基于地统计学分析的不同树龄胡椒根系水平分布特征

王灿 李志刚 杨建峰 祖超 郑维全 邬华松 鱼欢

摘 要 为明确胡椒根系水平分布随树龄增加的动态变化，采用根钻网格化取样，并结合Gs 7.0中地统计分析与克里格插值，研究1.5、2.5、8.0和15.0 a不同树龄胡椒总根长和细根长水平分布特征并绘制了根系水平分布图。结果表明，胡椒根系水平方向变量间具有强烈的空间自相关性，不同树龄胡椒根系分布的半方差函数结构比变化范围为85.6%～99.8%；总根长变程在8.0 a时达到最大，并一直维持不变，而细根长变程随树龄增加呈先增后减，再增加趋势；克里格插值拟合效果较好，绝对误差均低于1 cm，相对误差小于20%；拟合得到的根系分布图能较好地从时间、空间两个角度直观地分析不同树龄胡椒根系在水平分布上的动态变化。本研究结果可为胡椒水肥精准调控及其它田间管理措施提供理论参考。

关键词 地统计学；胡椒；根系；水平分布

中图分类号 S573.9 文献标识码 A

Abstract By integrating root auger method and geostatistics analysis， the spatial structures of black pepper at different ages of 1.5， 2.5， 8.0 and 15.0 a were analyzed and the horizontal distribution were also simulated by kriging interpolation. The results showed that roots at the horizontal direction from different ages showed strong degree of spatial autocorrelation and their spatial structural ratio in the semi-variogram ranged from 85.6%～99.8%. The range of total root length in the semi-variogram peaked at 8.0 a and maintained at 8.0 a； while with the age of trees increasing， the range of fine root length showed the increasing trend， followed by the decreasing trend and then increasing trend. The simulation by kriging interpolation showed a good fitting with absolute errors less than 1 cm and relative errors less than 20%. The simulated maps also directly showed the dynamic changes of root horizontal distribution of black pepper with different ages from temporal and spatial aspects. This work could be helpful for the precise regulation of water and fertilizer and other field managements in the black pepper orchards.

Key words Geostatistics； black pepper； root； horizontal distribution

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.11.005

傳统胡椒水肥投入属于大水大肥模式，存在资源浪费、利用率低等问题[1]，但由于早期胡椒种植收益远大于成本投入，因而该问题一直未得到重视。近年来随着肥料、人工等成本上升，胡椒种植比较效益逐年下降，传统高投入模式难以为继，产业可持续发展受到影响[2]。

根据作物根系分布来确定施肥位置是水肥高效利用的重要原则[3-4]，这是因为将水肥与作物根系在空间上最大程度耦合，可使其直接被作物吸收，从而大大提高利用效率。但由于胡椒属于多年生作物，根系较为发达，前期胡椒根系研究多以定性描述为主，缺乏对其分布规律的定量研究[5]，因而难以为水肥精准调控提供指导。……