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核桃树体高大，叶片宽阔，蒸腾量较大，需水较多，水分不足会严重影响树体生长发育以及花芽分化和坚果产量。核桃能耐较干燥的空气，而对土壤水分状况却很敏感，土壤过干或过湿都不利于核桃生长发育。土壤干旱有碍根系吸收和枝叶的蒸腾作用，影响生理代谢过程， 严重干旱时可造成落果甚至提前落叶。幼树遇前期干旱后期多雨气候易引起徒长，导致越冬后枝条干梢。土壤水分过多通气不良，会使根系生理机能减弱而生长不良，核桃园地下水位应在地表2米以下。在坡地上种植核桃必须修筑梯田等搞好水土保持工程。在易积水的地方必须解决排水问题。
我国年降雨量在600~800毫米而且分布均匀的地区，基本上可以满足核桃生长发育的要求。我国南方绝大多数核桃产区的年降水量在1 000毫米以上，除干旱年份外一般不需要浇水。北方地区年降水量多在500毫米左右，而且分布不均匀，多表现为春季干旱少雨，应适时灌水。研究表明，当田间土壤最大持水量低于60% (土壤绝对含水量低于8%)时，需要及时灌水。
依据核桃的需水关键期所确定的灌水时期主要有3次。
第一次灌水在春季核桃树萌芽前后。北方地区的3月下旬至4月上旬，核桃要完成萌芽、抽枝、展叶和开花等生命过程，需要充足的水分供应。此时恰逢北方春旱季节，如果土壤墒情较差，应及时进行灌水。目的是减轻春旱，促使秋施肥继续发挥肥效，促进树体生长和结果 。
第二次灌水在立夏以后花芽分化前。北方地区5~6月， 是雨季来临前的缺水干旱季节。 此时正值果实膨大和树体迅速生长期，其生长量可达全年生长量的80%以上，而且雌花芽已经开始分化，树体内的生理代谢十分旺盛，如果水分不足，不仅会导致大量落果，而且会影响花芽分化。此期干旱少雨应及时灌水。
第三次灌水在果实采收后至落叶前。10月下旬至落叶前，可结合秋施基肥进行灌水，要求灌足灌透，有利于基肥腐烂分解和受伤根系的恢复、促发新根以及树体贮藏营养，为来年萌芽、开花和结果莫定营养基础。
在水源充足的地方还可在土壤上冻前再灌一次透水，俗称“打冻水”，可以提高树体抗寒能力，对核桃树越冬非常有利。
最适宜的灌水量，应在一次灌溉中，使根系分布范围内的土壤湿度达到最有利于核桃生长发育的程度。一般一次灌透需要浸润土层1米以上。灌水量的确定可根据土壤持水量、灌溉前土壤湿度、土壤容重、要求土壤浸润湿度等来计算，即：
灌水量-灌溉面积×要求土壤浸润程度×土壤容重×(田间持水量-灌溉前土壤湿度)
应该注意的是，核桃园水分管理应前促后控， 即春季多浇水， 雨季还应注意排水。其目的在于控制新梢后期徒长，促进树体健壮，提高开花及坐果率。
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