【摘 要】
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水资源是关中地区果业健康发展的主要限制因子之一。果草复合系统具有促进降水入渗,减少水分蒸发,改善土壤结构,提高果园水肥等作用,但不同植物耗水程度不同,果树和牧草根系生态位重叠,易引起种间水分竞争。通过果草复合系统水分利用策略研究,为关中地区果园水资源优化配置和果草搭配模式的选种提供科学依据。本研究运用稳定同位素示踪技术,探讨不同果草复合系统（苹果+白三叶（AW）、苹果+黑麦草（AR））和单作苹果（
【基金项目】
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陕西省重点研发计划（2021NY-006）； 国家自然科学基金项目（31601987）； 国家现代农业产业技术体系（CARS-34）；
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水资源是关中地区果业健康发展的主要限制因子之一。果草复合系统具有促进降水入渗,减少水分蒸发,改善土壤结构,提高果园水肥等作用,但不同植物耗水程度不同,果树和牧草根系生态位重叠,易引起种间水分竞争。通过果草复合系统水分利用策略研究,为关中地区果园水资源优化配置和果草搭配模式的选种提供科学依据。本研究运用稳定同位素示踪技术,探讨不同果草复合系统（苹果+白三叶（AW）、苹果+黑麦草（AR））和单作苹果（SA）的植物水分利用效率（WUE）和植物水分来源及其利用率,并结合气象数据和土壤含水量进行分析。研究结果如下:（1）观测期内,关中地区大气降水δD值和δ18O值分别为4.52‰～-57.40‰和-1.18‰～-8.60‰,呈季节性变化特征。当地大气降水线为δD=8.36δ18O+14.84,表现出雨量效应,大气降水线氘盈余高于全球氘盈余值,蒸发较大使降水重同位素富集。当地土壤水蒸发线为δD=7.11δ18O-4.22,小于大气降水线,说明降水入渗土壤后产生了同位素分馏。而复合系统土壤水蒸发线大于单作系统,果草复合系统能减少土壤水的蒸发。（2）研究区土壤平均含水量为13.64%～17.29%,与SA相较AR提高了土壤含水量,而AW只有在降水量大时才显著高于SA（P＜0.05）,AW系统中40～90 cm土层水分含量随降水量减少而下降。观测期内AR土壤水分均为正效应,但AW只有在7月时表现为正,说明白三叶在月降水量小于200 mm时加大土壤水分消耗,而间作黑麦草有改善土壤水分的作用。0～10 cm层复合系统土壤含水量高于单作,复合系统能够增加降水的入渗,AW表层土壤拦截雨水的能力较AR强,但AR对深土层水分调蓄能力更高。（3）SA和AR的果树主要水分来源于20～40 cm中层（43.10%、44.20%）和40～100 cm深层（73.60%、51.50%）土壤,不同季节AW果树主要水分来源不同,对3层土壤水均有利用。白三叶和黑麦草的水分主要来源表层（49.00%,46.30%）,而黑麦草在旱季还能利用中层（62.20%）土壤水。牧草的介入使复合系统内果树吸水层位下移,加大对深层水分的利用。果实成熟采摘阶段,果树对水分需求减小,果树吸水层位有上移趋势。（4）研究区植物叶片的δ13C值为-27.27‰～-30.81‰,单作系统叶片δ13C值高于复合系统（除10月AW）,复合系统植物叶片δ13C值为苹果＞黑麦草＞白三叶。通过叶片δ13C值评价植物WUE发现,与单作系统相比,果草复合系统降低了盛果期内果树的WUE。土壤含水量较低时,果树均会提高WUE抵御干旱胁迫。10月AW果树提高WUE来应对与白三叶的水分竞争。总之,两种间作牧草对土壤水分的影响不同,AR的果树主要水分来源层位较AW果树更深,牧草在少雨季节会加大对20 cm以下土壤水的利用,而表层含水量较高时优先利用表层土壤水。10月白三叶和果树主要水分来源土壤层位相同,水分竞争激烈。而黑麦草和果树主要水分来源层位不重叠,水分来源格局配置良好,无水分竞争。建议关中地区苹果园在雨水充沛的年际间作黑麦草,有助于减少旱季土壤水分消耗。
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