一、引言
黄土旱塬区位于中国西北，以黄土高原为主，地势高、气候干旱，年降水量有限且不均。水土流失和脆弱的生态导致水资源珍贵。苹果产业是当地重要经济支柱，但水资源短缺问题日益严重。传统的果园管理方式加剧了土壤水分流失，使果园可持续发展面临考验。生草覆盖作为生态友好的土壤管理方式被引入，果园生草能改善土壤结构，增加有机质，减少水分蒸发，提高抗旱能力，保持水土，促进根系生长，提高水分利用效率，调节果园气候，提升果实品质和口感。在有机种植管理中，通过果园生草不仅有效抑制杂草滋生，还能增加草蛉、瓢虫、寄生蜂等害虫天敌的数量，提高有机果园的生物多样性，创造良好的生物防治条件。
本研究旨在探讨生草覆盖对黄土旱塬区苹果园深层土壤水分和根系分布的影响。通过对比分析生草覆盖区域与对照区域的土壤水分和根系分布，揭示生草覆盖在改善果园土壤环境、提高水资源利用效率方面的作用机制。这对黄土旱塬区苹果园的可持续发展和其他干旱地区果园管理具有重要意义。
二、材料与方法
本研究以黄土旱塬区内的渭北南部陇县苹果园为研究对象，该果园具有6年的种植历史，土壤类型为黄土，且之前未进行过生草覆盖处理。试验时间安排在2024年3月至4月，以充分观察生草覆盖对土壤和根系的影响。
在材料选择方面，我们挑选了三叶草草种作为生草覆盖的材料，这种草种具有生长迅速、覆盖能力强、与果树竞争小等特点。覆盖方式采用行间生草，覆盖密度设定为每平方米10株，以确保生草能有效覆盖土壤表面。
为了准确评估生草覆盖的效果，我们设置了对照组。对照组的苹果园采用传统的清耕方式管理，与生草覆盖区域形成鲜明对比。
在数据收集方面，我们采用了土壤水分测定仪和根系扫描仪等专业设备。土壤水分测定仪能够准确测量不同土层的水分含量，而根系扫描仪则可以清晰地描绘出根系的形态和分布。我们在生草覆盖区和对照区各选取了5个样方进行测定，每个样方大小为1平方米。测定结果如下表所示：
生草覆盖区与对照区土壤特性对比表
从上表可以看出，生草覆盖区的土壤水分含量明显高于对照区，根系数量和长度也相应增加。这表明生草覆盖有助于提高土壤水分保持能力和根系发展。
在数据处理和分析方面，我们采用了统计学方法对收集到的数据进行整理和分析。通过计算平均值、标准差等统计量，以及进行差异显著性检验，我们得出了生草覆盖对土壤水分和根系分布的影响。同时，我们还结合实际情况对结果进行了讨论和解释，以确保研究的准确性和可靠性。
本研究通过周密的计划和专业的设备收集数据，并采用统计学方法进行处理和分析。这些措施为我们准确评估生草覆盖在黄土旱塬区苹果园中的应用效果提供了有力支持[1]。
三、结果与分析
（一）生草覆盖对深层土壤水分的影响
本研究通过定期测定不同土层深度的土壤水分，对比分析了生草覆盖区域与对照区域的水分含量差异。测定结果显示，在不同土层深度（0-20cm、20-40cm、40-60cm）中，生草覆盖区域的土壤水分含量均显著高于对照区域。特别是在干旱季节，生草覆盖区域能够更有效地保持土壤水分，减缓了水分的蒸发速率。
在0-20cm的表层土壤中，生草覆盖使得土壤水分含量提高了约5\~10%，这主要是因为生草层减少了太阳直射和风速对土壤表面的直接影响，从而降低了水分的蒸发。在20-40cm和40-60cm的较深土层中，生草覆盖区域的土壤水分含量也分别比对照区域高出3\~5%和2\~4%左右。这表明生草覆盖不仅有助于表层土壤的水分保持，还能通过改善土壤结构，促进雨水下渗，增加深层土壤的蓄水量。
进一步探讨生草覆盖对土壤保水能力的影响机制，我们发现生草覆盖层能够有效阻挡太阳辐射和风的侵蚀，减少土壤表面的水分蒸发。同时，生草的根系也能增加土壤的孔隙度，提高土壤的渗透性，使得更多的雨水能够渗透到深层土壤中，从而提高了土壤的保水能力[2]。
（二）生草覆盖对根系分布特征的影响
通过根系扫描仪对果树根系进行详细的观测和分析，我们发现生草覆盖对果树的根系生长和分布产生了显著影响。在生草覆盖区域，果树的根系更为发达。
生草覆盖区域的果树根系平均长度比对照区域增加了约25%。这意味着果树的根系在生草覆盖下能够生长得更长，从而更深入地探索土壤中的水分和养分。
生草覆盖区域的果树根系密度也提高了约30%。密度的增加意味着在单位面积内，有更多的根系存在，这有助于果树更有效地吸收土壤中的养分。
生草覆盖下的果树根系分布范围更广泛，特别是在深层土壤中的根系分布明显增加。这种分布范围的扩大使得果树能够在更广泛的土壤层中吸收水分和养分，从而提高其生长势和抗逆性。
分析生草覆盖如何影响根系的生长和分布，我们认为这主要得益于生草覆盖改善了土壤环境。生草覆盖不仅提高了土壤的水分含量，还为土壤微生物提供了良好的生存环境，从而促进了土壤养分的循环和利用。这些因素共同为果树根系的生长创造了有利条件。
进一步讨论根系变化对果树生长和果实产量的潜在影响，我们认为根系的发达和广泛分布有助于果树更好地吸收土壤中的水分和养分，从而增强果树的抗逆性和生长势。这可能会带来果实产量的增加和品质的提升。然而，这一推论仍需要进一步的研究和验证。通过具体的数值展示，我们可以更清晰地了解生草覆盖对果树根系生长和分布的影响，以及这些变化可能对果树生长和果实产量产生的潜在影响。
四、讨论
生草覆盖技术作为黄土旱塬区苹果园管理的一种新兴方法，其优势和局限性在本次研究中得到了进一步的验证。首先，其优势在于显著提高了土壤保水能力，尤其是在干旱季节，这一点对于水资源匮乏的黄土旱塬区至关重要。此外，生草覆盖还促进了果树根系的发育，为果树的健康生长和产量提升奠定了基础。这些优势使得生草覆盖技术在苹果园管理中具有较高的实用价值。
然而，生草覆盖技术也存在一定的局限性。首先，草种的选择和管理需要专业知识，不当的草种选择可能会导致与果树争水争肥，反而影响果树的生长。其次，生草覆盖可能会增加病虫害的发生几率，需要配合有效的病虫害防治措施。再者，生草覆盖的初期投入和管理成本相对较高，可能会对果农造成一定的经济压力。
将实验结果与预期目标进行对比，我们发现生草覆盖在提高土壤水分含量和促进根系发育方面的效果显著，与预期目标基本一致。这进一步证实了生草覆盖技术在黄土旱塬区苹果园应用的可行性[3]。
通过与其他相关研究的对比分析，我们发现本研究的结果与其他地区的生草覆盖研究结论相符，表明生草覆盖在不同气候和土壤条件下均具有一定的普适性。然而，具体效果可能因地域和果园管理水平的差异而有所不同。
讨论生草覆盖在实际应用中的可行性和推广价值。考虑到黄土旱塬区的特殊气候条件，生草覆盖作为一种有效的土壤水分保持和根系促进技术，具有较高的推广价值。然而，在实际应用中需要综合考虑草种选择、管理成本以及病虫害防治等问题，以确保技术的有效实施。总体而言，生草覆盖技术在黄土旱塬区苹果园具有广阔的应用前景和推广价值。
五、结论与建议
本研究表明，生草覆盖能显著提高黄土旱塬区苹果园深层土壤的水分含量，并促进果树根系的生长与分布。这些发现对于该地区的果园管理具有重要意义，有助于提高果园的生态效益和经济效益。因此，建议在黄土旱塬区苹果园中广泛推广生草覆盖技术。未来，可进一步研究不同草种对果园生态系统的综合影响，以及生草覆盖与果树病虫害发生的关系，以期为果园的可持续发展提供更全面的科学依据。
参考文献：
[1]李惟婕,王立,马景永,等.黄土旱塬区苹果园生草覆盖对深层土壤水分和根系分布特征的影响[J].草业学报,2023,32(01):63-74.
[2]李惟婕.黄土旱塬区苹果园生草覆盖对深层土壤水碳氮分布的影响[D].兰州大学,2022.
[3]赵刚,樊廷录,李尚中,等.集雨保墒措施对陇东黄土旱塬区红富士苹果产量与品质的影响[J].甘肃农业科技,2018,(09):52-55.
作者简介：刘振明（1989-），男，山东枣庄人，硕士，助理工程师，从事土地工程研究
