空间布局对西北极端干旱区枣棉间作复合系统水分利用效率的影响

[目的]解析农林间作水分高效利用机制。[方法]以西北极端干旱区典型模式枣棉间作为研究对象,通过设置不同棉花种植行数和棉花株距研究空间布局对枣棉间作复合系统水分利用效率的影响。[结果]与单作相比,枣棉间作具有明显提高产量和土地利用率的优势,种植行数对间作产量的影响效应显著。间作条件下耗水量高于对应单作,但也能显著提高水分利用效率,种植行数与棉花株距互作作用对间作水分利用效率的产生效应,通过空间布局能够协调枣棉间作种间关系,提高水分高效性。[结论]枣棉间作群体较单作更能够显著提高水分利用效率,在农林复合群体中,林木根系一般较深,能充分利用土壤深层营养物质和水分,农作物则利用浅层土壤中的养分和水分,由于根系垂直生长呈多波顺次递推特点,使根系生长中心和吸收中心交错出现,提高了养分和水分的利用效率。     

枣园间作棉花、苜蓿土壤呼吸差异及效益分析

不同种植模式会对土壤温室气体排放、作物产量和经济效益产生不同的影响。本试验采用静态箱法结合气相色谱仪对枣棉间作、棉花单作、枣苜间作和苜蓿单作4种不同种植模式下土壤温室气体的排放进行测定,并对其产量和经济效益进行计算和综合分析,以确定综合收益最高的种植模式。结果表明,枣棉间作与棉花单作相比,CO₂排放通量减少了15.78%,N₂O排放通量减少了76.40%。枣苜间作与苜蓿单作相比CO₂排放通量减少了1.06%,N₂O排放通量减少了57.89%。枣棉间作与枣苜间作相比CO₂排放通量增加了206.42%,N₂O排放通量增加了375.00%。棉花单作比枣棉间作的产量增加了40.90%。在总共收割的两茬苜蓿中,第一茬的苜蓿单作比枣苜间作产量增加了93.24%,第二茬苜蓿单作比枣苜间作产量增加了27.31%。枣棉间作比棉花单作净收入增加了24.00%。两茬苜蓿间作比单作的净收入增加了35.00%。间作模式有利于土壤CO₂、N₂     

干旱区枣棉复合系统对植物生长及光合特性的影响

以枣树和棉花为研究对象,探讨了大田条件下,枣棉复合系统对植物生长及光合特性的影响。结果表明:单作、间作模式下枣树和棉花地上生长指标及叶片光合特性间均存在显著性差异,枣树表现为单作模式大于间作模式,而棉花则为间作模式大于单作模式。单作、间作模式下枣树叶片有明显的光合"午休"现象,而棉花则没有出现该现象。枣树与棉花共生期,从枣树、棉花地上部生长指标以及间作中棉花偏土地当量比可知,间作增强了棉花的间作优势,提高了复合系统的经济效益。复合系统种间地上部之间存在光能的竞争,这种竞争减弱了间作枣树对光能的利用,增强了间作棉花的光合作用能力,有利于间作棉花利用种间光合作用优势积累更多的干物质。     

枣棉间作下空间布局对棉花耗水特征的影响

采用裂区试验设计,以枣棉行比配置为主处理,棉花株距配置为副处理,研究了空间布局对间作棉花耗水特征的影响.结果表明:与单作相比,间作显著增加棉花耗水量,不同空间布局方式对间作棉花耗水量无显著影响,但对间作棉花水分利用效率影响显著.间作棉田棵间蒸发量和蒸散比在棉花株距为10 cm时最低,种植2行棉花、棉花株距为10 cm时...     

塔里木盆地西北缘不同种植模式棉田微环境及经济效益比较

【目的】比较新疆塔里木盆地西北缘单作棉田与2种枣棉间作棉田对生态的改善程度及单位土地面积内的经济效益。【方法】以棉花品种新陆中36号为材料,设置单作棉田(CK)、1膜2行枣棉间作棉田(C₁)及1膜4行枣棉间作棉田(C₂)。研究不同间作模式对棉田的微环境指标、棉花不同生育期生长、产量以及经济效益的影响。【结果】不同间作模式棉田光强变化为CK>C₁>C₂;C₁、C₂的3个冠位CO₂总浓度均高于单作棉田;单作棉田的光强、风速、空气及土壤温度均高于2个间作棉田,而空气、土壤湿度均低于2个间作棉田。C₂模式棉田的空气、土壤温度、风速明显低于C₁,空气及土壤湿度则相反。蕾期-花铃期的棉花各生长指标表现为间作棉田>单作棉田。CK模式棉花产量最高,达到398.00 kg/667m²。净收入表现为C₁>C₂>CK&...     

枣棉间作棉田花铃期小气候变化特征及对产量的影响

在枣棉间作条件下,以单作棉田为对照,研究花铃期枣树西侧冠下、东侧冠下及冠外小气候变化特征及对棉花产量的影响。结果表明,与单作棉田相比,枣棉间作光合有效辐射降低,西侧冠下、东侧冠下、冠外平均降幅分别为31.2%、23.7%、15.8%。枣棉间作棉田温度峰值出现在18:00,为45.6℃,比单作棉田早4h,温度高2.1℃,38℃以上持续时间长达4h,不利于棉花生长及产量形成。西侧冠下相对湿度最低,但土壤含水量却最高。枣棉间作皮棉产量降低,依次为单作冠外东侧冠下西侧冠下,分别降低11.5%、15.2%和27.9%。相关分析表明,PAR、相对湿度与皮棉产量呈显著正相关,温度与皮棉产量呈显著负相关。因此,枣树对棉花皮棉产量影响表现最大的为冠层处PAR、1.5m处温度及相对湿度,棉花单株结铃数受影响最大,其次是单铃质量和衣分。     

枣棉间作不同模式对棉花光合特性影响的研究

选用枣棉间作立体种植方式下的棉花为研究对象,在灌水模式相同的情况下以棉花品种一新陆中36号为试验材料,研究了3种复合系统下棉花的光合特性,进而筛选出适合大田种植的枣棉间作方式.研究表明:高密度种植模式下的棉花净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔导度优于低密度种植模式下的棉花(即:m3 ＞m2 ＞m1),棉花净光合速率在不同处理条件下均呈先上升后下降再上升的趋势;而棉花叶片的蒸腾速率则呈现逐渐下降趋势等;此外3种复合系统下棉花产量也有较大的差异,其中m3的籽棉产量最高,光和物质累积较多,说明随着种植密度的增加,棉花产量出现递增的变化特点.即通过实行适合的高密度间作栽培种植方式可有效改善系统内棉花光环境条件,降低系统内光的竞争.     

水分对枣棉间作复合系统产量及水分生产率的影响

为探明适宜于南疆枣棉间作复合系统合理的灌水量,设置4个水分梯度,采用随机区组试验设计,研究枣棉间作不同水分处理对枣棉间作复合系统产量及水分生产率的影响。结果表明,随着灌水量的增加,枣棉间作群体产量呈现先减小后增加再减小的趋势;灌水量5 250 m~3/hm~2处理产量最高,为2 828.9 kg/hm~2,与灌水量3 750、4 500、6 000 m~3/hm~2处理产量差异显著;不同水分处理下的水分生产率有明显差异,依次为灌水量3 750 m~3/hm~2灌水量5 250 m~3/hm~2灌水量4 500 m~3/hm~2灌水量6 000 m~3/hm~2。因此,枣棉间作最佳灌水量为5 250 m~3/hm~2。     

棉田间作系统的农田小气候特征及光合特性

为探讨棉田间作系统的小气候特征,进一步研究间作系统中除棉花以外农作物的光合特性,设置了棉花间作大豆、棉花间作玉米和棉花间作甘薯3种间作处理以及棉花单作、大豆单作、玉米单作和甘薯单作4个单作处理,进行大田试验。结果表明,棉田间作及相应单作的空气相对湿度日变化趋势均表现为U形曲线,棉田间作较相应单作可提高系统内的空气相对湿度,大豆单作和玉米单作的空气湿度均高于棉花单作,而甘薯单作低于棉花单作;棉田间作及相应单作的空气温度日变化趋势总体上呈先升高后降低的趋势,棉田间作较相应单作可降低系统内的空气温度,棉花单作高于玉米单作,分别与大豆单作及甘薯单作之间差异不显著。大豆单作、玉米单作和甘薯单作均出现光合午休现象,间作模式下的大豆和甘薯的光合午休现象得到了明显的改善;净光合速率、气孔导度及蒸腾速率的变化一致,均表现为大豆单作模式棉花间作大豆模式、甘薯单作模式棉花间作甘薯模式、棉花间作玉米模式玉米单作模式,胞间CO2浓度的表现正好相反。综合来看,棉花间作甘薯模式在改善甘薯光合午休现象、降低系统内空气温度、提高空气湿度方面的优势较其他间作模式更为明显。     

枣棉间作模式下不同种植间距对棉花产量、品质以及土壤微生物的影响

【目的】探究枣棉间作模式下各群体地下部土壤生物化学环境以及对棉花产量品质的影响。【方法】采用小区田间试验来研究间作模式下不同间距对棉花产量、品质以及土壤微生物活性的变化特征,从而探究间作模式对棉花生长的影响。【结果】(1)由于间距不同,种植的棉花在M2种植模式下棉花产量优于M1,但是M1、M2的产量均低于CK的产量。说明棉花和红枣间距为1米时棉花产量最高,但低于单作棉花的产量。(2)不同间距种植的棉花在生产率、强度、马克隆值、整齐度、棉纤维长度数值上没有太大变化。说明不同间距种植的棉花在品质上受到影响较小。(3)棉花距离枣树越近土壤中真菌的数量就越多,距离枣树1 m的棉花土壤中真菌数量甚至超过单作棉花土壤中的真菌数量,棉花距离枣树越近土壤中细菌的数量越少,但都比单作棉花土壤中细菌数量多。【结论】枣棉间作模式下,当间距为1米时对棉花产量影响最小,土壤微生物数量数量最多。不同间距对棉花品质没有影响。     

枣棉间作模式下不同种植间距对棉花产量和品质以及土壤微生物的影响

为探究枣棉间作模式下各群体地下部土壤生物化学环境以及对棉花产量和品质的影响,采用小区田间试验来研究间作模式下不同间距对棉花产量、品质以及土壤微生物活性变化特征的影响。结果表明,由于间距不同,在距离枣树1.0 m处种植4行棉花的种植模式下棉花产量优于在距离枣树1.5 m处种植2行棉花种植模式,说明棉花和枣树间距为1.0 m时棉花产量最高,但低于单作棉花的产量;不同种植模式下棉花在生产率、强度、马克隆值、整齐度、棉纤维长度数值上没有太大变化,说明不同间距种植的棉花在品质上受到的影响较小;棉花距离枣树越近土壤中真菌的数量就越多,距离枣树1.0 m处种植棉花的模式土壤中真菌数量甚至超过单作棉花土壤中的真菌数量,棉花距离枣树越近土壤中细菌的数量越少,但都较单作棉花模式土壤中细菌数量多。由此表明,枣棉间作模式下,间距为1.0 m对棉花产量的影响最小,土壤微生物数量最多。不同间距对棉花品质没有影响。     

枣棉间作下种植方式对棉花光合特征的影响

为探寻枣棉间作下不同种植方式对棉花光合特性的影响并筛选出适合南疆阿拉尔垦区枣棉间作适宜的棉花种植密度提供理论依据,在枣棉间作条件下,设置m_1、m_2、m_3 3种不同的种植方式,分别距离红枣1.5、1.0、0.5 m种植棉花,研究不同种植方式对棉花光合特征的影响。结果表明,m_3的净光合速率、气孔导度都有较强的优势,在日变化中蒸腾速率最低值出现的时间比较晚,水分利用率相对较高。在南疆阿拉尔垦区,枣棉间作不同种植密度对棉花光合特征具有很大的影响,选择头年嫁接灰枣与高密度棉花种植方式能有效改善这种立体种植模式。     

杏棉间作对棉花生长发育的影响

[目的]研究杏棉间作下棉花的生长发育,为杏棉立体高效种植技术的优化提供理论支撑.[方法]进行间作棉与单作棉对比试验.[结果]间作棉比单作棉生育期晚8 d;出叶速率在出苗-现蕾期最快,间作棉为6.2 d/片,比单作棉慢0.7 d/片;截至打顶时,间作棉株高为58.01 cm,单作棉为64.51 cm;间作下棉花的真叶数、果枝数减少,主茎节间变长,始节高度上长升,总果节数比单作棉低53.47;,收获株数18.34×10<'4>株/hm2,单株结铃数3.6个,单铃重5.25 g,衣分38.6;,皮棉产量1 352.84 kg/hm2.[结论]杏棉间作条件下主要影响棉花的衣分、产量.其中衣分比单作棉低4.3;、产量低43.8;.     

枣棉间作下不同种植密度对棉花生理特性及产量的影响

[目的]探索枣棉间作条件下不同种植密度对棉花生理特性及产量的影响,筛选出适宜间作的棉花种植密度,以期为南疆果棉立体种植模式的研究提供理论依据.[方法]在枣棉间作条件下,设置高、中、低3个密度水平(31.27×104、25.01×104和20.84×104株/hm2),研究枣棉间作对棉花光合特性、干物质积累和产量的影响.[结果]枣棉间作条件下,25.01×104 株/hm2密度在各个时期的净光合速率较大,蒸腾速率最低值出现时间较晚,冠层结构合理,生育后期有较高的群体光合速率,光合物质累积多,皮棉产量较高.[结论]枣棉间作下不同的种植密度会对棉花生长发育特性以及产量有一定的影响,而适宜的种植密度则能优化这种立体种植模式.     

枣棉间作下不同灌水量对棉花产量构成因素的影响

[目的]研究枣棉间作下不同灌水量对棉花生长发育的影响,以期找到适合南疆枣棉间作的最佳行距配置、最适灌水量.[方法]试验设置4个灌水处理和3个行间距配置,研究水分和间作模式对棉花产量及其构成因素的影响.[结果]灌水量和行间距配置均会影响棉花的生长发育、产量构成、空间分布.在灌水方面,棉花产量随着灌水量的增加而增加,到达一定程度后,随着灌水量的增加呈现下降趋势.在种植模式上,各行距配置间存在极显著差异,随着种植密度的增加,产量也相应增加,但在枣棉间作复合种植下,棉花过度密植会对红枣生长造成负面影响.[结论]综合考虑棉花和红枣的经济效益,灌水总量控制在300 m3/667m2,行间距即距红枣1.0m时最佳.     

枣与棉花间作巷道内的光环境研究

【目的】枣是新疆环塔里木盆地特色林果栽培面积最大的树种,环塔里木盆地枣树的栽培大多与农作物间作。【方法】为了探明枣与农作物间作系统间作巷道内的光环境变化对农作物产量形成的影响,本研究以环塔里木盆地枣与棉花间作系统为研究对象,通过度量与棉花间作条件下枣树间作巷道内棉花不同生育时期冠层饱和光合有效辐射(PAR)时空窗的大小及其与棉花产量形成的关系,为枣与棉花间作系统的可持续经营提供科学依据。【结果】枣与棉花间作系统间作巷道内达到棉花光饱和点的光量子通量密度持续时间是影响棉花冠层饱和光合有效辐射时空窗大小的决定因素,并随着枣树树龄的增大和栽植株行距的减小而缩短。棉花产量形成受间作巷道内棉花冠层饱和有效辐射时空窗大小的直接影响,并表现出正相关关系。【结论】新疆南疆盆地枣树栽植行距小于4 m的枣与棉花间作系统中,当枣树树龄达到5 a以上,间作巷道内棉花冠层饱和光合有效辐射时空窗已经关闭或趋于关闭,棉花产量与单作棉田相比大幅降低,已不适合继续间作棉花。     

枣棉间作对棉花产量和光环境的影响

[目的]通过对枣棉间作系统内的光环境特征,以及棉花产量的水平分布特性进行研究,为合理调控枣棉间作模式提供理论参考.[方法]在棉花现铃期,通过TPS-2光合仪和LAI - 2000冠层分析仪,分别测定棉花冠层的净光合速率和光合有效辐射日变化,以分析其与棉花产量的关系.[结果](1)随着距枣树距离的增加,棉花冠层光合有效辐射、净光合速率日均值呈递增趋势;(2)枣棉间作系统内棉花产量水平分布表现出明显的差异性,枣树西侧的棉花产量高于东侧.[结论]在枣棉间作系统内,枣树和棉花的间距应保留1.2m左右,且行东间距应适当宽于行西,即可有效改善系统内棉花光环境条件,降低系统内光的竞争.     

枣棉间作系统枣树的补水试验研究

[目的]为同时满足新疆枣棉间作系统中枣与棉花的需水规律,不影响棉花产量的情况下,提高枣产量.在棉花播种至开花前不需灌水的情况下,对间作地枣树进行补水,揭示枣与棉花的产量、效益差异,以期为新疆枣棉间作系统的水分调控提供理论依据.[方法]分别于枣树萌芽期(4月下旬)和初花期(5月下旬)对枣树行补水,设置试验方案为补水1次、2次、对照(不补水),重复3次.生长季节定期测定枣树生长量,枣果成熟期测定标准枝的坐果数、单果重、产量,并测算间作棉花的单产.[结果]补水1次与2次后,枣树新稍增长量明显高于对照,灌水次数之间差异不显著;补2次水的坐果数略低于补1次和对照,但单果重和产量却显著高于其他2个处理;不同处理间棉花产量和品质无显著差异.[结论]枣棉间作系统中,应对枣树的萌芽期和初花期分别补水1次.这对提高枣树的生长、结实及产量非常有利,而对棉花的生长和产量没有影响.     

干旱区枣棉复合系统细根空间分布特征及种间地下竞争关系

【目的】探明枣棉复合系统种间互作关系,为该农林复合系统资源的最优利用提供参考。【方法】以干旱绿洲区典型的枣棉复合系统为研究对象,采用剖面法分层取样获得植物根系,将直径2mm以下的根系作为细根,通过扫描根系,用图像分析软件DT-SCAN分析枣树和棉花细根在水平和垂直方向上的根长密度、根质量密度,研究该系统内枣树和棉花细根生物量的空间分布特征及种间地下部的竞争关系。【结果】水平方向上,枣树细根主要集中在树体周围0.1~0.3m,该区域内的细根根长密度占总细根根长密度的62.3%;棉花细根根长密度在距枣树树干中心0.3~0.5m处达到最大,占总细根根长密度的35.8%。垂直方向上,棉花细根主要集中在0~0.3m的土层内,占其细根生物量的67.2%,棉花细根根长密度随土壤层深度的增加而呈负指数趋势变化;枣树细根根长密度主要集中在0.1~0.4m土层内,占其细根生物量的63.3%。在土壤垂向0~0.1m、0.5~0.6m土层内,棉花对枣树的竞争作用占绝对优势。单作枣树的平均枣吊长度、平均枣吊茎粗、叶绿素含量均高于间作,而棉花恰与枣树相反,各项指标均表现为间作大于单作。【结论】3年生枣树与1年生棉花间作,存在种间竞争关系,在水平方向0.1~0.3m、垂直方向0.3~0.5m土层内,二者地下部种间竞争最为激烈,且棉花竞争能力强于枣树,为优势种。     

枣棉间作对棉田土壤水分及棉花产量的影响

新疆枣树发展规模逐渐扩大,但早期幼龄枣园产出低,经济效益不理想。为了探索枣棉间作对棉田土壤水分时空变化及棉花产量的影响,助力推动新时代下农户脱贫致富,在此背景下开展试验,即选取新疆阿拉尔塔里木大学园艺试验站为试验点,在2019年春季平伐枣树,分别在距离枣树1.45、1.00、0.50 m处种植棉花新陆中82号,分析不同模式下经济产值、土壤水分变化及土壤容重变化差异。结果表明,间作条件下在距离枣树1.45、1.00 m处种植棉花的种植模式下产生的经济效益优于其他种植模式,枣棉间作模式下土壤容重较棉花单作模式增加最明显。