沙漠绿洲区枣棉套作的种间水肥竞争优势及其生理调节机制的研究

在南疆盆地沙漠绿洲区大力发展特色林果业已成为农业种植结构调整的重点，由于矮化密植枣棉套作模式正处于推广起步阶段，对套作条件下种群的田间水肥竞争优势表达过程（即竞争种群促使水肥在界面交换过程中的内外在驱动因素表现）及其生理调节机制开展系统性的研究，加强竞争种群间的界面水肥运移规律和田间再分配过程及引起种群对界面水肥亏缺响应的生理调节等方面的机理性问题的探讨，确定套作模式下的水肥竞争优势群体，探明水肥在种群间界面传输的表达过程及竞争种群对界面水肥亏缺响应的生理调节机制，摸清水肥运移在田间的再分配过程，建立小尺度的田间水肥相对平衡关系，对选择合理的田间水肥搭配、灌溉方式、套作种群和模式，弱化优势种群在田间水肥竞争中的优势表现，促进田间各种群生育优势的发挥，实现最大化的产出效益十分有必要。同时，也将为矮化密植枣园套作模式下的水肥高效利用提供理论依据和技术支撑。

为提高南疆水土资源利用效率，研究了滴灌条件下枣棉间作的水肥竞争关系，得出以下结论①枣树间作棉花后能够一定程度上降低棵间蒸发，提高土壤水分的利用效率。②对枣棉间作后二者的水分竞争规律和耗水规律研究表明，根据枣树和棉花不同需水时期的差异，可采取在棉花不需水的时期，单独对枣树进行灌水，以求提高枣棉产量，实现枣棉间作系统棉花和枣树的效益增加，并计算了二者不同生育阶段的作物系数。③红枣和棉花在磷肥的竞争上相对较小，棉花在钾肥的竞争利用上相对剧烈，枣棉对碱解氮的需求在枣树新梢生长期、盛花期和棉花苗期、花铃期均较高，二者之间对碱解氮的竞争主要存在于此阶段，但在枣树果实膨大期和棉花桃期则差异较大。枣棉对硝态氮的需求在整个生育期基本一致，只在棉花花铃期以前，枣树的需求量大于棉花。④对枣棉根数、根长、根重、比根长、根长密度等进行了分析；通过对枣棉间作土壤水分吸附竞争关系的模拟研究，得出了二者的根系吸水模型。⑤灌水量对枣树和棉花的影响在不同的生育阶段表现出不同的特征，对枣树和棉花的光合和生理特性分析表明，棉花前期和铃后期灌水定额可控制在45 mm～75 mm，花铃期灌水定额控制75 mm左右为宜；而灌水定额对枣树全生育期内均有显著影响，控制滴灌定额75 mm为宜；枣棉间距对枣树和棉花光合速率Pn、气孔导度、胞间CO2浓度Ci的影响主要集中在盛花期以后，而对蒸腾速率的影响则贯穿整个生育期；枣棉种植间距选择100 cm为宜；⑥枣树和棉花茎流速率的日变化规律具有高度一致性。枣树茎流速和率日累计茎流量均大于棉花，前期枣棉间茎流差异较大，后期茎流差异逐渐缩小。棉花茎流速率和日茎流量则相对平稳。对茎流速率和蒸腾速率相关性进行了分析⑦过低灌水定额可使棉花和枣树产生激烈竞争，过高灌水量又会导致棉花旺长，过高和过低的灌水定额均不利于棉花干物质的积累，75mm的滴灌灌水定额对棉花生长和土地利用效率有利。⑧枣树更易受到水分的影响而降低生产效率，枣棉间作系统与单作系统相比总体土地利用效率较高。枣棉间作系统在抵御市场风险方面具有独特的优势。枣棉在产量上存在负相关，但通过合理的水肥调控能够使间作系统的生产能力达到最优。⑨综合考虑枣棉生理特性、产量可知，总施肥量2250 kg/hm2、灌水定额75mm（全生育期灌水12次）、枣棉间距100cm可获得较高的枣棉产量和经济效益。