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黄土高原人工林草地会造成土壤的干化,并且随着林草地年龄的增加土壤干化加重。国家近年来实施的退耕还林工程,使得当地形成了大规模的人工林地,更加剧了该区域林地土壤水分生态恶化和后续植被建造的困难。而针对已经干化的土层如何修复以及未出现土壤干化的林草地如何防控的专门研究还未见报道。本研究针对目前黄土丘陵坡地枣林地土壤干化特征,以陕北退耕还林后形成的丘陵区枣林为研究对象,通过定位监测、实地取样调查、小区限制供水、盆栽试验和野外大型土柱等方法,研究自然条件下人工密植枣林不同树龄下的土壤水分干化特点、密植林分根系特征与土壤水分的关系、修剪强度与枣树蒸腾耗水关系,及其人工干预措施对枣林耗水调控作用,探索节水型修剪技术与旱作技术结合对旱作枣林高效用水技术及调控土壤水分与降低枣树蒸腾的机理,评价分析节水型修剪技术与旱作技术结合的综合效应,以修复枣林地土壤水分和防控林地土壤永久性干层为目标,取得以下结果:1)山地密植枣林土壤水分研究规律表明:黄土丘陵的密植枣林中,0-200 cm范围的土壤水分活跃,受季节性降雨影响较大,5月是土壤水分最干燥期,7月是土壤水分提升最快速期,10月是土壤水分最高期。土壤水分的季节性变化和枣树生育期需求十分一致,枣树5月开始萌发需水量较小,7、8月枣树进入生长旺季需水量增加较大,9月果实膨大需水继续增多,土壤水分并不会在枣树高耗水阶段出现低值,而是在枣树休眠结束和开始萌芽时出现最低值,12年生密植枣林土壤耗水深度达到540 cm,其中200 cm以下的土壤水分难以恢复,难恢复层厚度达340 cm。2)山地密植枣林根系研究表明:密植枣林水平根系在3龄时就出现两树间根系交汇。随着树龄的增加垂直根系最大深度和最小深度差值减小,5龄枣林最深根系与最浅根系差值达260 cm,到12龄枣林最深根系与最浅根系深度差值为180 cm。密植枣林株间根系随着林龄增加,在交汇处根系向深层发展较快。在水平方向(株间)枣林根系与土壤水分没有明显差异变化,即枣林株间土壤水分没有明显差异。根系与土壤水分在垂直剖面分布关系紧密,主根深度与土壤水分消耗深度一致。12龄枣林根系最大深度和土壤水分亏缺深度大致在540 cm处。在0-200 cm土层是根系分布最多的范围,也是土壤水分年变化幅度最大的范围,当年降雨可以达到这个深度,在雨季常常土壤水分补给大于根系耗水在此期间0-200 cm土壤水分处于一个高值,但是到次年的5月份该层次土壤水分与200 cm以下土壤水分相近,说明每年的全部有效降雨入渗到土壤中的水分基本被该层内的根系消耗完,所以根系在此范围消耗的水分是最多的。3)山地密植枣林耗水规律研究表明:0-1000 cm深度范围的农田和12年生枣林土壤水分储量之差为129.31 mm。意味着山地枣林地12年期间比山地农田多消耗的土壤水分达129.31 mm,12年生枣林在其生长期间平均每年消耗土壤水分约10.76 mm。也就是说当前研究区的密植枣林之所以出现土壤干层,是因为比农田多消耗10.76 m水分。1-3龄枣林土壤耗水与农田相近,无显著差异,说明当年降雨量完全可以满足1-3龄枣林正常生长。5-7龄枣林土壤水分9月份出现亏缺层,说明降雨量不能满足5龄以上林分需水量,5-7龄枣林耗水量393 mm。枣林5龄后土壤开始形成不能恢复的干层,这又说明目前的产量超过水分承载能力。9龄以后产量降到1500 kg ha-1,但土壤耗水深度不再增加,说明此时枣林生长全部依靠降雨量。所以维持一个目标产量(1500 kg ha-1)所消耗的水量(380 mm)可以作为当地枣林合理的耗水量。控制供水量的试验证明,枣树在年总供水量低于当年降雨量情况下,设置的最小供水量(147 mm)和最大供水量(392 mm)范围仍然可以获得一定产量。说明枣树在一个较大范围的水分条件都可以生长,并依据供水量多少自身调节生长和产量。试验中,五年生枣树在生长季节供水量为337 mm时,产量为14336 kg·ha-1,水分生产效率为42.49 kg·ha-1·mm-1;当供水为286 mm时,产量为13703 kg·ha-1,水分生产效率为47.98 kg·ha-1·mm-1,由于当地属于缺水地区,所以我们建议当地生产中不要追求最高产量,而是推广水分效率高的方案。盆栽条件下枣树在土壤含水量(重量含水量)为2.49%时出现初始萎蔫现象,死亡时的土壤含水量为1.29%,土壤水分达到此值时由于受空气湿度影响,土壤水分不再减少,即使土壤水分达到1.29%这样一个自然空气条件下的最低值,盆栽枣树仍可存活超过27天才后死亡,如果在27天内得到复水仍然有可能发出新芽复活。这个结果说明,枣树在当地极端干旱情况下也不会出现因为缺水而死亡的现象。4)山地密植枣林节水调控技术研究表明:旱作保墒措施均具有一定的提升林地土壤水分作用,但不同措施作用有差异,碎树枝覆盖、聚水沟措施可分别影响0-240 cm、0-340 cm土层的土壤水分含量,并且聚水沟措施具有更强的土壤水分修复能力。常规的白色地膜覆盖具有很好的提高土壤水分功效,但是膜下往往生长杂草会降低表层土壤水分。通过修剪控制树体规格降低叶面积可以较好地减小枣树蒸腾耗水量,更有利于土壤水分的修复。因为单纯采用保墒措施来提高土壤水分,往往会使得土壤水分提升的同时,又促进枣树营养生长消耗更多的土壤水分,所以林地土壤干层仍然存在,所以修剪节水是防治旱作枣林土壤干层的更重要的新技术途径,节水型修剪与传统保墒措施结合是当地防治林地干层的有效模式。