黄光伟　龚莉莎　陈国栋　樊文霞　田玉刚　张晓燕

摘要本试验共设置了枣树单作（CK）、距离两侧红枣0.50m种植苜蓿（A）、距离两侧红枣1.00m种植苜蓿（B）、距离两侧红枣1.45m种植苜蓿（C）4个处理，研究不同种植模式对间作系统生理生态效应的影响。结果表明，在不同种植模式下，间作系统对气温有着良好的调节作用，其中A模式下苜蓿净光合速率较高;间作复合系统对浅层地温有高温季节降温、低温季节增温的作用，不同时期土壤的物理性质（土壤含水量、土壤容重）也发生相应的变化，对降低土壤的无效蒸发有重要意义;在苜蓿全年生产中，A模式产量最高;在灌溉定额的条件下，A模式下作物的贮水量最高，水分利用率也最高，说明合理的间作距离可以提高作物水分利用率。在不同种植模式中，A模式对生态系统中光温的利用相对适宜、土壤容重变化较为平稳、水分利用率最高，且产量也达到最高。综合衡量间作系统内的光、温、水分等的生理生态效应可以得出，A种植模式为红枣间作苜蓿的最佳种植模式。

关键词 间作;苜蓿;枣园小气候;光合效应;水分利用率

中图分类号 S665.1;S541

文献标识码 A

文章编号 1007-5739（2019）07-0160-04

新疆维吾尔自治区光热资源丰富，昼夜温差大且千旱少雨，享有瓜果之乡的盛名。自2000年以来，新疆维吾尔自治区政府大力推进新疆特色林果业发展，南疆塔里木盆地已成为新疆重要的林果发展地区，红枣种植面积逐年增加，但低矮幼龄果树植被覆盖率低，枣树行间裸露面积大，导致枣园土壤侵腐、蒸发、风蚀、次生盐渍化等情况加剧”。果农为充分利用果树行间土地资源提高果园综合效益，多采取果树幼苗与其他作物间作、套作的模式四。枣草间作是重要的模式之一，号称“牧草之王”的紫花苜蓿（Medicago satiwa）不仅适应性强、产量高、品质优，同时具有改良土壤、防风固土、清除田间杂草等特点9，与枣树间作可保持水土、提高土壤肥力7、优化枣园生态环境提高枣树产量和品质等8。枣草间作不仅有利于土壤养分的累积与利用，而且可以增加作物的经济产量，对作物生产起到很大的促进作用。

2种生物学不同的作物种植在一起，必然存在种间的竞争和互补，如何利用不同作物的生态学特性搭配间作种植，弱化种间竞争、强化种间互补作用，是构建合理间作群体的关键。通过农艺措施调控果草种间关系的相关研究未见报道，因而本研究以红枣、紫花苜蓿构成的枣草间作系统为研究对象，通过在枣树行间设置不同的间距，研究南疆地区间作红枣苜蓿的生理生态效应，旨在为阿拉尔地区枣草间作技术科学、规范化发展提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

本试验于2016-2017年在新疆阿拉尔市塔里木大学园艺实验站（北纬40932'34"、东经81°18'07"，海拔1015m）进行，阿拉尔市位于北半球中纬度地带，属暖温带大陆干旱荒漠气候区，降水稀少，空气中水分含量低，大气透明度相对较好;光照时间长，年均气气温10.7C，≥10C积温4113C;无霜期较长，为149～246d;年日照逾2900h，4-10月平均日照长9.5h/d;年降水量50mm左右，是典型的灌溉农业区。试验地土壤为黏壤土，地形相对平坦，土层深厚10，供试枣园为2012年酸枣直播建园，2014年春嫁接红枣，枣树行株距为3.0mx0.5m。

1.2试验材料

供试苜蓿品种为新疆大叶苜蓿，该品种生育期100～110d，根系较发达，分枝可达120株，茎方形内空，叶片较大，花紫色1-12。条播苜蓿播种量为15kg/hm2，行距30cm。

1.3试验设计

本研究设计4个处理，分别为行间距离两侧红枣0.5m种植苜蓿（A）、行间距离两侧红枣1m种植苜蓿（B）、行间距离两侧红枣1.45m种植苜蓿（C）、红枣单作常规栽培（CK）（图1），3次重复，小区面积72m2，田间随机排列，灌溉方式为滴灌，试验地其他田间管理措施同当地枣园保持一致，适时进行人工除草。

1.4测定项目及方法

1.4.1枣园小气候：新梢长至20cm左右时，开始记录树冠内空气最高温度和最低温度，试验所分析的温度数据为每10d的平均值.空气温度由温度计测定，按照《农田气象观测规范》的规定进行测定并记录。

1.4.2间作红枣苜蓿的光合效应。选择晴朗无云的天气，采用美国LI一COR公司生产的LI-6400便携式光合仪在田间活体测定苜蓿叶片的净光合速率[Pn，umolCO/（m2*.s）]、蒸腾速率[Tr，mmolH20/（m2.s）]、气孔导度[Gs，molH20/（m2.s）]、胞间CO2浓度（μmol/mol）。测定时期为第3茬苜蓿初花期，此时苜蓿已有少量开花，时间选择在13：30。测试时选取长势相近的健康植株上长势一致、无病斑的叶片，为降低测定误差，应在植物充分见光下测定光合作用。

1.4.3土壤物理性状。分别在2017年5月15日、6月19日、7月19日、9月23日取土。用直径4cm的土钻分别采集枣树与苜蓿行间0～20、20～40、40～60.60～8080～100cm土层土样。土壤含水量采用烘干法，测定0～20、20～40.40～60、60～80、80～100cm土层土样，使用的电子天平型号为LT502E，试验前先测量各个空铝盒重（mo），取样后称量湿土+铝盒重（m），先于105C下烘千至恒重，再称干土+铝盒重（m2）。

土壤容重采用环刀法，测定0～20、20～40em土层土样。测量取回的鲜土+环刀重，根据公式计算土壤容重。

土壤温度采用插人式地温计定点观测，测定不同位置5、10、15、20、25cm土层温度，同时采用地面温度计测定0cm及最低地温和最高地温。每组地溫计均沿着种植方向直线布置，每隔9～10d观测1次，观测时间为6：00-24：00，每隔2h观测1次4。

1.4.4作物耗水特征。计算公式如下：

土壤贮水量W=土壤体积含水量xh;

耗水量ET=P+I+OW;

水分利用效率WUE=Y/ET。

式中，W为土壤贮水量（mm），h为土层厚度（mm），ET为作物生长期间的耗水量（mm），P为降水量（mm）（试验中2年平均降雨量为64.70mm），I为灌溉量（mm），0W为作物播种前和收获后的0～40em土壤含水量之差（mm），WUE为作物水分利用效率[kg/（mm.hm2）]，Y为苜蓿产量（kg/hm2）。1.4.5产量测定.在苜蓿种植第4年（2017年）测定枣园间作条件下不同种植模式相对苜蓿的产量。在紫花苜蓿初花期进行刈割，共计3次。每个小区选取3个有代表性的样方，样方面积为1mx1m，2次重复，留茬高度3cm。每小区1m2样本收割后，田间测定鲜草产量，自然风干后，测其干草重量。

1.5数据统计与分析

采用Excel2007和DPS（7.05）統计软件对数据进行统计分析。

2结果与分析

2.1不同种植模式对苜蓿光合速率的影响

光合作用就是植物进行物质和能量转化的生理基础，光能利用情况可以反映植株生长状态，对产量有很大影响。植物的光合性能可通过净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等指标进行衡量。研究植物光合特性，有利于了解植物对光能的利用效率，阐明植物光合的生态学特征。

结果表明，不同种植模式下苜蓿净光合速率最大的为A模式，为20.00μmolCO2/（m2.s），与B模式之间存在极显著差异，与C模式之间不存在极显著差异，变异系数达到了51.65%;不同种植模式下，气孔导度和蒸腾速率不存在显著差异，变异系数分别为7.47%、4.53%;不同种植模式下，胞间CO2浓度以B模式最大（600.00umo/mol），A模式最低（为553.00pumol/mol），B模式与C模式之间不存在显著差异、与A模式存在极显著差异（表1）。

2.2枣草间作系统内空气温湿度的变化

试验结果表明，不同种植模式下枣草间作系统地上80cm处的气温日变化均呈“双峰型"，峰值出现在14：00和18：00左右（图2）。6：00-14：00，空气温度随着光照强度的增强而增强;14：00-18：00，由于空气温度较高，植物蒸腾作用增强，从而引起近地面气温^下降;18：00-0：00，光照强度减弱，空气温度随之降低。从整体来看，间作种植模式下空气温度变化较CK相对平稳，改善了间作系统炎热季节的温度条件，有利于枣树在盛夏季节的生长。

2.3枣草间作对农田土壤物理性状的影响

2.3.1不同种植模式下间作系统内不同深度土壤含水量变化。不同种植模式下间作系统不同深度土壤含水量变化如图3所示。不同种植模式下间作系统内的土壤含水量差异显著，总体上表现为B>CK>A>C;且40～60em处含水量较低。随着红枣和苜蓿的成熟，对水分的需求量增大，土壤含水量逐渐降低。

2.3.2不同种植模式下间作系统内不同深度土层土壤温度日变化。利用7月18日观测的间作土壤温度数据绘制了土壤温度日变化过程（图4），在0、-5-10-15-20cm具有相同的变化趋势，并且随着土层深度的增加;相对于单作系统，间作系统中A、B、C模式下中午高温时段土壤温度均明显降低，温度变化越缓慢。在不同的种植模式下-5-10、-15-20cm的地温变化趋势均为CK>B>A>C.在-10～0cm土层地温变化过程均呈现先增加一后下降一再增加一再下降的趋势，在-25-15cm土层地温变化波动相对不大，由此可看出，-15～0cm土层土壤地温变化较大，而-25～-15cm土层地温变化较小。随着土壤深度增加，变化趋势逐渐变得平稳。2.3.3不同种植模式下间作系统内不同土层土壤容重变化。土壤容重的大小可以直接反应士壤结构状况的好坏，若容重越小（不低于1.14g/cm3），则表明土壤越疏松多孔，其结构性越好。结果如图5所示，4种不同种植模式在不同时期土壤容重均表现为先下降后，上升的“V”形变化规律，并且4种不同种植模式均以7月土壤容重值最小;CK种植模式下，0～20em土层土壤容重在7月下降幅度最大，显著低于其他3个处理，说明单作种植模式下，土壤结构状况最差，最不利于苜蓿生长。A种植模式下，土壤容重在7月下降幅度最小，而且在整个时期变化较平稳，较利于苜蓿生长。

2.4不同种植模式下苜蓿产量与水分利用效率比较

对3茬苜蓿的产量进行方差分析（表2），研究表明，在P<0.05的水平下，不同种植模式苜蓿的产量差异明显，3茬均表现为A>B>C，总体以第1茬最高、第2茬最低。结果表明，在这3种种植模式中，A模式的产量最高且较稳定。对3茬苜蓿的生长期间总耗水量进行方差分析，随着种植间距的增加，耗水量先减少后增加;不同种植模式下水分利用效率有明显差异，第1茬水分利用效率为B>A>C，第2、3茬水分利用效率均为A>B>C，从水分利用效率来看，以A模式最高。

3结论与讨论

3.1不同模式下枣苜间作对空气温度的影响

本试验结果表明，间作系统对气温有着良好的调节作用，不仅能预防初春的骤然降温对植物的危害，同时还能保持较高的空气湿度，在千旱年份或空气比较干燥的月份（6-8月）可降低植物的蒸腾作用，避免高温对枣树的灼伤，对枣树授粉受精非常有利。综合4种种植模式可以看出，行间距离红枣0.5m种植草苜蓿的模式下，空气温度相对较优。光合能力的强弱在一定程度上取决于物种的遗传特性，但是适宜的外部生态条件会促使其固有光合潜能的发挥5。

3.2不同模式下枣苜间作对土壤物理性状的效应分析

本试验结果表明，间作复合系统对浅层地温有显著的降低作用，对降低土壤的无效蒸发呵有重要意义，间作系统对浅层地温有高温季节降温、低温季节增温作用7。本结论与王来等8对农林复合系统对近地面微气候环境的影响研究结果相一致。吴发启等9也指出，农林复合系统对林内温度和土壤表层温度有双重影响，即春季增温、夏季降温，与本试验结果研究结果相一致。但是在-25～-20cm处，地温的波动范围非常小，可见对-25cm以下耕层的地温无较大影响。在对不同土质不同土层深度的温度变化还有待研究。在不同种植模式的农林间作系统内，不同时期土壤的物理性质（土壤含水量、土壤容重）发生着相应的变化，土壤含水量表现为先下降一再上升一再下降的变化规律，且土壤容重均表现为先下降后上升的“V"形变化规律。在不同种植模式中，行间距离红枣0.50m种植苜蓿的模式对生态系统中的光温利用相对适宜，土壤容重变化较为平稳。

3.3不同模式下枣苜间作对苜蓿产量的效应分析

产量是衡量苜蓿生产性能的主要指标之一，同时也是衡量苜蓿经济价值的最直接指标。枣园间作条件下不同种植模式对苜蓿产量特性的研究可以确定不同种植模式对产量的效应，对苜蓿新模式的高产栽培具有十分重要的意义。本试验结果显示，在苜蓿全年生产中行间距离红枣0.50m种植苜蓿的间作模式产量最高。

3.4对不同模式下枣苜间作对作物需水效应分析

在作物生长发育过程中作物对水的需求量较大，苜蓿是一种耗水性能非常强的作物，需要消耗非常多的土壤水分才可以合成较多的干物质叫。通过对不同种植模式水分利用1222的研究表明，灌溉定额条件下，与其他种植模式相比，行间距离红枣0.50m种植苜蓿模式的贮水量最高，说明对水分利用效率最高，随着种植间距的增加，水分利用率呈现逐渐下降的趋势。枣苜间作显著提高了水分利用率，水分利用率是净光合速率与蒸腾速率的比值，水分利用率越高，说明植物同化作用下积累物质的能力越强。万素梅等吗的研究结果表明，不同品种.不同刈割次数的苜蓿之间耗水量、水分利用效率之间也有明显不同。然而如今水资源日益短缺，如何有效提高水资源利用效率成为旱地农业生产的主题，对红枣苜蓿间作距离与水分胁迫的相关分析还有待研究。

综合衡量间作系统内的光、温、水分等的生理生态效应，可以得出行间距离红枣0.50m种植苜蓿的模式为最佳种植模式。

4参考文献

[1]洪明，赵经华，靳开颜，等环塔里木盆地红枣灌溉现状调查研究[J].节水灌溉，2013（2）：66-70.

[2]李玲.几种果林套作条件的经济效益和养分消耗比较[J].南方农业，2012，6（11）：4-6.

[3]SHOMAR B，EI-MADHOUNF，YAHYA A.Wastewater reuse for alfalfa production in the Gazastrip[J].WATER，Air，and Soil Pollution，2010，213（1）：105-119.

[4]魯鸿佩，孙爱华.草田轮作对粮食作物的增产效应[J].草业科学，2003，20（4）：10-13.

[5]孙洪仁，刘国荣，张英俊，等紫花苜蓿的需水量、耗水量、需水强度、

耗水强度和水分利用效率研究[J].草业科学，2005，22（12）：24-30.

[6]袁永生.枣树、紫花苜蓿间作栽培技术[J].北京农业，2012（15）：37-39.

[7]唐梁枘.用地与养地结合，提高果园土壤肥力途径探讨[J].土壤肥料，1990（5）：26-29.

[8]李光晨，李韶华果园土壤管理与节水栽培[M].北京：中国农业大学出版社，1998：10-25.

[9]陈国栋，万素梅，冯福学，等带型对小麦间作玉米产量和种间竞争力的影响[J].西北农业学报，2017，26（7）：990-997.

[10]王红菊.阿克苏地区主要农业气候资源分析[D]乌鲁木齐：新疆师范大学，2006.

[11]盛红亮，王会平，柴力军.新疆大叶苜蓿特征特性及丰产栽培[J].新疆农垦科技，2005（1）：9-10.

[12]钟雯，唐明祥，张晓君，等不同处理对新疆大叶紫花苜蓿种子萌发的影响D黑龙江畜牧兽医，2018（15）：151-155.

[13]段落溪，姜会飞.农业气象学[M].北京：气象出版社，2000：387-392.

[14]申孝军，孙景生，李明思，等.不同灌溉方式对覆膜棉田土壤温度的影响门节水灌溉，2011（11）：19-24.

[15]焦念元，赵春，宁堂原，等.玉米一花生间作对作物产量和光合作用光响应的影响[J].应用生态学报，2008，19（5）：981-985.

[16]刘浩，段爱旺，高阳.间作种植模式下冬小麦棵间蒸发变化规律及估算模型研究[J].农业工程学报，2006，22（12）：34-38.

[17]王来，高鹏翔，刘滨，等核桃一小麦复合系统对浅层土壤温度的影响[J].西北林学院学报，2017，32（2）：61-66.

[18]王来，高鹏翔，刘滨，等.农林复合对近地面微气候环境的影响[J].干旱地区农业研究，2017，35（5）：21-25.

[19]吴发启，刘秉正黄土高原流域农林复合配置[M].郑州：黄河水利出版社，2003：1-30.

[20]丁宁，孙洪仁，刘志波，等.灌溉量对紫花苜蓿水分利用效率和耗水系数的影响[J].草地学报，2008，16（6）：636-639.

[21]LIU H X，GUO Z G，GUO X H，et al. Effect of addition of silicon on water use efficiency and yield components of alfalfa under the different soil moisture[J].Acta Ecologica Sinica，2009.

[22]SUN H R，LIU G R，ZHANG Y J，et al.Water requirement，water consumption，water requirement rate，water consumption rate and water use efficiency of alfalfa[J].Pratacultural Science，2005.

[23]万素梅，胡建宏，胡守林，等.不同紫花苜蓿品种水分利用效率研究[J].西北农业学报，2004（2）：133-137.