塔里木盆地农林间作复合群体水分竞争与互补机制研究

With the fruit industry development rapidly in the Tarim Basin, a series of problems has appeared, such as lower comprehensive agricultural production efficiency, insufficient basic data of reasonable irrigation and scientific management. In order to combine agriculture with forestry, and achieve the goal of supporting fruit industry with agriculture, developing the ecological agriculture pattern and agricultural compound management mode which agro-forestry is the principal part should be taken in the young orchard. To the issue of fruit industry development in the Tarim Basin, we take intercropping technology in jujube and walnut orchard, improve the productivity of compound system as the goal, adopt drip irrigation and regulated deficit irrigation technology, study water consumption features and water control targets, analyse water consumption and intensity and the effect of it on yield and quality, explore physiological mechanism about water competition and complementary in the agro-forestry compound system, solve the dislocation problem of irrigation time and irrigation amount, excavate a way of improving the water potential productivity of composite system, establish water utilization technology system, and improve water utilization efficiency and productivity. The study results will provide experience, theoretical basis and technical support for the Tarim Basin and other regions.

塔里木盆地林果产业发展迅猛，发展速度过快，在生产中出现了一系列问题，如新植果园农业综合生产效率低，缺乏合理灌溉、科学管理的基础资料。因此，迫切需要在幼龄果园大力推广以间作为主体的农业复合经营模式，实现农林结合、以农养林，发展立体生态农业模式。本课题针对林果产业发展中存在的问题，在幼龄枣园、核桃园采用间作种植方式，以提高复合系统水分生产力为目标，采取滴灌技术和调亏灌溉技术，研究间作各组分土壤水分动态变化特征，掌握复合群体需水耗水规律、水分调控指标及对产量、品质的影响，探索农林间作复合系统水分竞争与互补的生理机制，解决间作条件下灌溉时间和灌溉数量的错位问题，挖掘提高复合系统水分生产潜力的途径，建立农林间作水分高效利用技术体系，提高农林间作复合系统水分利用效率及其生产力。研究结果将为塔里木盆地农业结构调整、农林双丰收提供理论依据和技术支撑，并为其他地区农林间作复合系统科学管理提供经验。

在幼龄果园采用间作种植方式，研究农林间作复合群体生长发育、生理生态特性、需水耗水规律及水分生产潜力，对延长间作果园有效利用周期，促进农林双丰收具有重要意义。四年的研究工作表明：（1）在枣棉间作系统，从棉花苗期至蕾期，枣树带较棉花带土壤耗水量高12.4-31.2mm，表现为对水分较强的竞争利用特征；枣树与作物的水分吸收表现为高峰期错位，即在作物生长前期种间水分竞争激烈，中、后期则转变为互补；复合系统根系吸收水分的区域呈现时空分层规律，比单作更高效，实现了根区水分资源高效利用的互补效应；距离果树0.5-1m区域是水分竞争的主要区域。（2）间作系统，冠层顶部和下部光截获率变幅平缓，上部变幅较大；顶部光截获率变幅为13.7-22.6%，上部为47.3-87.9%，下部为87.1-88.3%；枣棉间作群体光截获率分别比单作枣树、棉花提高11.7%和7.1%；光能利用率分别增加11.1%和27.3%，对提高复合系统总生物量有重要贡献；复合系统的光分布由平面模式变为立体模式；间作作物的光能利用率主要体现在光截获量，受间距影响形成“过滤网”模式；间距在1-1.5m，复合系统截获率较高。（3）果棉间作系统棉花冠层日较差比单作低2.3-8.1℃，年较差低3.7-7.6℃；低温季节，气温比单作高0.7-2.1℃；高温季节，气温比单作降低0.6-2.6℃；农林间作系统对冠层温度和土壤温度均具有高温降温、低温保温的双向自我调节的补偿效应，对春季保温和夏季降温的调节作用尤为明显，从而实现了复合系统对光温资源的高效利用。（4）以间作作物产量优势消除的界点（LER（作物）=0.5）为依据，得出在常规模式下适宜农林间作的果树树龄为5.21年；间作作物的田间配置采用常规模式，且间距为1m；6-7年树龄，通过种植模式对作物进行调控，间作作物采用窄行增密的田间配置技术措施；不适宜间作作物的树龄为7.61年，此时需对果树进行调控，树龄8年及以后，果树采取间伐与稀化等疏密改造技术对复合群体进行动态调控；若不间伐，则作物退出间作系统或果园实行清种。