江天才　马 斌　张亚周　蒲 云　胡守林

(塔里木大学植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300)



不同间作模式对枣园土壤含水量及棉花生长发育的影响

江天才马 斌张亚周蒲 云胡守林*

(塔里木大学植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300)

摘要在南疆阿拉尔干旱区枣棉间作条件下，研究不同种植模式对棉田土壤含水量变化及间作作物生长发育的影响。研究表明：(1)枣棉间作条件下，在棉花生长的苗期，蕾期，花铃期和吐絮期四个时期中，距离红枣1 m处种植棉花相对于距离红枣1. 5 m种植和距离红枣0. 5 m种植有较好的保水能力。在棉花需水高峰期的花铃期，距离红枣1 m处种植棉花与距离红枣1. 5 m种植、距离红枣0. 5 m种植相比土壤含水量分别提高2. 65%，6. 54%。(2)相对于其它模式，距离红枣1. 5 m和距离红枣1 m棉花长势较好，但距离红枣1. 5 m处种植棉花有效株数少，产量低；距离红枣1 m处种植，生长空间适宜，结铃数多，单铃重大，产量较高；距离红枣0. 5 m种植长势较差，种植密度较大，生长空间有限，与枣树争夺养分、水分、空间，阻碍棉花生长。(3)不同种植模式下距离红枣1 m处种植棉花产量效益优于距离红枣1. 5 m和距离红枣0. 5 m。综合考虑，距离红枣1. 0 m种植棉花能够提高土地利用率和棉花经济效益。

关键词枣棉间作； 种植模式； 含水量； 棉花产量

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农林间作。近年来，为促进新疆林果产业快速发展，新疆生产建设兵团推行了果棉套种、间作这一立体种植方式，可大幅增加生产效益[1]。红枣作为特色林果业发展的重点对象，枣农间作已成为当地农林间作的最佳模式之一[2-4]。尤其南疆把发展红枣产业作为农业结构调整和强区富民的首选产业大力推进。但由于枣树进入丰果期之前，幼龄枣园生产效率低，减缓了农民增收致富的步伐。因此，迫切需要在幼龄枣园实行间作种植，以农养林，提高农业综合生产效率。然而，棉花是新疆最主要的经济作物之一，棉花产业已成为新疆农业产业化经济发展的“龙头”[5]，因此，枣棉间作是目前环塔里木盆地重要的农林间作模式。当然，随着立体模式的成熟，如何在枣棉间作条件下合理有效地安排种植密度，尽可能减轻枣树对棉花生产的不利影响，已成为南疆种植棉业发展中不可忽视的问题[6]。关于间、套作立体种植，前人已有大量研究[7-9]，有研究认为间作可以不同程度地改善田间光、CO2、温度、水、肥等条件，也有研究表明林农、果农复合栽培可以改善农田小气候，提高土地、光热和肥水的利用率，还有研究认为间作能增加农民收入。此外，对种植密度的研究也层出不穷[10-11]，有研究认为棉花具有较强的密度适应性，在一定范围内，其产量和品质基本不受密度的影响[12]，也有研究认为要合理密植才能创高产[13]。本文研究针对南疆红枣产业发展中存在的问题，在幼龄枣园采用枣棉间作种植方式，以提高枣园综合生产效率为目标，系统研究枣园间作系统土壤水分的动态变化规律，及对棉花这类间作作物生长发育的影响，分析评价幼龄枣园综合生产效率，探索枣园高产、高效的立体种植方式，筛选适合南疆滴灌枣园的间作种植模式，促进枣园综合效益的全面提高，为南疆地区农林间作复合系统科学管理提供理论依据和技术支撑。

1研究区概况

试验地位于环塔里木盆地干旱区中心地带的阿拉尔市，年均气温10. 8 ℃，降水量40. 1～98. 8毫米，日照2 556～2 991小时，无霜期180～224天，属典型的暖温带大陆性干旱荒漠气候。属极端干旱气候类型，多年平均降雨量小于50 mm，蒸发量2 800～3 000 mm。试验地距塔里木河2 km，地下水埋藏较浅，常年地下水位1. 7 m，春季多风。试验地肥力中等偏上，土壤有机质含量为7. 797 8 g/kg，碱解氮为33. 57 mg/kg，速效磷为18. 71 mg/kg，速效钾为107. 28 mg/kg，总盐含量为0.02%。试验前进行了冬、春灌溉。土壤质地为沙壤土。

2材料与方法

2.1研究对象

试验地点位于塔里木大学园艺实验站内，枣园为2012年酸枣直播园，2014年全园嫁接，品种为灰枣，株行距配置为3 m×0. 5 m，南北走向栽植。

2.2试验设计

试验设4种种植方式：有3种枣园间作种植方式，即距离红枣1. 5 m种植(M1)，距离红枣1 m种植(M2)，距离红枣0. 5 m种植(M3)，另设对照大田种植(CK)，每小区面积布设为6. 0 m×10. 0 m，重复3次，随机排列。试验间作作物为棉花，品种为中棉36号。播种前进行犁地整地作业，各处理均在春季进行灌溉，灌水量一致，棉花按照其灌溉、施肥标准施用，各处理间棉花灌溉量、施肥量分别一致。试验地其它田间管理措施保持一致。对照棉田(CK)与间作地土壤特性、水肥管理方法及所种棉花品种基本一致。设定棉花全生育期灌水定额为300 m3/667 m2。于2014年4月13日进行播种。苗期至吐絮期约每月测定一次土壤含水量，共测4次，深度0～100 cm，分5层(分别为0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm，60～80 cm和80～100 cm。自2014年5月23日起至2014年9月11日，每隔10天左右测定一次棉花生长发育情况。收获时测定产量。

2.3土壤水分测定

于苗期、蕾期、花铃期、吐絮期分别取土，每次取土回实验当即在105℃下采用烘干法烘干，测定各处理土层土壤含水量，求平均值，取土1. 0 m深，分别为0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm，60～80 cm，80～100 cm，每个小区取三个重复。

2.4间作作物生长指标测定

每个小区随机选取5株棉花做好标记，测量株高、茎粗、总叶片数、结铃数，测量时间为2014年5月23日，6月4日、14日、25日，7月8日、23日，8月6日、16日、30日，9月11日。

2.5棉花产量的计算

2014年10月中旬开始收获，根据实际收获的棉花确定各小区籽棉产量，换算成亩产。

2.6数据处理

试验数据采用Excel进行统计处理和绘图。

3结果与分析

图1各种植模式不同生育期土壤含水量

3.1不同种植模式对枣园土壤水分的影响

从图1可看出，在苗期、蕾期、花铃期和吐絮期，不同种植模式下土壤含水量整体呈下降趋势。整体表现：CK>M2>M1>M3, 大田对照的保水能力较优于待选三种模式，三种不同模式中M2保水能力明显优于M1和M3。

在棉花生长的苗期，蕾期，花铃期和吐絮期这四个时期中，取样分析表明M2相对于M1和M3有较好的蓄水作用，在整个生育期间M2土壤含水量均高于相应时期的M1和M3。在棉花需水高峰期的花铃期，M2与M1、M3相比土壤含水量分别提高2. 65%，6. 54%。由于棉花后期生长水分的耗损仍以蒸腾为主，大田对照和M3种植密度相对较密，有效株数较多，故水分损耗较大，依旧呈骤降趋势。M2表现出良好的保水能力。

图2各种植模式全生育期不同土壤深度平均含水量

土壤水分的相对稳定对棉花的生长、产量的增加和保证棉花品质具有极为重要的作用。通过对比不同种植模式下土壤水分状况(图1)可知，M3的土壤水分变异差最大(12. 79%)，M2的土壤水分变异差最小(8. 95%)。因此，通过对比不同种植模式下土壤水分状况，M2优选。

从图2可看出，在棉花生长的全生育期里，不同种植模式的不同土壤深度土壤平均含水量整体表现为：CK>M2>M1>M3, 在0～40 cm土层，各种植模式的土壤含水量均为下降趋势，在60 cm附近各种植模式的土壤含水量均处于最低值，在80～100 cm深层土壤中土壤含水量较稳定，无较大波动。CK的各土层保水能力均高于待选三种模式，三种不同模式中M2各土层的保水能力又都明显优于M1和M3。M2模式表现出较优保水能力。

图3各生长发育指标随时间的变化

3.2不同种植模式对棉花生长发育的影响

从图3可看出，采用不同种植模式种植，能够减少水分蒸发，给作物生长创造不一样的生育条件，不同种植模式对棉花生长发育的影响有一定的差异。

通过棉花生长的四个生育期的调查表明，M3种植模式的棉花长势相对较弱，株高、茎粗、结铃数和总叶片数测量值均在4种种植模式的各测量期表现最低；M1由于生长空间大，与其争夺水分、养分的竞争者少，所以长势较好，株高稍低于CK和M2，茎粗大于CK和M2，结铃数明显多于CK和M2；M2的长势在株高、茎粗和总叶片数上可以明显看出与CK极为相似，说明M2的长势较好。

3.3种植模式对棉花产量的影响

根据收获各小区棉花，发现不同种植模式下，间作棉花产量具有一定差异性(表1)。M1种植模式，棉花生长空间充足，棉花长势较好，但有效株数较少，没有充分利用土地资源，降低了单位面积上的产量；M2种植模式，棉花生长发育趋于正常大田棉花的生长，较大程度的利用了枣树之间的空地，与枣树的合理间作距离增加了有效株数，提高了产量；M3种植模式，枣棉间作中棉花密度过大，距离枣树较近，表现出棉花单株结铃数少、单铃重小、有效株数少以及单位面积产量低[14]；CK大田种植相对于间作模式有效株数多，棉花种植密度适宜，产量较高。经过对各种植模式三次重复的先后两次收获，计算得M1、M2、M3、CK的相应产量分别为2 365 kg/hm2、4 178. 33 kg/hm2、3 011. 67 kg/hm2、5 708. 33 kg/hm2。综上，不同模式下棉花产量CK>M2>M3>M1。在间作模式筛选中M2优选。

表1　不同种植模式下棉花产量

4讨论与结论

不同模式的设置基于与红枣的距离，距离越大，密度越小，裸露面积越大，地表水分蒸发越强烈。M1模式(距红枣1. 5 m处种植棉花)中由于棉花种植密度过小，地表缺少遮挡物，造成大量土面裸露，遭受太阳直射面积大、时间长，所以地表蒸发耗水较多；M2种植模式棉花种植密度适中，减少了叶表蒸腾也避免了一部分地表蒸发；M3种植模式棉花密度过大，增加了叶表蒸腾同时也与枣树争夺水分，导致二者生长受阻；CK种植模式下，由于密度较大，随着棉花的逐渐长大，光合作用的增强，土壤水分蒸散也较多。而M2种植模式下，枣棉间作距离适宜，有效地保障了0～100 cm土层的土壤含水量，保持了土壤水分。

由于0～40 cm是棉花根系主要活动区域[15]，这一区域除地表水蒸发外，其余水分主要供应棉花根系吸收。M2和M3模式中棉花密度稍高，地上部群体面积大，对地面蒸发起到了一定的阻碍作用。另外，大的群体导致大量根系的发生及发育，多数根系集中于0～40 cm土层，消耗了较多的水分。在得到灌水补给时，植株群体根系从上层土壤吸水能力最强，土壤水分变化较快。随着土层深度增加，棉花根系量逐渐减少，但随着灌水量的减少，土壤深层根系有增加趋势[15]。这样，土壤深层内的根系吸收了相应土层的水分，所以在60 cm附近会出现土壤含水量最低值。另外，由于试验设定棉花全生育期灌水定额为300 m3/667 m2，加上叶片蒸腾和地面蒸发，导致膜下水分下渗深度有限，所以，深层土壤含水量较稳定，无较大波动。

根据在间作模式下，实际收获产量发现M2的产量最高，M3次之，M1的产量最低。M1产量最低这可能是因为棉花有效株数较少。M2比M3高这可能是因为种植密度相对小时，地上部和地下部生长空间不受限制，棉铃较多，单铃较重；而高密度模式下，棉花生长空间有限，通风透光不良，叶片光合速率，碳、氮代谢等受阻等原因[16]，导致棉铃不饱满，甚至脱落，直接影响产量。除此之外，M3种植模式棉花与枣树间距过小，导致作物间争夺养分、水分及空间，严重阻碍棉花的生长发育。M2种植模式与枣树中等行距，对棉花影响不大，使其既有足够的发育空间，又有适宜的养分及阳光，所以铃大饱满，产量最高。从提高土地利用率和作物经济效益的角度来考虑，塔里木垦区枣棉间作的最佳配置是距离红枣1. 0 m种植棉花。

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Soil Moisture Content and the Influence of Cotton Growth and

Development in Jujube Orchard Intercropping

Jiang TiancaiMa BinZhang YazhouPu YunHu Shoulin*

(College of Plant Science, Tarim University, Alar, Xinjiang 843300)

AbstractIn the southern arid region date Alar cotton intercropping cotton fields of different planting patterns on soil moisture and influence of intercropping crop growth and development. Studies show that: (1) the date intercropping cotton, cotton grown in the seedling stage, bud stage, the blooming period and boll opening stage of the four periods, dates from the cultivation of cotton at 1 m distance with respect to planting dates 1. 5 m and 0. 5 m from the jujube cultivation has better water retention capacity. Cotton water demand peak blooming period, from the dates at 1 m distance to the cultivation of cotton planting dates 1. 5 m from planting dates 0. 5 m, respectively, compared to the 2.65% increase soil moisture, 6.54%. (2) relative to other modes, from the dates 1. 5 m and 1 m from the dates cotton growing well, but at a distance of dates 1. 5 m effective number of trees planted cotton, low yield; at 1 m from the jujube cultivation, growing space appropriate, boll number more boll major, high yield; 0. 5 m from the planting dates poor growing larger planting density, limited room for growth, and jujube competition for nutrients, water, space, hinder the growth of cotton. (3) different planting pattern cotton production benefits from the dates better than 1. 5 m and 0. 5 m distance from the jujube dates at 1 m. Taken together, dates 1. 0 m from the cultivation of cotton and cotton can improve land use and economic benefits.

Key wordsjujube-cotton intercropping; planting pattern; moisture content; cotton yield

中图分类号：S35

文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2015.04.005

文章编号：1009-0568(2015)04-0032-06

通讯作者*为E-mail：hushoulinghu@163.com

作者简介：江天才(1990-)，男，2013级本科生，研究方向为作物高产栽培理论与技术。E-mail：506345620@qq.com

基金项目：国家自然科学基金(31260309，31560377)；新疆生产建设兵团科技援疆专项(2014AB017)；国家级大学生创新创业训练计划项目(201410757033)；新疆生产建设兵团第一师科技局项目(2014YY03)。

收稿日期：2015-04-30