不同施肥方式對土壤水分環境及植物水分含量影響的研究

胡承興

（黔西南生態環境監測中心，貴州 興義 562400）

土壤水是重要的農業水資源，無論是大氣降水，地表水和地下水，都必須經過土壤水才能被植物吸收，土壤水資源能滿足作物生長的大部分需求，全國耕地60%以上的旱地作物必須靠土壤水生長發育，它是陸地上一切生物最直接的水分來源，土壤既是植物生長的載體又是水分和養分的貯存庫，使大氣間斷性的、不均勻的降水、灌溉供給水[1-3]。根據調查，在我國北方，土壤水占降水資源的60%-70%，約360mm～420mm，與保證率P=50%的河川徑流和地下水補給量之和大致相平衡。全世界64.8%的降雨量變為土壤水的有效補給量，相當于地表水和地下水的1.2倍[4-5]。土壤水有水資源的基本特征，但又與重力水資源有不同，具有不可調度性，不可開采等特點，只能被植物利用和直接蒸發返回大氣。對土壤水的利用，目前基本為自然利用，并對滿足植物全生育期總用水量要求有著重要的調節作用。有實驗研究表明：在小麥生育期內，土壤水利用量可占全部耗水量的33%，但在大多數地區沒有得到充分的有效利用。因此，我們在土壤水的利用方面還有巨大的潛力，有研究專家預測，土壤水將會是今后水資源開發的主要目標[6-8]。

茶樹種源為“龍井43號綠茶”，由貴州省“貴井茶葉有限公司”提供。肥料施用為：尿素（總氮≥46%，貴州赤天化有限公司），塑料薄膜，稻草，噴灌設備，滴灌設備，滲灌設備，軟管噴灌設備。實驗基地：開陽縣貴井茶葉有限公司實驗基地。

1.1 施肥方案設計

試驗采用隨機區組設計，共設6種不同的水肥濃度，S1（濃度）、S2（濃度）、S3（濃度）、S4（濃度）、S5（濃度）、S6（空白對照）。每一小區灌溉方式設3次重復，共5個小區，小區面積為10m×7m(長×寬)，茶壟寬1.1m，行間距1.3m，1200株/畝，小區設30cm寬的保護行。

根據圖1中可以看出，在試驗期1月—9月期間，在0cm—10cm的茶樹耕層土層內，茶樹耕層土壤水分含量的總體變化趨勢呈“S”型變化曲線，符合空氣中的降雨量的變化特征趨勢，在7中不同的施肥處理方式下，土壤水分含量基本趨于一致性，其中s5茶樹耕層土壤水分含量最高，在6月份茶樹土壤水分含量最高達到33.67%，在1月—4月，不同處理的土壤含水量變化趨勢基本增減速保持一致，在進入4月份以后，進入降雨量旺盛期，各不同處理下的土壤水分含量開始急劇變化，增長最快的為s6處理方式，空白對照ck處理的土壤耕層土壤含水量增長較為緩慢，在6月份降雨量旺盛期，ck處理的茶樹耕層土壤水分含量為29.05%，是所有施肥方式中茶樹耕層土壤含水量最低的。在茶樹春、夏、秋的生育過程中，總體的茶樹耕層土壤含水量夏季＞秋季＞春季。從春耕茶園抗旱角度出發，在春季的茶園管理措施中，必須增加土壤含水量，做到合理施肥措施，有利于春季茶園的水肥管理。

圖1 不同施肥方式0cm—10cm土層土壤水分含量

根據圖2中分析可知，與對照相比，在11cm—20cm茶樹根須土層內，在不同施肥方式處理后，在茶樹生長的春、夏、秋三個季節，茶樹耕層土壤含水量具有較高的含量，干旱季度除外，在干旱季節，由于地表沒有覆蓋物，造成土壤水分的蒸發，急劇降低了茶樹根須層土壤水分含量。據圖中分析可知，在不同的施肥方式處理下，對茶樹根須層土壤含水量的影響不大，在1月—3月的茶樹根須層土壤水分含量變化中，s1，s3，s4，s5，s6＞ck2＞S2，其中s1，s3，s4，s5，s6土壤水分變化基本保持一致，在4月份—6月份，茶樹根須層的土壤水分含量隨著降雨量的增加有著明顯的差異性。茶樹根須層土壤平均含水量為：s5＞s1＞S2、s3、s4＞s6＞ck2。

圖2 不同施肥方式11cm-20cm土層土壤含水量

7月—9月隨著降雨量的減少，茶樹根須層土壤含水量隨之降低，其土壤水分含量變化沒有產生強烈的衰減變化，其主要原因是降雨量的減少，和茶樹進入秋季蒸騰作用降低，對水分的吸收能力下降原因所導致。從整個春夏秋茶樹根須層的土壤水分含量顯示，各施肥處理方式對土壤水分含水量沒有顯著影響。

從圖3中可以看出，在不同的施肥方式處理下，茶園茶樹新梢生長速率呈現典型的慢—快—慢的生長趨勢，茶樹新梢生長與施肥方式由明顯的相關關系，不同的施肥方式下能促進茶樹對土壤水分的吸收，水分吸收直接促進茶樹新梢的生長，這主要是施肥能改善土壤結構，從而提高茶園土壤的保水能力，由于施肥能提高茶葉葉片抗過度失水的能力增強，最終能提高茶園對水分的利用效率。土壤水分效率的提高明顯表現在茶樹新梢的快速生長，在不同施肥方式下土壤中氮素供應充足的情況下，能明顯提高茶樹新梢伸長，光合作用加強，從而對土壤水分的利用明顯提高，在不同施肥方式的處理下的茶樹新梢生長較空白對照快速，說明不同施肥方式能明顯增加茶樹新梢的生長速率。因此在茶園的管理方式中，通過不同的施肥方式管理，能有效的提高茶園土壤水分、土壤養分的吸收與利用，從而促進茶樹新梢的生長。

圖3 不同施肥方式新梢生長速率

從表1中可以看出，在不同的施肥方式處理下，其中在s4處理下，茶園土壤水分利用效率最高，水分利用效率為（0.43 kg.mm-1.667m-2），在1畝茶園上每耗水水可以產出茶葉干重0.43kg，這主要是在s4施肥處理方式下能提高土壤水分利用率。由于茶樹根部撒施，有利于水分與肥料在茶樹根部結合，促進了茶樹的水肥耦合效應，促進了茶樹的吸收，從而促進茶樹的生長。最終結果表現為茶葉產量的增加。其水分利用效率比ck2同比增長26.47%。其中ck2處理條件下水分利用效率最低，水分利用效率為（0.34 kg.mm-1.667m-2）。說明空白處理下，養分匱乏，根系周圍缺乏養分，不能產生協同效應，水分流失較大。其他施肥方式處理都較空白處理水分利用效率高。

表1 不同施肥方式水分利用效率比較

從表2中可以看出，在不同施肥方式處理下，在不同的施肥方式之間的耗水系數存在一定的差異性，通過在不同施肥方式下的試驗研究表明：不同的施肥方式對茶樹的水分利用效率和茶樹的耗水系數由差異，這可能是因為在不同的施肥方式處理下，不同的施肥方式影響了茶園土壤中水肥耦合的效應，造成茶樹對土壤水分的吸收不同，直接影響著水分利用效率和茶樹的耗水系數。不同施肥方式的茶樹耗水系數范圍在2.35—2.91之間，耗水系數變化幅度為0.56，說明在不同的施肥方式處理下，茶樹耗水系數變化不是很明顯，從文中可以看出，茶樹水分利用效率低，茶樹耗水系數則高。其中耗水系數比較為：ck2＞s3＞s1＞s5＞s6＞s2＞s4。

表2 不同施肥方式耗水系數比較

茶園在進行不同施肥方式處理后，茶樹的生長都較對照高，不同施肥方式處理后，茶園土壤水分含量提高。同時在水肥耦合下能提高土壤環境中水分的利用效率，其中茶樹新梢生長量在s6處理下為最高，總生長量為（52.86cm）。其中水分利用效率在s4處理最高，水分利用效率為0.43kg.mm-1.667m-2，通過不同施肥方式的管理得出，茶樹如果在前期達到茶樹長勢優越，達到豐園較快，應采用s6施肥方式處理，在達到豐園后要進行茶園的產量增收，應進行s4施肥方式處理，這樣水分利用效率較高，產量增長較快。耗水系數s4最低。