【结论】枣麦问作较枣棉间作共生期短,树冠遮阴时间就短,受光情况较好一些,但总体影响不大。
其他小气候因子变化趋势基本一致。
关键词:
枣麦间作;枣棉间作;小气候;光照强度
0引言
【研究意义】枣树是我国的特产果树之一,已有3000年以上的栽培历史。
枣农间作是平原地区一种典型的、历史悠久的人工栽培群落,它既是一种典型的生态型立体农业,也是平原绿化体系中的重要组成部分【2J。
枣树适应性强,极耐旱、耐盐碱、抗寒,易于栽培管理,现已成为新疆环塔里木盆地绿洲经济带的主要栽培果树之一,也是农民种植果树的首选树种;同时种植粮食作物是新疆优先发展的“四大产业”之一,棉花产业已经成为新疆农业产业化经济发展的“龙头一[3I。
枣农问作正是为了满足广大农民的迫切需求孕育而生的最佳问作模式之一。
环塔里木盆地气候干燥、风沙危害严重,单作农田中常出现干热风和强对流等灾害性天气,而防止其对农作物造成危害的一项重要措施就是进行枣农间作。
配置林木有利于调节各生态因子闻的平衡,改善自然环境条件为作物生长创造良好的小气候[4'5]。
为此。
在气候条件恶劣的环塔里木盆地干旱区开展枣农问作模式小气候方面的研究,以期完善枣农间作理论,为新疆枣农间作模式的优化及间作物的选择种植提供理论依据。
【前人研究进展】对杏麦间作主要农业气象因素变化有相关研究【6J。
目前,枣农问作方面的研究主要是关于华北中原地区枣农闾作技术、机制优化模式以及对农作物生态、产量的影响等【2'7】。
【本研究切入点】目前,对于西北干旱区一新疆环塔里木盆地枣农间作小气候效应的研究未见报道。
【拟解决的关键问题】揭示环塔里木盆地干旱区枣农问作系统中光照、空气温湿度、风速等小气候因子的变化情况以及水平分布特征。
l材料与方法
1.1研究区概况
研究区位于环塔里木盆地干旱区中心地带的阿克苏市,地处E80。
06’,N40。
56’。
地形北高南低,平均海拔1103.8m。
属暖温带干旱气候区,降雨量稀少,蒸发量大,气候干燥。
年平均气温10℃,1月平均气温一8℃,7月平均气温25℃。
年平均降水量100咖左右。
年平均太阳总辐射量“3.92~589.94彬cm2,年日照2855—2967h,无霜期长达205—219d;风沙浮尘天气较多,主要集中在春季和夏季。
春季升温快而不稳,秋季降温快。
1.2材料
试验位于依干其乡农田林网内,枣树以灰枣为主栽品种,株行距2×6(m)、3x4(m),南北向栽植。
时龄4和5a,平均树高2.46和2.30m,枝下高53.28和52.46cm,地径4.25和4.44cm,冠幅1.79×1.,l和1.6×1.7(m),理论株数55株/667m2,间作小麦品种为邯郸5316,棉花品种为中棉所43号。
NL-5H简易田间小气候气象站。
简易田间小气候气象站可实时采集空气中温度、湿度、光照强度、风速风向、降雨量等农业环境参数。
广泛应用于气象、设施农业、林业、园艺、畜牧业等领域,实现对设施农业综合生态信息自动监控、对环境进行自动控制和智能化管理。
基本功能
1、农林小气候信息采集系统与计算机联接后,实现区域性气象数据的整点自动采集、处理和储存,具有数据屏幕显示,同时可将小气候数据导出到Excel进行编辑,按需要生成图表。
2、自动采集各种参数数据,通过接口可以将数据通过软件下载到计算机中。
3、主机大屏幕中文液晶显示,薄膜式按键,可实时显示采样日期和时间、组数、温度、湿度、光照强度、风速风向、降雨量等参数,仪器小巧美观,应用方便。
4、用户自行设定,可按要求关闭不需要的参数通道。
5、可扩展性强:
系统程序采用模块化结构,方便功能扩展或屏蔽。
6、数据保存功能强大,最大可储存120000条数据,即可在主机上查看数据,也可导入计算机。
上位机软件功能
1、显示每种参数过程曲线趋势,最大值、最小值、平均值显示查看,放大,缩小功能,清晰明朗。
2、具有设置超限区域着色功能,显示更直观,为客户带来更多便捷。
3、可将存储记录的数据以EXCEL格式备份保存,方便以后调用。
4、每种参数的报表、曲线图均可选择时段查询查看,并可通过计算机打印。
5、曲线坐标均可自行设置和移动,分析历史走向更清晰、时间把握更明朗。
技术参数
1、测试时间:
≤2秒
2、记录容量:
120000条数据(两参数即为60000组,三参数即为40000组,四参数即为30000组,以此类推)
3、记录时间间隔:
1分~99小时连续可调
4、通讯接口:
RS-485、USB接口。
1.3方法
2008—2009年,分别选择枣麦、枣棉间作地作为试验地,在枣麦、枣棉共生期间(小麦4—6月,棉花4—9月),采取固定观测和同步移动观测相结合测量田间微气候变化,使用浙江托普仪器的NL-5H简易田间小气候气象站和Ks4000手持气象站观测光照强度、空气温湿度、风速和风向等气象因子,按照《农田气象观测规范》[8】测定并记录:
选择一定的天气条件(晴天、阴天)连续观测3d,每天在08:
00.20:
00进行,每隔lh测定1次,观测高度为1.5m和作物冠层。
地温采用河北衡水生产的wQG一15地面温度计测量,方法和观测时间与观测气象指标相同。
问作田中垂直于树行设3个观测点,分别设置在南北走向问作行内,称为行东,行中,行西。
其中行中为间作行的中线位置上,行东和行西为东西两边树行到行中的中线位置上。
分别设对照地麦田(cK一1)和棉田(cK一2),问作地与对照地土壤特性、水肥管理方法及所种小麦、棉花品种均一致,在地块中央设置一个具有代表性的位置作观测点。
2结果与分析
2.1枣农问作对作物光照强度的影响
2.1.1枣农问作系统内不同时间的光照分布
对观测光照强度的数据进行平均值处理。
从时间上看,相同树龄的枣麦、枣棉间作田内行平均光照强度分布大体呈抛物线形状,ld之内各测点的受光量最小值均出现在08:
00和20:
00,最高值大都出现在12:
oo—16:
oo时段。
观测中发现,多云或昙天测得的数据结果会出现多峰曲线,而晴朗的天气测得的数据结果则趋近单峰曲线。
从空间上看,受太阳方位角的影响,行东、行西测点光照分布基本呈对称状,行东测点上午受光量较少,行西测点下午受光量较小,光照强度大体相当,行中测点受光量与对照最为接近,各点截获的光量依次为行东、行西测点<行中测点两种问作模式中果树栽培密度不同,使得各系统光能分布受到了不同程度的影响。
其中3×4(m)株行距的各点与对照相比差异更明显,说明受遮阴程度比2×6(m)株行距更严重,其中枣棉间作的遮阴程度略大于枣麦闯作,原因是枣与棉花的共生期比小麦的共生期时间长。
图l,图2
2.1.2枣农间作系统内光照强度的水平分布
研究表明,由于太阳方位角在ld中随着时间变化而变化,同一问作类型间作区的行东、行西两侧光照分布基本呈对称状。
在枣树的遮阴下,行西上午受光多于行东,行东下午受光多于行西,总体辐射强度基本相当,同时行中的平均受光量均大于行东、行西。
各间作类型行中测点受光量与对照CK的较为接近,各点截获的光量依次为行东、行西<行中<对照CK。
不同间作类型相比,枣麦间作受光量顺序为3×4(m)<2×6(m)可知在间作类型中枣树的株行距效应明显,行距越大对间作区的受光影响越小,反之亦然。
表1
2.1.3不同间作系统内光照强度的比较分析
枣麦间作3×4(m),2×6(m)和枣棉间作3×4(m),2×6(m)间作类型中光照强度分别占对照的89.3%。
93.3%和87.2%,90.5%。
各类型不同测点枣树遮阴度不同,枣麦间作3×4(m)的遮阴度在4.1%一14.5%,平均遮阴度(加权)为10.7%;枣麦间作2x6(m)的遮阴度在3.5%~8.8%,平均遮阴度为6.7%;枣棉问作3×4(m)的遮阴度在6.2%一16.7%,平均遮阴度为12。
8%;枣棉间作2×6(m)的遮阴度在5.2%.12.4%,平均遮阴度为9.5%。
在枣麦间作的两种密度中,3×4(m)的平均遮阴度要比2×6(m)高4.O%;在枣棉间作的两个密度中,3x4(m)的平均遮阴度要比2×6(m)高3.3%,这主要是株行距不同产生的效应。
行距越小受林木遮阴严重部分所占比例越大,遮阴度就会有所增加。
由此可见,林木间作配置中行距对光照分布影响要明显大于株距的影响uo|。
同时,在3×4(m)和2×6(m)两种密度中,枣棉间作平均遮阴度分别大于枣麦问作2.1%和2.8%,这与枣棉问作共生期长有密切关系。
2.2小气候因子对不同间作模式的影响
对不同枣农间作模式的小气候因子观测试验数据进行平均值处理。
结果表明,枣农间作使间作条田小气候因子发生了比较明显变化,其中间作田的气温、地表温度和风速明显降低,空气相对湿度提高。
在3×4(m)、2×6(m)两种间作密度中,枣麦问作、枣棉间作平均气温分别比对照降低1.9、1.4、2.1和1.6℃,平均地表温度分别比对照降低4.O、2.8、4.4和3.8℃,平均风速分别比对照降低28.6%、42.9%、45.5%和45.5%,平均空气相对湿度分别比对照提高8.6%、7.5%、9.2%和3.7%。
可见枣农间作能够改善农田的小气候环境,在一定程度上有防风降温增湿作用。
可有效防止春夏两季干热风的发生。
表2
3讨论
3.1研究结论与杏棉间作系统小气候研究[5】结果基本一致。
但试验中的不同间作物对田间小气候因子的变化也有一定的影响。
如:
枣麦间作较枣棉间作共生期短,树冠遮阴时间就短,受光情况较好一些,但总体影响不大。
同时,在枣农间作系统中,枣树的株行距对间作物的遮阴度有较大影响,可能导致影响农作物的产量。
因此,从间作物受光情况考虑,随着树龄增长,冠幅不断增大,造成问作区的遮阴度持续增大,对农作物的影响也会进一步加大【9-10】。
3.2对于单作农田与复杂的农林间作复合系统相比,光照强度的分布不均可能成为影响问作物产量的主要原因之一。
同时,还可能与农作物和枣树之间其它方面生态因子的竞争有关[n-1引。
因此,对于枣农间作合理间作模式的探讨有待于进一步研究。
4结论
4.1枣农间作系统小气候水平分布特征总体表现为:
系统内平均光照强度低于对照,平均气温、平均地表温度和平均风速都有所降低,平均空气相对湿度有所升高。
不同间作类型的小气候水平分布特征不同,对于4、5年生的枣树,在3×4(m)、2×6(m)两种密度中,平均光照强度、平均气温、平均地表温度、平均风速表现为:
枣麦间作系统3×4(m)<2×6(m)由3x4(m)、2×6(m)两种间作密度的比较可知,各小气候因子的变化规律与枣树的株行距有较大关系。
2×6(m)株行距间作类型内光照条件优于3×4(m),但温度、湿度、地表温度、风速的降低幅度较低。
4.2在同一间作类型中,不同观测点的小气候因子水平分布特征不同,总体表现为间作系统内不同观测点平均光照强度水平分布大体呈单峰抛物线状,上午光照强度逐渐增加,下午光照强度逐渐减少。
冠东侧上午受光量较多,冠西侧下午受光量较多,上、下午总体受光量基本相同;同时,受各观测点遮阴度和光分布不均的影响,光照强度表现为行中>行东、行西;温度、地表温度、风速和空气相对湿度也表现出不同程度的差异,但差异较小。
参考文献:
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新疆科技出版社,2004:
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