渭北地区不同种植年限苹果园土壤有机碳分布特征

目的探究种植年限对苹果园土壤有机碳含量及其分布特征的影响,为提高果园土壤肥力,增加果园产量提供参考依据。方法以渭北地区种植年限为5 a,10 a,15 a和20 a的苹果园为研究对象,利用重铬酸钾外加热方法测定苹果园土壤有机碳含量。结果(1)随着种植年限的增加,土壤有机碳含量的总体平均值呈现出先下降后上升的变化趋势,且不同年限之间差异性显著(P<0.05),其中,5 a苹果园中有机碳含量最高,为6.83 g/kg。(2)在距树干0.5 m,1 m,1.5 m水平方向上,除5 a果园土壤外,距树干越近,土壤有机碳含量越高。除15 a果园土壤外,不同种植年限果园土壤有机碳含量在距树干0.5 m,1 m,1.5 m处的变化趋势差异显著(P<0.05)。(3)垂直剖面上,在0~40 cm土层深度范围内,不同种植年限苹果园土壤有机碳含量波动幅度较大,随着土层深度的增加,有机碳含量呈减少趋势,此外,5 a苹果园土壤有机碳含量在200~320 cm深度显著增加。结论渭北地区不同种植年限苹果园土壤有机碳含量随着种植年限的增加,呈现出先下降后上升的变化趋势。水平方向上,不同种植年限果园在近干处有机碳含量高,对果园有机碳赋存的影响更大。垂直方向上,有机碳含量集中在浅层土壤,呈现出表聚特征。

基于GEE的苹果园地遥感信息提取研究——以陕西省渭北旱塬区为例

准确掌握苹果园空间分布及动态变化对苹果产业发展及规划具有重要意义。以陕西主要种植区———渭北旱塬区14个县(区)为研究区,基于Google Earth Engine(GEE)云计算平台,以2020年Sentinel-2卫星影像的Level-2A级数据为数据源,结合实地采样获得的461个苹果园样本点,构建包含光谱特征、遥感植被指数、纹理特征和地形特征等共计21个特征作为分类特征集,利用随机森林分类方法对研究区苹果园地空间信息进行提取。结果表明,研究区苹果种植面积为23.03万hm^(2),连片种植的苹果园主要分布于延安市洛川县、渭南市白水县、咸阳市淳化县和咸阳市彬州市,种植面积分别为3.54、3.21、2.90万hm^(2)和2.51万hm^(2);包含光谱特征、遥感植被指数、纹理特征和地形特征的分类特征集在提取苹果园空间格局方面效果最优,苹果园地提取的总体精度和Kappa系数分别为94%和0.86,高于其他分类特征组合。研究成果可为未来陕西省苹果产业合理规划及果园精细化管理提供科学依据和数据支撑。

渭北旱塬不同树龄矮砧密植苹果园土壤水分空间分布特征

[目的]提高土壤水分利用效率,为矮砧密植苹果园水分管理提供参考,实现果园的可持续高质量发展。[方法]通过空间代时间的方法,以人工打土钻的方式定期采集6 a,9 a和12 a果园0—300 cm的土样,监测树下、株间、中间点和行间位置的土壤水分状况,揭示了不同树龄和空间位置的果园土壤水分变化特征。[结果](1)在垂直方向上,各树龄果园的土壤含水量在雨季前、中、后期差异显著,土壤含水量随土层深度呈现减—增—减—增的变化趋势。(2)在水平方向上,各树龄果园在雨季前、中、后期的土壤含水量分布特征相似,即树下的含水量明显小于株间、行间和中间点,尤其是树下位置浅层(0—60 cm)和中层(60—160 cm)的土壤水分亏损最多。[结论]雨季前(3—6月)是矮砧密植苹果园水分亏缺最多的时期,此时应及时人工灌溉;苹果树主要吸水部位是树下土壤浅层(0—60 cm)和中层(60—160 cm),应加强对树下部位的灌溉。

苹果树种植对黄土旱塬土壤蒸发的影响

以陕西长武旱塬为例,分别对研究区农地和5个不同林龄(9、12、16、19 a和23 a)苹果园的土壤剖面氢氧稳定同位素进行测定,利用Craig-Gordon模型定量估算其土壤平均蒸发量,并基于“空间换时间”方法分析果园种植及生长对土壤蒸发的影响。结果表明:农地及9、12、16、19、23 a林龄苹果园的土壤蒸发量均随苹果树的种植及生长呈现先减少再增大的趋势,年均蒸发量分别为129、104、89、119、128、136 mm;苹果园的土壤蒸发量变化与叶面积指数呈显著负相关(R=-0.713);苹果园种植的前中期(9~12 a)土壤蒸发量随叶面积指数增加逐渐减小,而在中后期(12~23 a)深层土壤水被大量消耗造成的干旱胁迫使得果树叶面积减少,从而导致林下土壤蒸发量又逐渐增大。

生草对黄土高原旱地苹果园土壤性状的影响

对黄土高原渭北苹果园生草土壤性状测定结果表明．生草能降低0～60cm土层土壤容重,增加土壤孔隙度，提高田间贮水量，且与生草年限呈正相关；能显著提高0～20cm土层有机质含量，种植禾本科牧草有机质年积累量为0．10％．种植豆科牧草年积累0．15％；随生草年限的增加．较深土层土壤有机质趋于增加，种植白三叶改善较深土层土壤有机质的效果强于种植黑麦草。对N、P、K营养的影响主要表现在0～40cm土层，生草的前期（4年）土壤养分消耗大于积累，苹果与牧草在该土层存在养分竞争，在第5年全氮、全磷、全钾呈现恢复性增长，全氮、全磷、全钾的演变呈现“S”型的演变过程．但生草能提高0～40cm土层水解氮、速效磷及速效钾含量，具有活化有机态N、P、K的功能，有利于果树对N、P、K营养元素的吸收利用；生草类型不同，活化N、P效果不同．黑麦草活化P的作用大于白三叶，而白三叶活化N的作用大于黑麦草；生草后土壤三大微生物类群数量及过氧化氢酶、尿酶、碱性磷酸酶活性都显著提高．并随生草年限的增加趋于增加。

渭北旱塬苹果园的生草效应

在无灌溉条件的渭北旱塬苹果园连续6年进行果园生草与清耕研究的结果表明:果园种三叶草,土壤有机质含量增加33.8%,果实产量增加14.4%,单果重增加10.2%,可溶性固形物含量增加11.3%,硬度增加9.2%,着色指数增加35.0%,总收入增加26.59%,种草产投比为9.07。果园生草首选草品种为白三叶草。

渭北旱塬苹果园施肥现状分析评估

为了解陕西渭北旱塬苹果园栽培管理水平、施肥现状及果农养分资源投入存在的问题,选取陕西渭北旱塬300户果农,调查其苹果产量、施肥及其他管理措施等。结果表明,不同果农间苹果的产量和施肥量存在很大差异。两年来果农化肥平均纯氮用量为671.71 kg·hm-2,适宜用量为240～360 kg·hm-2,78.3%的果园氮肥投入过量;P2O5平均用量为338.21 kg·hm-2,适宜用量为220～340 kg·hm-2,投入量适中果农仅占调查样本的22.2%;K2O平均用量为240.70 kg·hm-2,适宜用量为160～240 kg·hm-2,51.2%的果农施钾肥量偏低。调查数据与前人研究比较发现,由有机肥提供的氮磷钾养分占肥料总养分的比例下降趋势显著,由1994年的51%下降到现在的5.54%。果农传统的重氮偏磷轻钾施肥方式还未改变,施肥仍然以基肥为主,基肥比例达70%以上。为此提出调查区果园施肥应减少氮肥用量,提高氮肥利用率,适当增加磷肥,特别要注重钾肥和有机肥的投入,实现养分资源综合管理。

黄土塬区苹果园土壤有机碳分布特征

以黄土塬区塬面和梁坡梯田5、10、15a和20a苹果园为对象,在行间距果树1.0、1.5m和2.0m处用土钻法分层采集0-100cm土样,LiquiTOCⅡ测定样品土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)含量,分析两种地形条件下各龄果园SOC的分布特征。结果表明:塬面5、10、15a和20a果园SOC分别为6.39、6.46、6.66g/kg和6.47g/kg,梁坡分别为5.83、6.05、6.54g/kg和6.09g/kg,两种地形条件下同龄果园SOC差异显著(P<0.05),但龄间SOC消长趋势相似,均有15a的>20a的>10a的>5a的;水平方向上,5a果园SOC沿树干向外增大,10a果园减小,15a和20a果园变化较小,塬面和梁坡同龄果园间SOC水平分布格局较一致;垂直方向上,同梁坡相比,塬面果园4个层次(0-10cm、10-20cm、20-50cm和50-100cm)的平均SOC较高;梁坡果园50-100cm土层的SOC龄间差异较大,20-50cm土层龄间差异较小,塬面果园50-100cm土层的SOC龄间变化较小;在"纯果园"利用阶段,果园利用方式并未引起SOC下降,深层SOC有明显的积累效应。

黄土高原旱地苹果园生草对土壤贮水的影响

通过田间定位观测，研究了生草对黄土高原旱地苹果园0～100cm土层土壤贮水的影响。结果表明：生草能提高0～60cm土层土壤贮水能力，扩大土壤贮水库容；生草种类及年限不同，土壤贮水特征存在差异；在苹果生长期，生草对土壤贮水增减量产生影响，其影响主要发生在春季与秋季；不同降水年型生草对果园土壤贮水量影响差异较大，丰水年种植白三叶能提高土壤贮水量，欠水年生草会加剧干旱对果树的影响。

渭北旱塬苹果园地产量和深层土壤水分效应模拟

为了研究实时气象条件下渭北旱塬不同生长年限苹果园地产量变化趋势和深层土壤水分变化规律,在模型适用性与模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了1962—2001年期间洛川旱塬苹果园地产量演变动态和深层土壤水分效应。结果表明:(1)在模拟研究期间,洛川旱塬4—40年生苹果园产量整体上呈波动性下降趋势,初期产量逐渐增加,11—23年生达到最大值(平均为28.8 t/hm2),之后随降水量年际波动呈现出明显的波动性降低趋势。(2)40a间苹果园地遭受的干旱胁迫日数呈波动性上升趋势,与年降水量波动趋势相反。(3)1—15年生期间苹果园地平均年耗水量高于同期年降水量,导致苹果园地0—10 m土层土壤强烈干燥化,逐月土壤有效含水量波动性降低,1—10年生、11—20年生和21—40年生期间发生土壤干燥化并且程度逐渐加剧,但干燥化速率逐渐减缓,土壤干燥化速率分别为95.4、12、1.5 mm/a。(4)随生长年限的延长,苹果园地0—10 m土层土壤湿度逐渐降低、土壤干层分布深度逐渐加大,在14年生时超过了10 m,20年生以后2—10 m土层形成稳定的土壤干层。因此,基于土壤水分利用的苹果生长与果园利用的合理年限为20 a,最长不宜超过23 a。

陕西渭北地区苹果园土壤有机质现状评价

为了了解陕西省渭北苹果园土壤有机质含量现状，选取该区有代表性的56个果园，调查了施用有机肥料的种类、方法、施肥量和苹果产量，分析不同深度的土壤有机质含量。结果表明：平均施肥量及有机质含量与苹果产量呈正相关；渭北地区苹果园土壤0～40cm土层有机质含量平均值为1．26％，总体处于中等水平，变幅在0．86％～2．17％；有机质0～40cm含量（1．26％）明显大于40～60cm含量（0．90％），且不同地区含量差别较大：不同地区土壤有机质的垂直分布存在差异。最后，根据试验结果提出了陕西省苹果园土壤有机质含量分级指标。

渭北旱塬苹果园土壤水分环境效应

塬面苹果园、农田和其它主要土地利用方式的比较研究表明,苹果园的水分环境效应表现为土壤高入渗率、降雨低产流率和强烈的蒸腾耗水作用形成的土壤低湿层,使土壤水库对干旱的调节作用丧失,导致苹果产量随年际降雨呈现较大波动。随着苹果种植面积的扩大,这种水分环境效应将加强土壤、植物、大气间的水分小循环,削弱降雨转化为地表水和地下水的比例,最终影响区域水资源的数量和果业的持续发展。

渭北优质苹果种植区土壤养分调查与评价

在延安、铜川、渭南、咸阳和宝鸡5个地区,选择树龄9~15 a的优质果园采集0~40 cm土壤作为样品,分析土壤中的有机质、全N、全P、碱解N及速效P、速效K和有效Fe、Mn、Cu、Zn的含量。结果表明：不同地区之间果园土壤养分含量差异较大,延安地区果园土壤全氮含量属于缺乏水平,有机质、碱解N、有效Fe、Mn、Zn含量都处在适宜范围的底线水平,铜川地区有效Mn含量处在适宜范围的底线水平;渭南和咸阳地区有效Fe和有效Mn含量都处在适宜范围的底线水平;宝鸡地区各养分指标含量都在适宜及以上水平。今后这些地区的果园在管理和施肥方面除了补充各自所缺的元素,还应考虑增加土壤有机质的含量,有机无机肥配合施用,并适当增加微肥的喷施量。

渭北旱地苹果园生草小气候效应研究

采用定位观测的方法,对渭北旱地苹果园生草气温、相对湿度等小气候因子进行了测定,同时以清耕果园为对照进行同步观测。结果表明,生草调节了苹果园近地层的大气温度、增加相对湿度,调节土壤温度;在牧草的不同发育阶段上述调节作用不同,且调节程度与草种的种类关系密切,旱地苹果园种植白三叶调节小气候效果优于种植黑麦草。

渭北旱塬不同龄苹果细根空间分布特征

以渭北旱塬3龄、10龄、15龄和20龄苹果树为对象,采用根钻法,沿3等分园半径方向(径向)、距树干1.0、1.5m和2.0m处设置采样点,研究了不同树龄的细根空间分布特征。结果表明,3龄苹果细根主要分布于径向1.5m以内和垂向0.5m以上,15龄和20龄苹果细根分布超出径向2.0m和垂向1.4m,10龄细根分布范围大于3龄,与15龄和20龄接近。在根系主要分布区内3龄和10龄细根分布稀疏,15龄和20龄细根分布密集;细根空间分布演化过程可分为3个阶段,即3～10龄为细根范围扩张阶段,10～15龄为细根密度扩张阶段,15～20龄为细根密度退化阶段;苹果细根空间分布无明显方向性差异;10龄、15龄和20龄苹果表层(0～20cm)平均根长密度低于下层(20～40cm),高峰值一般出现在40～80cm,此深度以下根长密度随深度递减,3龄苹果表层平均根长密度高于下层;在径向2.0m内随径向距离增大,3龄、15龄和20龄平均根长密度逐渐降低,而10龄根长密度逐渐增加。根长密度在径向变化上存在局部变异现象。

渭北旱塬苹果园内外温度变化特征研究

为研究苹果不同生长阶段果园内外温度的变化特征,利用小气候梯度自动测定系统定位观测果园冠层温度、树体温度、不同高度层的空气温度以及不同深度的土壤温度,并与对照地的温度要素对比分析。结果表明：园内外温度日变化均呈单峰趋势,冠层温度峰值出现时间与园外气温一致,空气温度与树体温度较园外延迟1~2 h。园内土壤温度10 cm最高,其它层次变化与园外一致,随深度增加而升高。园内空气温度、冠层温度、土壤温度日较差在果树生长始期最大,休眠期最小,树体温度日较差生长始期最大结果期最小。果园内外气温差在结果期最为明显最大达到3.0℃左右,园内夜间高白天低。冠层温度白天高于园外且在生长始期最显著,夜间低于园外在结果期最为明显达到15.0℃左右。树体温度与果园外温度差在生长始期最大达到7.0℃,结果期最小。生长始期和结果期园内土壤温度在12∶00~22∶00之间低于园外,而休眠期则一直高于园外。

渭北旱塬苹果园土壤矿质氮累积与分布研究

对渭北早塬6～37龄苹果园土壤剖面中硝态氮和铵态氮的含量进行了分析测定，以了解不同树龄，不同剖面深度土壤矿质氮累积与分布状况。结果表明，不同种植年限苹果园0～400cm剖面土体中，氨态氮的含量和分布保持相对稳定；硝态氮含量和分布变化显著，含量在0．31～195．32mg／kg之间。土体剖面硝态氮的累积量呈显著增加的趋势，累积层出现在40～260cm土层，最高含量出现在15龄果园的100～120cm土层中。其值为195．32mg／kg。土壤剖面累积大量的硝态氮，可能会造成潜在的环境问题。

渭北旱原红富士苹果园不同降水年型水分管理模式研究

于 1 995年～ 1 997年对渭北旱原红富士苹果园不同降水年型水分管理模式进行了研究。结果表明 ,在干旱年份 ,红富士苹果园水分管理模式以秸秆覆盖方式最佳 ,在多雨年份 ,红富士苹果园水分管理模式以果园种植白三叶草方式最佳 ;并综合分析了不同降水年型不同水分管理模式对红富士苹果产量的影响 ,不同水分管理模式对果园土壤含水量和土壤有机质的影响及不同水分管理模式对红富士苹果生长状况、外观品质、内在品质的影响。在此基础上 ,提出了渭北旱地果园各种年型下“果树行间生草 +树盘秸秆覆盖”

渭北旱原红富士苹果园不同水分条件有机肥施用模式研究

于1999-2002年对渭北旱原红富士苹果园不同水分条件有机肥施用模式进行了研究。结果表明,在不灌水条件下,以化肥+秸秆堆肥处理和化肥+羊粪处理最佳,产量分别为38 500 kg／hm2和38 050 kg／hm2,分别比对照增产32.1％和30.5％。灌水条件下,以化肥+绿肥处理和化肥+鸡粪处理最佳,产量分别为44 825 kg／hm2和44 450 kg／hm2,分别比对照增产24.3％和23.3％;并综合分析了不同水分条件不同有机肥对红富士苹果产量、生长状况、外观和内在品质的影响。在此基础上,提出了渭北旱地果园不同水分条件下在化肥施用基础上"秸秆堆肥(羊粪)+鸡粪(菜籽饼肥、绿肥)"的有机肥施用新模式。

陕西渭北旱塬典型苹果园土壤基本性质与微形态特征研究

通过对土壤微形态研究试图阐明陕西渭北旱塬长龄苹果园土壤的发育过程和质量演变。用偏光显微镜对LAS剖面不同发生层的薄片进行了观察和影像定量分析。结果表明:土壤形成物主要是粘土矿物、方解石和无定形Fe,Ap层中有大量次生方解石、次生粘土和蚯蚓粪粒,AB层与BC层方解石数量多且形态最复杂,黏土含量高,BC层可见大量淀积黏土,Ck/C层细晶与针状方解石较少,有少量残积粘土;土壤孔隙主要是孔道和填充孔隙。整个剖面从上向下微结构连续变化,反映了苹果地较稳定的土壤环境,也可能与人工苹果园长时间种植有关;不同发生层的矿物组合十分相似,石英(Q)和长石(Pl)占绝对优势,但C/F10μm值、不同矿物间的比例、颗粒形态等有明显差异。