結(jié)果用Excel 2007 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 長期覆沙下土壤溫度變化特征

2.1.1 年周期變化

在蘋果年生育周期，土壤溫度與外界氣溫變化呈正相關(guān)。從12 月至翌年2 月，是蘋果樹完全休眠期，也是土壤溫度最低且相對穩(wěn)定時(shí)期，月平均土壤溫度均在4℃以下，覆沙園冬季3 個月平均土壤溫度分別為3.7℃（12 月）、1.9℃（1 月）和2.3℃（2 月），其80 cm 土層比20 cm 分別增高3.9、3.4和2.1℃，而清耕園平均土壤溫度分別為3.6℃（12月）、1.3℃（1 月）和1.6℃（2 月），80 cm 土層比20 cm 分別高3.6、2.8 和1.7℃，冬季3 個月覆沙園土壤溫度和溫度增幅均高于清耕園。覆沙園20 cm 土壤0℃以下溫度持續(xù)日數(shù)2017 年和2018 年分別為30 d（2016 年12 月29 日至2017 年1 月27 日）和26 d（2018 年1 月31 日至2 月25 日），溫度值為-0.1 ～-1.3 ℃（最低溫度時(shí)間2017 年1 月23日），清耕園兩年分別為35 d（2016 年12 月29 日至2017 年2 月1 日）和50 d（2018 年1 月11 日至3 月1 日），溫度值-0.1 ～-2.3℃（最低溫度時(shí)間2018 年2 月11 日），覆沙園平均縮短了14.5 d；40 cm 土層覆沙園均未出現(xiàn)0℃以下溫度，而清耕園為19 d（2018 年2 月4 日至2 月23 日），溫度值為-0.1 ～-0.7℃，平均縮短了9.5 d。3 月至4 月，是蘋果根系生長盛期，此期土壤溫度迅速增高，覆沙園比清耕園增溫效果更加明顯，也是一年中溫度增幅最大的時(shí)期，平均達(dá)到1.9 ～2.1℃。7 月底至8 月初，土壤溫度達(dá)到峰值，覆沙園20 ～80 cm 平均溫度 ≥21℃的日數(shù)為41 d（6 月27 日～8 月6日），平均最高溫度24.8℃（2017 年7 月26 日），清耕園≥21℃的日數(shù)為20 d（8 月1 日～8 月20日），最高溫度為22.8℃（2017 年8 月6 日），峰值滯后11 d。由于清耕園峰值的相對延后，其8 月份平均溫度比覆沙園高0.5℃。9 月蘋果果實(shí)成熟前期開始，覆沙園土壤溫度平均值稍高于清耕園，一直持續(xù)到第二年2 月?？梢?，蘋果園覆沙提高了土壤溫度、降低了凍土深度、縮短了低溫持續(xù)時(shí)間。

不同土層深度土壤溫度變化特征：外界氣溫的變化和土壤自身熱量的保持與散失是影響土壤溫度變化的主要原因。隨著土壤深度的增加，果園土壤年均溫度呈升高趨勢。3 月和8 月，外界向土壤傳遞的熱量及土壤自身熱量保持相對平衡，不同土層月平均溫度值相近；4 月至7 月，隨著外界氣溫的升高，淺層土壤獲得較多的熱量并向深層傳遞，土壤溫度隨土層深度的增加而遞減，表現(xiàn)為淺層土壤溫度高而深層較低。9 月份后，隨著外界氣溫的逐漸降低，淺層土壤受外界低溫的影響，向深層土壤傳遞的熱量也在減少，導(dǎo)致深層土壤溫度高于淺層，這種現(xiàn)象一直持續(xù)到翌年2 月。覆沙蘋果園20、40、60、80 cm 土壤溫度峰值均出現(xiàn)在7 月，而清耕園除20 cm 峰值出現(xiàn)在7 月底外，其余土層峰值較覆沙園滯后6 ～11 d。覆沙園各土層全年平均溫度分別較清耕園提高0.7 、1.0、0.7 和0.8℃，以40 cm 增幅最大。見表1 和圖1。

表1 覆沙園與清耕園0 ～80 cm 土層月平均土壤溫度比較 （℃）

圖1 蘋果園不同土層土壤溫度年變化規(guī)律

2.1.2 土壤溫度日變化

蘋果不同物候期土壤溫度日變幅不同，外界氣溫的周期變化，直接影響著土壤溫度日變化。在我國北方蘋果產(chǎn)區(qū)，花期常遭受晚霜凍害，影響蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)，而此期正值一年中氣溫日變化較為劇烈的時(shí)期。試驗(yàn)結(jié)果表明，覆沙園土壤日平均溫度比清耕園高1.6℃，這有利于蘋果根系的生長發(fā)育，增強(qiáng)樹勢和抗凍能力［1］。新梢停止生長期（7月份）是蘋果年生育周期中氣溫最高的時(shí)期，也是日平均土壤溫度最高和覆沙果園的增溫效果最顯著的時(shí)期，覆沙蘋果園土壤溫度平均為22.7℃，清耕園為20.7℃。從果實(shí)成熟期至休眠期，外界溫度逐漸降低，土壤溫度變幅也逐漸減小，不同土層日平均土壤溫度相近，至休眠期，覆沙園和清耕園日均溫分別為2.5 和2.2℃，根系停止生長。見表2。

表2 蘋果主要物候期日平均土壤溫度 （℃）

果園覆沙提高了不同土層日平均土壤溫度，全年比清耕園提高0.9℃，其中40 cm 土壤增溫效果最明顯，為1.2℃。果園覆沙降低了土壤溫度的日變化程度，特別是降低了淺層土壤（20 和40 cm）的日變幅，隨著土壤深度的增加，這種消減作用逐漸減弱。見表2 和圖2。

圖2 蘋果主要物候期不同土層土壤溫度日較差

2.1.3 土壤溫度變幅

果園覆沙增大了土壤溫度極差，但降低了土壤溫度變幅，覆沙園不同土層全年土壤溫度極差比清耕園高0.8 ～1.3℃，其中40 cm 最高為1.3℃，而其平均變異系數(shù)比清耕園減小4.1%。不同土層土壤溫度峰值隨土壤深度的增加而降低，而其最小值則相反。土壤溫度變異系數(shù)也隨土壤深度增加而降低，覆沙園40、60 和80 cm 土壤溫度變異系數(shù)比20 cm 分別降低了12.1%、18.9%和25.4%，而清耕園分別降低了7.8%、14.7%和20.8%。隨著土壤深度的增加，外界氣溫對土壤溫度的影響作用變小，說明覆沙土壤對外界氣溫的變化具有緩沖和調(diào)節(jié)作用。見表3。

表3 蘋果園不同土層土壤溫度及變異系數(shù)

2.2 長期覆沙下土壤含水量變化特征

2.2.1 年周期變化

在蘋果年生育周期中，土壤含水量變化總體呈緩慢升高再降低的趨勢。果園覆沙明顯提高了土壤含水量，覆沙園全年平均土壤含水量比清耕園高3.0%。6 月至9 月，是隴東旱塬區(qū)降雨相對較多和集中的時(shí)期，也是果園土壤含水量較高的時(shí)期，覆沙園平均土壤含水量達(dá)到20%以上，清耕園也在17.0%～19.3%之間，覆沙園6 月份土壤含水量最高，而清耕園7 月份最高；10 月份后，隨著降水量的逐漸減少，土壤含水量也逐漸降低，并保持穩(wěn)定變化。從10 月至翌年2 月，覆沙園土壤平均含水量從18.7%升高到18.9%，再下降到18.0%，下降了3.9%，而清耕園從16.9 %下降到13.0%，下降了30.0%。覆沙的保墑效果十分明顯。

蘋果幼果期（5 月）至果實(shí)采收期（10 月），覆沙園與清耕園土壤平均含水量差為1.5%～3.0%，而蘋果休眠期的12 月至翌年2 月，二者平均含水量差為4.6%～5.0%?？梢?，蘋果園覆沙更有利于保持休眠期土壤水分。見表4。

表4 覆沙園與清耕園0 ～80 cm 土層月平均土壤含水量比較 （%）

不同土層深度土壤含水量：隨著土壤深度的增加，土壤含水量變化趨于平緩，較深的土層（60和80 cm）土壤含水量年度變幅較小，而淺層土壤（20 和40 cm）變化較大。覆沙園以40 cm 變幅最大，而清耕園20 cm 最大。果園覆沙明顯保持和改善了深層土壤水分的穩(wěn)定供給，全年60 cm 土壤平均含水量穩(wěn)定保持在20.4%～22.4%、80 cm 保持在19.5%～22.1%。覆沙園土壤40 cm 平均含水量最低，為16.8 %；而清耕園全年平均土壤含水量60 cm 最高，40 cm 次之，分別為17.6%、17.3%，20 cm 最低，為14.8%。見圖3。

2.2.2 土壤含水量日變化

覆沙明顯提高了果園土壤含水量。蘋果主要物候期覆沙園比清耕園土壤含水量增加2.8%，其中休眠期增幅最大，比清耕園增加5.0%，這有利于蘋果的安全越冬和養(yǎng)分貯藏，而果實(shí)成熟期土壤含水量增幅最小，為1.9%。見表5。

果園覆沙明顯改善了土壤水分環(huán)境，降低了土壤含水量變幅，保持了土壤水分的穩(wěn)定供應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，蘋果園土壤含水量的日變幅較小，清耕園在蘋果新梢停止生長期土壤含水量的日變幅較大，平均為0.9%，而此期覆沙園只有0.1%；其它物候期二者相差不大。覆沙蘋果園主要物候期不同深度土壤含水量平均日較差小于清耕園，不同土層深度覆沙園和清耕園分別為：0.4%和0.6%（20 cm）、0.2%和0.3%（40 cm）、0.1%和0.3%（60 cm）、0.2%和0.2%（80 cm）。見圖4。

圖3 蘋果園不同土層土壤含水量年變化規(guī)律

表5 蘋果主要物候期日平均土壤含水量 （%）

圖4 覆沙與清耕處理蘋果主要物候期不同土層土壤含水量日較差變化

2.2.3 土壤含水量變幅

旱塬區(qū)較深層（60 和80 cm）土壤含水量變幅明顯低于淺層，這與土壤自身的保墑和吸散能力有關(guān)。蘋果園覆沙后明顯提高了深層土壤含水量，60 和80 cm 土壤含水量分別比清耕園高5.0%和6.1%，20 cm 土壤含水量比清耕園高2.9%，40 cm土層則低0.5%，覆沙的這種保墑作用有利于干旱時(shí)期蘋果根系對水分的吸收利用。蘋果園覆沙明顯降低了20 cm 土層深度的土壤含水量極差和變幅，但導(dǎo)致40 cm 的土壤含水量的波動變化，這一現(xiàn)象仍不能合理解釋。見表6。

表6 蘋果園不同土層土壤含水量及變異系數(shù) （%）

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)、礦質(zhì)養(yǎng)分與容重、pH 值變化

土壤是果樹生長發(fā)育的基礎(chǔ)，果樹生命中所需的營養(yǎng)物質(zhì)多為根系從土壤中獲取。土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分狀況將直接影響果樹根系的吸收和利用效率。試驗(yàn)結(jié)果表明，蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)、礦質(zhì)養(yǎng)分含量隨土壤深度增加總體呈降低趨勢，覆沙園與清耕園土壤有機(jī)質(zhì)、全鉀含量無顯著差異，而土壤全氮60 ～80 cm 顯著高于清耕園。全磷各土層呈波動變化，覆沙園40 ～80 cm 土層含量顯著高于0 ～40 cm，而清耕園40 ～60 cm 含量最高，其余土層無顯著差異；覆沙園全磷0 ～20 和60 ～80 cm 顯著高于清耕園，而20 ～60 cm 二者無顯著差異。覆沙園速效養(yǎng)分中的銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀平均含量高于清耕園，而硝態(tài)氮明顯較低。土壤硝態(tài)氮含量覆沙園與清耕園均呈顯著的深層積累特性，覆沙園累積量明顯較低，其銨態(tài)氮含量隨土壤深度增加顯著降低，0 ～40 cm 顯著高于40 ～80 cm，而清耕園40 ～60 cm 含量顯著高于其它土層。見表7。

長期覆沙蘋果園0 ～20 cm 土壤容重顯著高于其它土層和清耕園，該土層孔隙度顯著降低，覆沙園土壤pH 值和20 ～80 cm 土壤容重、土壤孔隙度均與清耕園無顯著差異。試驗(yàn)結(jié)果顯示，蘋果園土壤容重和pH 值均隨土壤深度增加而降低，土壤孔隙度則隨深度增加而增大。覆沙園淺層土壤容重的顯著增大，與果園土壤覆沙前為防止沙土混合而對地表土壤進(jìn)行機(jī)械鎮(zhèn)壓有關(guān)。見表8。

表7 蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)、礦質(zhì)養(yǎng)分元素含量

表8 土壤容重和酸堿度

3 討論

3.1 蘋果園長期覆沙對土壤溫度的影響

旱地果園覆沙的主要作用是改良果樹生長發(fā)育的土壤環(huán)境，促進(jìn)果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的提高［12］。土壤溫度是表征土壤性質(zhì)的重要參數(shù)，也是果樹生長發(fā)育最基本的土壤條件之一，適宜的土壤溫度有利于果樹根系的生長發(fā)育。沙粒作為一種特殊的無機(jī)材料，在果園覆蓋中具有同地膜等覆蓋物相同的作用，同時(shí)覆沙更有利于蘋果根系的水平分布和垂直深度擴(kuò)展，增大根系的水肥吸收空間［13］?，F(xiàn)代土壤分類將土壤溫度狀況作為重要的土壤診斷特性，根據(jù)土壤分類劃分標(biāo)準(zhǔn)，隴東旱塬區(qū)土壤溫度應(yīng)屬于溫性土壤范圍（8℃＜土壤溫度＜15℃）［14］。劉思等［15］研究表明，葡萄行間覆蓋有機(jī)物降低了土壤溫度，同時(shí)覆蓋物有效地隔絕交換熱，調(diào)節(jié)地溫，降低土壤溫度變異系數(shù)和最大變幅。本研究結(jié)果表明，果園覆沙降低了土壤溫度變異系數(shù)，這與以上結(jié)論相同，但提高了土壤溫度、縮短了低溫持續(xù)時(shí)間，特別在蘋果根系生長盛期的3、4 月份，土壤增溫效果最為明顯，平均溫度比清耕園高1.9 ～2.1℃，這與以上結(jié)論相反，綜合分析認(rèn)為，主要與覆蓋材料密切相關(guān)。已有研究證明，以有機(jī)物（草、秸稈等）為果園覆蓋材料的，土壤溫度顯著降低，特別是降低了早春果園土壤溫度［16-18］，而以無機(jī)物（地膜、沙粒等）為覆蓋材料的，則提高了土壤溫度［2，19-20］。土壤溫度的波動變化與大氣溫度的變化基本保持一致，土壤溫度與土層深度呈顯著的線性正相關(guān)［21-23］。本研究表明，隨著土壤深度的增加，大氣溫度對土壤溫度的影響作用逐漸變小，土壤年平均溫度升高，土壤溫度變異系數(shù)降低。果園覆沙降低了土壤溫度振幅。

3.2 蘋果園長期覆沙對土壤含水量的影響

在我國北方旱塬地區(qū)，干旱是影響果樹生長發(fā)育的主要限制因素之一，而季節(jié)性降水也滿足不了果樹生長關(guān)鍵時(shí)期對水分的需求。因此，采取抗旱保墑的技術(shù)措施在北方果園尤為重要。果園地面覆蓋抑制了土壤水分的無效蒸發(fā)，保證較高的土壤含水量，進(jìn)而促進(jìn)果樹對土壤水分的有效利用，不同地面覆蓋措施在北方地區(qū)果園的大面積應(yīng)用證實(shí)了其顯著的保墑作用［9，15-17］。蘋果園覆沙減少了地面蒸發(fā)，覆沙果園比覆膜的水分利用效率更高，果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)更好［24-25］。本研究表明，覆沙明顯改善了果園土壤水分環(huán)境，降低了土壤含水量變幅，保持了深層土壤水分的穩(wěn)定供應(yīng)，全年60 cm 土壤平均含水量穩(wěn)定保持在20.4%～22.4%，80 cm 保持在19.5%～22.1%；全年0 ～80 cm 平均土壤含水量比清耕園增高3.0%。土壤溫度和土壤濕度存在協(xié)同變化關(guān)系，在一定的溫度范圍內(nèi)，土壤發(fā)生凍結(jié)-融化過程，引起土壤濕度變化；土壤溫度同時(shí)影響土壤水分蒸發(fā)，土壤水熱交換同時(shí)進(jìn)行，土壤溫度和土壤水分間存在必然的交互效應(yīng)［26-27］。本研究結(jié)果表明，在不同物候期中，覆沙園蘋果休眠期土壤含水量比清耕園增加5.0%，增幅最大，這是否因?yàn)楣麍@覆沙提高了休眠期土壤溫度，降低了凍土層厚度，縮短了低溫持續(xù)時(shí)間等效應(yīng)而導(dǎo)致該物候期土壤含水量的增大？這是否有利于蘋果樹貯藏養(yǎng)分和水肥高效利用？試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，覆沙蘋果園不同深度土壤含水量呈波動變化，60 和80 cm 土壤含水量較高，20 cm 次之，而40 cm 最低，且低于清耕園0.5%。覆沙蘋果園40 cm 土壤增溫最為明顯，而該土層土壤水分含量最低，其水分向上蒸散和下滲程度是否與土壤溫度較高有關(guān)？這種現(xiàn)象有待于進(jìn)行深入研究和解釋。

3.3 蘋果園長期覆沙對土壤有機(jī)質(zhì)、礦質(zhì)養(yǎng)分和土壤松緊度的影響

試驗(yàn)證明，不同覆蓋方式和種植年限影響果園土壤有機(jī)質(zhì)、礦質(zhì)養(yǎng)分和土壤松緊度變化。已有研究表明，果園覆蓋秸稈、生草、泥炭等均能提高蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)養(yǎng)分含量［28-30］，地膜-秸稈雙重覆蓋模式下土壤剖面養(yǎng)分隨深度增加呈先降低后緩慢遞增的趨勢［31］，不同地表覆蓋條件下土壤中的速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度增加呈逐漸減少趨勢，覆蓋對土壤速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)的影響也隨之逐漸減弱［32］；而隨著種植年限的增加，覆沙蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)養(yǎng)分含量均有不同程度的下降［12］。這些結(jié)論表明，不同覆蓋材料對土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的影響不同。以有機(jī)物為果園覆蓋材料的，隨著覆蓋材料自身營養(yǎng)物質(zhì)的降解，補(bǔ)充到果園土壤，有利于土壤養(yǎng)分的提高，特別是耕作層土壤養(yǎng)分的增加，且隨著土壤深度的增加，覆蓋物對土壤養(yǎng)分的影響作用降低；而以無機(jī)物為覆蓋材料的，由于材料本身沒有養(yǎng)分，隨著樹體生長發(fā)育吸收利用土壤中的養(yǎng)分，外源養(yǎng)分的供應(yīng)不足導(dǎo)致樹體過度消耗土壤營養(yǎng)，使土壤養(yǎng)分含量降低。本研究結(jié)果表明，長期覆沙果園土壤有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)養(yǎng)分總體隨土壤深度增加呈降低趨勢，淺層（20 cm）土壤有機(jī)質(zhì)、全氮養(yǎng)分低于清耕園，這與果園覆沙加速了樹體對有機(jī)物質(zhì)的利用，促進(jìn)了氮素的礦化；蘋果園覆沙減輕了土壤硝態(tài)氮的深層積累量，增加了根區(qū)銨態(tài)氮含量，因而提高了養(yǎng)分利用效率，這可能由于沙層有利于雨水接納入滲［33］及形成的土壤溫濕度環(huán)境促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的分解和潛在肥力的有效化［34］。覆沙下氮素養(yǎng)分變化規(guī)律及運(yùn)移機(jī)理有待于進(jìn)一步深入研究。良好的土壤結(jié)構(gòu)和適宜的土壤孔隙度，是果樹優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的基礎(chǔ)，土壤孔隙度的大小能較好反映土壤的通透性、保持水肥能力和果樹根域環(huán)境。果園覆蓋物不同，對土壤容重的影響作用不同。旱地果園進(jìn)行樹盤覆蓋后，土壤容重下降，改善了土壤的孔隙狀況［35-36］。本研究結(jié)果表明，蘋果園長期覆沙顯著增大了0 ～20 cm 土壤容重，土壤pH 值也有增大的趨勢，但不同土壤深度均與清耕園無顯著差異，這與果園土壤覆沙前為防止沙土混合而對地表土壤進(jìn)行的機(jī)械鎮(zhèn)

壓有關(guān)。

4 結(jié)論

旱塬區(qū)蘋果園覆沙具有保持土壤溫度、降低凍土深度、縮短低溫持續(xù)時(shí)間等作用；果園覆沙明顯改善了土壤水分環(huán)境，降低了土壤含水量變幅，保持了土壤水分的穩(wěn)定供應(yīng)；果園覆沙加速了養(yǎng)分的分解和利用，提高了養(yǎng)分利用效率。在旱作蘋果產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用覆沙技術(shù)措施有利于改善蘋果品質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)收益。