坡地枣树根系分布及根域水分调控作用研究

节水中心2011届博士研究生马理辉，在导师吴普特研究员、汪有科研究员的指导下，经过三年努力完成了坡地枣树根系分布及根域水分调控作用研究。

研究方向：水土资源管理

摘     要

枣是黄土丘陵半干旱区特色果品之一。近年来，以山地集雨微灌和矮化密植为技术核心的坡地密植枣林高效用水种植模式取得了巨大成效，与传统沟灌种植方式相比，灌溉量减少了84.4%，而平均产量却增加了46.7%。这种模式可通过改变枣树根域水分环境，影响根系分布，促进根系对水分养分的吸收。因此，将水分调控和根系分布结合研究对于揭示坡地密植枣林增产机理和水肥高效管理有重要意义。但目前有关坡地密植枣树根域水分调控对根系分布影响方面的研究还很少。

本论文以坡地密植枣树为研究对象，采用剖面法和土芯法，在调查不同树龄坡地密植枣树根系空间分布特征的基础上，分析不同根域水分调控措施对根系空间分布及生长的影响，最终明确根域水分调控对黄土丘陵半干旱区密植枣树根系分布的作用效果。试验结果以期为坡地枣树林分的高效经营、可持续发展提供依据。主要研究结果如下：

（1）对传统的根系掘露方法进行了改进，提出钢刷敲打+喷水相结合的方法更高效。钢刷敲打土壤剖面3遍+喷水的方法能够比钢刷敲打及传统的抛光、抛光+喷水、平滑打毛、平滑打毛+喷水等方法多掘露出9.2%、375%、187.9%、126.2%和46.2%的总根量和8.9%、345%、180%、117.8%和44.1%的细根量。

（2）不同树龄的坡地密植枣树根系垂直分布有显著差异，细根水平分布无统计差异。采用剖面法，对1年生、4年生、8年生、11年生密植枣树根系分布进行测定。结果表明：密植枣树在直径＞3mm、1-3mm、＜1mm的根量密度均随着树龄的增加而增长。1年生枣树直径＞3mm、1-3mm根系主要分布在0~20cm土层中（占85.7%、54.0%），而直径＜1mm根系主要分布在0~40cm土层中（占69.2%）。4年生及以上树龄三个直径根系均主要分布在0~60cm土层中。1年生枣林（株距120cm）及4年以上树龄（株距200cm），直径＞3mm、1-3mm的根量密度水平分布差异显著，但直径＜1mm的根量密度水平分布无差异。

（3）不同根域水分调控措施对密植枣树根系的空间分布有显著影响，但作用效果大小不同。采用剖面法，以自然坡面为对照，对自然坡面+滴灌、鱼鳞坑、鱼鳞坑+滴灌三种水分调控措施下8年生枣树根系的空间分布进行研究。结果表明：鱼鳞坑、滴灌、鱼鳞坑+滴灌这三种根域水分调控措施能显著促进根系的生长和富集，另一方面相应地缩短主根最大深度。根域水分调控措施对枣树根量密度大小的影响作用表现为鱼鳞坑+滴灌＞自然坡面+滴灌＞鱼鳞坑＞自然坡面；对垂直分布的影响表现为60%的细根分布在0~40cm土层中，80%的根系分布在0~60cm土层中；对水平分布的影响表现为69%的细根在滴灌湿润区和鱼鳞坑部位富集；对主根最大深度的影响表现为自然坡面（8m）＞鱼鳞坑（5m）＞自然坡面+滴灌（4m）=鱼鳞坑+滴灌（4m）。根域水分调控措施促进了上层土壤细根的生长，更多的细根能够从上层中吸收更多的水分，也就不需要从更深的土层中吸收水分，因此在半干旱条件下补充上层土壤水分可以减小主根向下延伸，也就可能防止土壤深处水分的消耗，这也有利于防止土壤的永久性干层出现。

       （4）不同滴灌位置的根域水分调控措施均对密植枣树根系的生长有促进作用。采用土芯法，对离树干100cm、65cm、35cm的滴灌湿润区与非湿润区进行取样测定。结果表明：非滴灌湿润区，细根生物量为35cm处＞100cm处＞65cm处。根干重密度分别为512.5g/m3、368.6g/m3、288.3g/m3；根长分别为2099.4cm、1748.3cm、1664.4cm；根表面积分别为256.1cm2、201.2cm2、155.2cm2。与非滴灌湿润区对比，离树干35cm、65cm和100cm位置的根干重密度增量分别为28.3%、58.8%和35.9%；根长增量分别为29.7%、26.1%和34.0%；根表面积增量分别为5.4%、28.5%和14.6%。从细根生物量的增长可看出，滴灌水分调控能更好地促进枣林不同位置的细根生物量生长。

       综合上述研究结果，表明根域水分调控对黄土丘陵半干旱区坡地密植枣树根系分布有重要影响。

关键词：水分调控；根系分布；密植枣树；黄土丘陵；滴灌；鱼鳞坑；掘露方法