起垄与不完全覆盖对梨园水氮运移及梨树生长影响研究

The precipitation in north region of china is mostly distributed from June to September. Excess precipitation saturates the soil in root zone, resulting in deep percolation, nitrogen leaching, while promotes the vigorous growth and deceases the flower bud differentiation rate. Ridging and plastic mulching in orchard will change surface runoff distribution, reduce the rainfall penetration and soil water content in ridge, and decrease deep percolation and nitrogen leaching in fertigation and mulching region. This research aims at the ridging and mulching pear orchard, to investigate: 1) the effects of ridge cultivation and plastic mulching on the distribution of runoff and nitrogen flux in the region of ridge and furrow; 2) the impacts of ridge cultivation and plastic mulching on the distribution and transportation of water and nitrogen in and between the ridge; 3) the responses of pear trees growth and water consumption to the water and nitrogen distribution. The results will be helpful to appreciate mechanisms of ridge cultivation and plastic mulching decreasing nitrogen leaching and regulating the fruit trees growth and water consumption.

我国北方地区降雨大多集中在6-9月份。过多的降雨饱和果园根区土壤，造成土壤水分的深层渗漏，淋洗土壤中的氮元素；同时，又造成果树过多的营养生长，降低花芽分化率。果园起垄及地布覆盖将改变降雨在地表的分配，减少了垄上区域的雨水入渗，降低垄内土壤含水量、施肥覆盖区的深层渗漏及氮素淋洗。本项目以梨园为研究对象，研究：1）起垄及园艺地布覆盖对降雨径流及径流氮通量在垄上与垄沟区域分配的影响；2）起垄及地布覆盖对垄内与垄沟区域土壤水氮的空间分布及运移规律的影响；3）梨树生长及耗水规律对水氮分布的响应。研究结果将有助于深入理解果园起垄覆盖减少氮素淋洗、调控果树生长及耗水的机理，为果园减氮增效提供理论基础。

起垄与园艺地布覆盖能有效改变果园土壤的水氮分布情况，从而改变果树的生长及生理特征。本研究通过连续三年的试验，设置了平地无覆盖、平地覆盖园艺地布、起垄无覆盖以及起垄覆盖园艺地布等试验处理，研究了不同耕作措施对于梨园土壤水氮分布特点的影响，以及水氮分布对于幼龄梨树生长生理指标的影响。同时，还研究了土壤微生物活动以及土壤团聚体结构稳定性对地表园艺地布覆盖的响应机制。研究结果表明，起垄能有效改变降雨在梨园地表的分配规律，大约有9%-40%的降雨会从垄面汇集到垄沟。垄面入渗量的减少会降低梨树根区土壤氮元素的淋洗，相对平地无覆盖处理，起垄与园艺地布覆盖能提高0-1m深度根区内土壤硝态氮含量25%左右。园艺地布覆盖处理能有效减少地表水分蒸发，从而提高土壤含水量。土壤水氮含量的提高促进了梨树的营养生长，与平地无覆盖处理相比，起垄与园艺地布覆盖处理的幼龄梨树新梢生长量提高了约40%，干周截面积提高了约50%。树体发育的加快也提高了幼龄梨树的果实产量，起垄与园艺地布覆盖处理的产量较平地无覆盖处理提高了约50%，但单位干周截面积产量并未提高，说明产量的提高主要是因为幼龄梨树树体生长加快，提前进入了结果期所造成的。起垄与园艺地布覆盖处理降低了梨果实的可溶性固形物含量，但提高了单果重，对果实硬度影响不明显。地布覆盖会减少表层土壤的微生物量C约45%，土壤矿化速率也显著降低，同时土壤团聚体的平均重量直径和平均几何直径分别下降了20%和23%，但土壤容重和田间持水量没有明显变化。因此，起垄与园艺地布覆盖能够保持梨树根区的水分和养分含量，从而促进幼龄梨树快速生长，提前进入结果期，实现果园早产，增加农户收益。但这种栽培模式也引起了果实品质下降和土壤结构破坏等问题，同时这种栽培模式对于成龄果树的影响还未可知，这些都值得开展进一步的深入研究。