土壤水分作为植物需水的直接来源,是晋西黄土区植物生长的主要限制性因子,同时也是该区果农间作系统中果树和作物水分竞争的直接对象,严重制约着该区果农间作系统生产力的发展,目前一些粗放的经营管理方式导致晋西黄土区果农间作系统的种间土壤水分竞争激烈,影响了果农间作系统的功能和效益的发挥。而目前对果农间作系统种间土壤水分竞争的研究多集中在现象的描述,缺乏对土壤水分竞争机理及管理措施的深入研究。因此,为了最大限度地发挥果农间作系统的功能和效益,研究果农间作系统中苹果树和作物对土壤水分的竞争状况、竞争机理及调控管理措施,为高效、稳定及高产的果农间作系统的科学管理提供理论依据。本文以晋西黄土区典型的苹果-大豆间作系统和苹果-花生间作系统为研究对象,以单作苹果、单作大豆和单作花生为对照,研究果农间作系统的土壤含水量及土壤水分效应的时空分布特征,解析果农间作系统的种间土壤水分竞争状况;研究果农间作系统细根的空间分布、分布变异及与土壤水分的关系,探究果农间作系统中苹果树和作物对土壤水分的竞争机理,量化果农间作系统的种间土壤水分竞争强度,提出缓解果农间作系统种间土壤水分竞争的田间管理及调控措施;并针对提出的田间管理及调控措施对苹果树和作物的生长特性、产量及水分利用效率的影响进行研究,筛选出可以有效缓解果农间作系统种间土壤水分竞争并提高间作系统生产力的措施,旨在使果农间作系统的种间土壤水分竞争最小化,降水资源利用最大化,为该地区果农间作系统调控和管理技术的研究提供重要的理论和决策依据。结果表明:(1)果农间作系统土壤含水量及土壤水分效应时空分布特征:苹果-花生间作系统的土壤水分状况优于苹果-大豆间作系统,且两者的土壤含水量均随着间作苹果树树龄的增大而降低,随着距苹果树行距离的增加而增多,随着土层深度的增加而增多,且两间作系统的土壤含水量在各土层深度均小于相应的单作苹果和单作作物。果农间作系统土壤水分效应:苹果-大豆间作系统的土壤水分负效应较苹果-花生间作系统大,且两者均在作物的开花期-结荚期的土壤水分负效应最大,其次是结荚期-成熟期及苗期-开花期;两间作系统的土壤水分负效应均随着间作苹果树树龄的增大而增大,随着距苹果树行距离的增加而减小,随着土层深度的增加而降低。苹果树树龄3、5、7年的苹果-大豆和苹果-花生间作系统中苹果树和作物对土壤水分的主要竞争区域分别为距果树行南北两侧0.9m、1.3m及1.7m范围内。(2)果农间作系统细根特征及土壤水分竞争利用:水平方向上,随着距苹果树行距离的增加,苹果细根逐渐减少,而作物细根逐渐增多。垂直方向上,随着土层深度的增加,苹果树细根生物量密度先增大后减小,其中20-40cm 土层分布最多,且集中分布在0-60cm 土层深度。而作物的细根随着土层深度的增加而降低,且主要集中在0-20cm 土层深度。细根分布变异:相比单作苹果和单作作物,间作导致苹果树的细根移向更深的土层,而作物的细根移向更浅的土层,且两者的细根垂直重心均随着距苹果树行距离的增加向更深的土层移动。总细根量与土壤水分的关系:两间作系统的总细根生物量密度在水平和垂直方向上均与土壤含水量呈极显著(P<0.01)的负线性关系。土壤水分竞争指数:苹果-大豆间作系统的种间土壤水分竞争强度较苹果-花生间作系统大,且两者均随着间作苹果树树龄的增大而增强,随着距苹果树行距离的增加而降低。苹果树树龄3、5、7年的苹果-大豆和苹果-花生间作系统分别在距苹果树行0.5-0.9m、0.5-1.3m和0.5-1.7m区域的种间土壤水分竞争较为激烈,且种间竞争强度指数均大于0.5。(3)果农间作系统田间管理措施及水分调控:对苹果-大豆和苹果-花生间作系统分别采用秸秆覆盖和薄膜覆盖措施,并对果农间作系统种间土壤水分竞争的树行南侧激烈竞争区、中心竞争区及树行北侧激烈竞争区分别进行畦灌,在作物的苗期-开花期、开花期-结荚期及结荚期-成熟期的灌水下限分别设置为田间持水量的55%、85%和70%,对苹果树的叶绿素相对含量和新枝生长量有一定的增益作用,且有助于缓解果农间作系统的种间土壤水分竞争,提高大豆和花生的产量及水分利用效率。