枣麦间作系统中冬小麦冠层光合有效辐射时空窗影响因素研究

【目的】为明确枣与冬小麦间作系统中冬小麦冠层光合有效辐射(PAR)时空窗的主要影响因素,为枣树与冬小麦间作系统的光环境管理和优化提供理论依据。【方法】采用光合有效辐射时空窗法,以不同栽植株行距的枣麦间作系统为研究对象,通过分析间作巷道内冬小麦不同生育时期冠层饱和、非饱和和无效光合有效辐射时空窗及其影响因子的时节变化以及二者之间的相关关系,探讨影响枣麦间作系统冬小麦冠层光合有效辐射时空窗的关键因子。【结果】太阳高度角、枣树叶面积指数(LAI)和透光率(Tr)与冬小麦冠层饱和光合有效辐射时空窗显著正相关,枣树冠幅和树高与冬小麦冠层饱和光合有效辐射时空窗显著负相关;太阳高度角和枣树株行距与冬小麦冠层非饱和光合有效辐射时空窗显著正相关,枣树透光率与冬小麦冠层非饱和光合有效辐射时空窗显著负相关;太阳高度角、枣树树高和叶面积指数与冬小麦冠层无效光合有效辐射时空窗显著正相关,枣树株行距和透光率与冬小麦冠层无效光合有效辐射时空窗显著负相关。【结论】枣与冬小麦间作系统中,太阳高度角、枣树栽植株行距和枣树透光率是影响间作冬小麦冠层光合有效辐射时空窗大小的主要因素。     

与棉花间作条件下枣树间作巷道光环境特征

为了解与棉花间作条件下枣树间作巷道光环境的变化特征,利用TPS-2光合测定仪和LI-191线状量子传感器测定1.5m×4.5 m株行距枣树间作巷道内棉花冠层的光合有效辐射(PAR)和棉花不同生育时期的光合生理参数。结果表明,棉花不同生育时期的光饱和点(LSP)五真叶期现蕾期三真叶期花铃期吐絮期;枣树间作巷道棉花的饱和PAR时空窗(s PARS)现蕾期三真叶期花铃期吐絮期五真叶期。枣棉间作系统中,间作巷道内棉花五真叶期的s PARS最小,这使得五真叶期棉花的光能利用能力不能充分发挥,也是导致棉花减产的主要因素之一。     

枣麦间作系统冠层结构特征研究

[目的]对新疆环塔里木盆地绿洲带枣麦间作系统的林冠开放度(canopy openness)和叶面积指数(LAI)进行观测研究,结合间作系统内小麦产量的测定,分析不同树龄、不同株行距的枣麦间作系统对小麦产量的影响,为新疆枣农间作模式的优化及合理株行距的选择提供理论依据.[方法]利用鱼眼冠层仪获得新疆若羌县枣麦间作系统中枣树带的林冠影像,得出LAI和林冠开放度指标,并测定间作系统内枣树生长指标和小麦产量.[结果](1)同一株行距、不同树龄的间作系统,冠幅越小,开放度越大,LAI越小;(2)同一树龄、不同株行距的间作系统,株行距越小,开放度越小,LAI越大;(3)由于间作地枣树保护带宽2.5 m,且小麦距枣树垂直距离为1.25 m,所以测试区间作系统内小麦产量受到枣树影响较小,且开放度的高低并不影响单位面积的小麦产量.[结论]枣麦间作系统是适合新疆环塔里木盆地干旱区大面积推广的枣农间作模式之一.     

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.     

与冬小麦间作条件下轮台白杏间作巷道光环境特征

[目的]通过度量与冬小麦间作条件下株行距3m×6m轮台白杏间作巷道内冬小麦不同生育期饱和光合有效辐射(PAR)时空窗的大小,旨在深入了解间作巷道内与间作物生长发育需求相适应的光环境变化特征,以期为轮台白杏与冬小麦间作系统的栽培管理提供科学依据.[方法]利用Li-6400XT便携式光合作用测定仪和LI-191线状量子传感器分别测定冬小麦不同生育期光合生理参数和间作巷道内冬小麦冠层光合有效辐射.[结果]冬小麦不同生育期光饱和点(LSP)成熟期＜拔节期＜灌浆期;与冬小麦间作条件下,株行距3m×6m轮台白杏间作巷道内冬小麦饱和光合有效辐射时空窗灌浆期＜拔节期＜成熟期.[结论]不同生育期中,冬小麦灌浆期的光饱和点最高.轮台白杏与冬小麦间作系统中,间作巷道内冬小麦灌浆期的饱和光合有效辐射时空窗最小,使得灌浆期冬小麦的光能利用能力不能充分发挥,是导致冬小麦减产的主要因素之一.     

果麦间作系统小气候特征研究

为揭示果麦间作系统内小气候因子的变化规律,利用KS4000手持气象站和SUNSCAN冠层分析系统,对环塔里木盆地枣麦、杏麦和核麦间作系统中小气候因子进行观测。结果表明:不同果麦间作系统对小麦冠层光合有效辐射量和散射辐射量均有一定的减弱作用。果麦间作系统小麦冠层风速、空气温度和土壤温度均明显降低,相对湿度明显增大,在枣麦、杏麦和核麦间作系统中具有相同的趋势。可见果麦间作栽培模式是一项改善田间小气候,有效防治环塔里木盆地一带常出现的干热风、浮尘和强对流等灾害性天气对农作物造成危害的重要措施,为当地农业生产提供了重要生态保障。     

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。     

枣树间作巷道土壤养分空间分异对冬小麦冠层光分布的响应

【目的】本文调查了枣麦间作时冬小麦冠层光分布对土壤养分变化的影响。【方法】采用田间调查与室内分析相结合的方法,以株行距为3 m×4 m南北行向栽植的枣树(Ziziphus jujuba)与冬小麦(Triticum aestivum)间作系统为研究对象,以2016-2017年生长季冬小麦冠层光合有效辐射(PAR)为基础,在不同调查时期(拔节期、抽穗期、扬花期、灌浆期、成熟期)测定冬小麦冠层PAR,并同步测定土壤有机质、速效N、速效P、速效K等养分含量,分析冬小麦冠层PAR分布对土壤养分吸收利用的影响。【结果】不同调查时期冬小麦冠层PAR均呈"n"型单峰曲线时空分布,土壤中各养分含量变化也呈现出一定的时空异质特征,其中,土壤有机质和速效K均表现出"中间低,两侧高"的变化规律,速效N和速效P则表现出"东侧高,西侧低、中间低,两边高"和"东侧低,西侧高、中间低,两边高"的变化规律。土壤有机质、速效N、速效P和速效K含量分别在拔节期、成熟期、灌浆期和扬花期达到最低值,分别为15.04 g·kg~(-1)、58.98 mg·kg~(-1)、6.91 mg·kg~(-1)和164.86 mg·kg~(-1)。相关系分析显示,冬小麦冠层PAR与速效P呈极显著负相关,土壤有机质则与速效N、速效K分别呈极显著正相关和显著正相关。【结论】研究认为,枣麦间作系统中冬小麦冠层PAR时空分布具有一定的异质性,在冬小麦整个生育期内主要表现为"中间高,两侧低"和"东侧高,西侧低"的分布特征。长期处于异质光环境中的冬小麦对土壤速效养分利用的差异累积使其也呈现出明显的空间分布差异。为提高间作系统产量,可在冬小麦拔节期增施有机肥,扬花期增施K肥,灌浆期增施P肥,成熟期增施N肥,且适当增加巷道西侧区域施肥量。光照充足时,速效P的亏缺是限制冬小麦生长的主要养分因子。枣麦共生期间适当增施P肥有利于系统生产力的维持。     

不同果麦间作模式下冬小麦冠层光分布和光合速率研究

[目的]在核麦间作和枣麦间作模式下,探讨不同间作模式下小麦冠层光分布、光合速率及光合物质积累规律.[方法]在核麦和枣麦间作模式下,研究小麦不同冠区(冠下区和冠中区)总辐射、小麦冠层上部和下部光合有效辐射(PAR)、小麦旗叶光合速率(Pn)及光合物质积累的变化.[结果]核麦间作和枣麦间作总辐射、小麦冠层上部PAR、冠层下部PAR和光合速率的日变化均呈单峰曲线.核麦间作总辐射、冠层上部和下部PAR值在最大值附近点分布较少,尤其是冠下区,而在最小值附近点分布显著多于枣麦间作,且冠层下部PAR值在光补偿点以下点分布显著多于枣麦间作,冠下区尤为显著.枣麦间作不同冠区小麦冠层上部PAR值均在光补偿点以上,核麦间作冠下区有0.5～2h在光补偿点以下,冠中区均在光补偿点以上.核麦间作和枣麦间作树冠遮荫导致不同冠区不同时间段小麦旗叶光合速率降低,冠层群体的光合生产能力降低,导致光合物质积累量降低,且核麦间作模式下Pn最大值及最小值和光合物质积累量均低于枣麦间作.[结论]核麦间作和枣麦间作模式下,果树树冠对不同冠区小麦都有不同程度的遮荫.核桃树冠对不同冠区小麦遮荫时间及遮荫强度显著高于枣树的遮荫影响,尤其是冠下区.核麦间作光不足限制了光合作用快速进行,尤其是冠层下部处在光补偿点以下点较多,使光合效率和光合物质积累量降低.     

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。     

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。     

枣棉间作行距和灌水量对棉花干物质及产量的影响

研究行距水分对间作棉花干物质积累的影响,解析干物质与产量间的关系,为干旱区枣棉间作高产栽培提供理论依据.通过在新疆维吾尔自治区南疆干旱地区设置试验,研究枣棉间作行距(枣树间2行棉花、枣树间4行棉花)、水分(充分灌水、正常灌水、轻度水分亏缺、中度水分亏缺)对棉花的干物质积累及产量构成的影响.结果表明,行距因素中,枣树间4行棉花处理(M2)的产量要好于枣树间2行棉花处理(M1);水分因素中,正常灌水(W3)处理下的棉花干物质积累量、生殖器官与营养器官干物质比值(RVR)、皮棉产量表现最佳,其次为轻度水分亏缺(W2)处理下的棉花,中度水分亏缺(W1)下的棉花表现不佳;因此,枣树间4行棉花(M2)的栽培模式,能够有效发挥间作棉花群体效应,提升产量;正常灌水(W3)与轻度水分亏缺(W2)下的棉花皮棉产量表现最好且两者间差异性不显著,这表明适当的水分亏缺能够使间作棉花充分利用水分资源,发挥节水灌溉优势,保证间作棉花产量,且能有效降低生产成本.     

核麦间作条件下小麦光合特性及核桃果实品质的变化

【目的】 研究6a生核桃树与冬小麦间作巷道的光环境特性以及对比单间作核桃之间果实品质差异,为核桃与小麦的提升光合作用及品质提供理论支撑。【方法】 使用LAI-2200C冠层分析仪和LI- 6400便携式光合仪,分别测定2种模式下核桃各时期叶面积指数以及冬小麦各时期的光合生理数据;对比分析间作园与单作园核桃果实品质差异。【结果】 在核桃各个生长期中,单作园核桃叶面积指数要高于间作园;冬小麦不同生育时期光饱和点为灌浆期>成熟期>扬花期>抽穗期,光补偿点为成熟期>扬花期>抽穗期>灌浆期;间作园核桃果实在干鲜果重、横、纵、侧径上要好于单作园果实,但出仁率、氨基酸、脂肪酸含量等指标要单作园果实要优于间作园果实。【结论】 间作条件下核桃叶面积指数小于单作核桃叶面积指数;核桃果实品质单作园优于间作园,光合生理指标间作小麦低于单作小麦;应改变间作园内光环境,增大核桃株行距;在6a生以上树龄核桃园不再进行间作。     

间作模式农田小气候效应对棉花生理生态指标的影响

【目的】研究间作模式下农田小气候对棉花生理生态指标的影响。【方法】采用大田试验和盆栽试验,分析和测定不同种植模式下棉花冠气温湿度及生理指标。【结果】间作棉花受间作枣树的影响,使植物蒸腾和土壤蒸发水分在近地表层滞留时间延长,提高了冠层湿度15.07%,延缓夜间冠气温度的散失。相对湿度的提高,促使间作棉花的株高提升26.61%,叶面积指数提高19.42%,全生育期叶片净光合速率提高10.25%。间作盆栽棉花的株高、叶面积指数和净光合速率分别提升21.37%、14.02%、12.55%,差幅微小于大田试验。【结论】间作模式改变了农田小气候中的相对湿度,提升棉花生理指标,较单作模式、间作棉花产量提高约20%左右。     

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。     

杏棉间作系统田间配置对棉花冠层光辐射及产量的影响

在杏棉间作系统内,研究不同田间配置条件下,棉花群体冠层光辐射特征及对产量的影响。结果表明,棉花单株叶面积随着株距增大而增大,群体叶面积指数(LAI)随着株距增大而减小。光合有效辐射及光截获率随着棉花冠层高度不同而不同,在棉花全生育期表现为冠层顶部>冠层上部>冠层下部;在棉花不同生育时期不同处理差异明显,在营养生长期间距1.85m、株距8cm的田间配置光合有效辐射及光截获率最大,生殖生长时,间距1.45m、株距10cm的田间配置的最大。毛地皮棉产量表现为株距10cm配置时最高,比株距12cm、8cm的分别高4.69%、19.96%;净地皮棉产量则表现为株距8cm配置时最高,比株距10cm、12cm分别高7.18%、30.91%。综合分析冠层结构及不同田间配置处理的棉花产量,认为在6a株行距配置为3m×6.5m的杏树行间,种植的棉花田间配置为间距1.45m、株距10cm的10行棉花时产量较为理想。     

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.     

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.     

种植密度对玉米-大豆带状间作下大豆光合、产量及茎秆抗倒的影响

【目的】阐明玉米-大豆带状间作下大豆植株冠层在不同种植密度下的光环境变化规律,明确种植密度对间作大豆叶片光合特性、产量形成及茎秆抗倒的影响,为构建寡日照地区间作大豆合理群体密度提供理论参考。【方法】本研究以大豆（川豆-16）和玉米（正红-505）为试验材料。采用双因素随机区组设计,主因素为种植方式,设玉米-大豆带状间作和大豆带状单作2个水平,副因素为大豆的3个种植密度（PD1=17株/m²,PD2=20株/m²,PD3=25株/m²),研究种植密度对间作大豆冠层内部光环境变化、叶片光合特性、植株生长动态、田间倒伏率及产量构成等的影响。【结果】2年结果表明,在玉米-大豆带状间作系统中,大豆生长中后期受高位作物玉米遮荫和自荫性增加的影响,其植株群体冠层内部的光合有效辐射（PAR）、叶面积指数（LAI）、叶片光合能力、分枝数及产量显著降低,但受玉米影响的程度因大豆种植密度的不同而不同。在间作模式下,PD1和PD2处理的大豆植株群体冠层光合有效辐射比PD3处理分别增加了45.4%和24.8%,净光合速率分别增加了46.1%和12.3%,单株有效荚数分别增加了53.2%和27.2%,单株分枝数分别增加了270.4%和140.9%,田间倒伏率分别降低了50.3%和19.3%。相关性分析发现,间作大豆的田间倒伏率与冠层内部光合有效辐射、叶片净光合速率、茎秆抗折力、茎叶干物质比、单株分枝数及单株有效荚数呈显著负相关,与株高、叶面积指数和单株无效荚数呈显著正相关。【结论】在玉米-大豆带状间作模式下,20株/m²的大豆密度（PD2）有利于创造良好的群体冠层内部光环境,降低植株田间大豆倒伏率,增加光合产物积累,从而提高大豆产量。     

不同种植模式下枣园截形叶螨种群转移规律的研究

【目的】摸清阿克苏地区不同种植模式下枣园截形叶螨在不同寄主之间的转移规律和种群时空动态。【方法】对3种不同模式下枣树、作物、土壤和杂草截形叶螨种群数量进行定点定期调查。【结果】截形叶螨在不同类型的枣农间作地中种群数量动态规律基本相同,在3种种植模式下,截形叶螨均早春在土壤、杂草上活动,经繁殖后种群数量逐步扩大,6月下旬开始向枣树和农作物转移,其中枣树上部分截形叶螨来源于枣园间作的棉花等农作物,8月上旬枣树截型叶螨种群数量达到高峰,8月下旬逐步向杂草和土壤转移。【结论】初步摸清了阿克苏地区不同种植模式下枣园截形叶螨在不同寄主之间的转移规律和种群时空动态。