０引言

環(huán)塔里木盆地氣候干燥、風(fēng)沙危害嚴(yán)重，單作農(nóng)田中常出現(xiàn)干熱風(fēng)和強對流等災(zāi)害性天氣，而防止其對農(nóng)作物造成危害的一項重要措施就是進行農(nóng)林間作．紅棗作為特色林果業(yè)發(fā)展的重點對象，棗農(nóng)間作已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)林間作的最佳模式之一［１－３］．棉花是新疆最主要的經(jīng)濟作物之一，棉花產(chǎn)業(yè)已成為新疆農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟發(fā)展的“龍頭”［４］．因此，棗棉間作是目前環(huán)塔里木盆地重要的農(nóng)林間作模式．前人對棗棉間作系統(tǒng)做了大量研究，主要集中于棗樹生物學(xué)和生理學(xué)、間作系統(tǒng)模式、種間關(guān)系、小氣候、生態(tài)和經(jīng)濟效益等方面［３，５－１１］，對于新疆特有的棗棉間作系統(tǒng)的生態(tài)效應(yīng)的研究未見報道．本文研究通過測定環(huán)塔里木盆地干旱區(qū)棗棉間作系統(tǒng)中光照、空氣溫濕度、風(fēng)速等生態(tài)因子的變化情況，分析各生態(tài)因子的水平分布特征，探討間作對棉花產(chǎn)量的影響，并估算棗棉間作系統(tǒng)的經(jīng)濟收益，從生態(tài)角度探討棗棉間作系統(tǒng)的優(yōu)化模式與管理配置技術(shù)體系，為充分利用阿克蘇地區(qū)的自然資源優(yōu)勢發(fā)展棗農(nóng)間作模式提供理論依據(jù)．

１試驗

１．１試驗地概況

試驗地位于環(huán)塔里木盆地干旱區(qū)中心地帶的阿克蘇市，地處北緯４０°５６′，東經(jīng)８０°０６′．地形北高南低，平均海拔１１０３．８ｍ．屬暖溫帶干旱氣候區(qū)，降雨量稀少，蒸發(fā)量大，氣候干燥．年平均氣溫１０℃，１月份平均氣溫－８℃，７月平均氣溫２５℃．年平均降水量１００ｍｍ左右．年平均太陽總輻射量１３０～１４１Ｋａ／ｃｍ２，年日照２８５５～２９６７ｈ，無霜期長達(dá)２０５～２１９ｄ；風(fēng)沙浮塵天氣較多，主要集中在春季和夏季．春季升溫快而不穩(wěn)，秋季降溫快．

１．２材料與方法

（１）材料試驗地點位于依干其鄉(xiāng)農(nóng)田林網(wǎng)內(nèi)，棗樹品種以灰棗為主，株行距３×４ｍ，南北走向栽植．樹齡８年，平均樹高２．３０ｍ，枝下高５２．４６ｃｍ，地徑４．４４ｃｍ，冠幅１．６×１．７ｍ，理論畝株數(shù)５５株，間作棉花品種為中棉４３號，兩幅寬膜種植，每膜４行，行間距３０ｃｍ，膜間距４０ｃｍ．

（２）方法２０１０年，選擇依干其鄉(xiāng)８大隊２小隊的棗棉間作地作為試驗地．在棗棉共生期間，采取固定觀測和同步移動觀測相結(jié)合測量田間微氣候變化．

測點確定：間作田中溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向測點設(shè)置在整塊條田的中央，即條田中線位置上．光照強度的測點設(shè)在垂直于棗樹行的棉花種植行上，分別記為Ｅ－９５ｃｍ、Ｅ－１１５ｃｍ、Ｅ－１５５ｃｍ、Ｅ－１７５ｃｍ、Ｗ－１６５ｃｍ、Ｗ－１４５ｃｍ、Ｗ－１０５ｃｍ、Ｗ－８５ｃｍ．光合輻射測點位于垂直于棗樹行的距棗樹東側(cè)１０５ｃｍ，１６５ｃｍ和西側(cè)９５ｃｍ，１５５ｃｍ處，分別記為Ｅ－１０５ｃｍ、Ｅ－１６５ｃｍ、Ｗ－９５ｃｍ和Ｗ－１５５ｃｍ．土壤含水量土樣采集點同光照強度測點．

生態(tài)因子觀測：使用ＶａｎｔａｇｅＰｒｏ２（美國戴維斯公司生產(chǎn)）自動氣象站和ＫＳ４０００手持氣象站觀測光照強度、空氣溫濕度、風(fēng)速和風(fēng)向等氣象因子，按照《農(nóng)田氣象觀測規(guī)范》［１２］的規(guī)定測定并記錄：選擇一定的天氣條件（晴天、陰天）連續(xù)觀測３ｄ，每天在８∶００～２０∶００進行，每隔１ｈ測定１次，觀測高度為１．５ｍ和棉花冠層．利用ＬＡＩ２０００冠層分析儀觀測光合輻射，連續(xù)觀測２～３ｄ，每天在８：００～２０：００進行，每隔２ｈ測定１次，觀測高度為棉花冠層表面．設(shè)對照棉田（ＣＫ），間作地與對照地土壤特性、水肥管理方法及所種棉花品種均一致，在地塊中央設(shè)置一個具有代表性的位置作為測點．

地溫采用河北衡水生產(chǎn)的ＷＱＧ－１５地面溫度計進行測量，方法和觀測時間與觀測氣象指標(biāo)相同．土壤含水量的測定采用烘干稱重法，每關(guān)鍵物候期測定１次，土樣分０～２０ｃｍ和２０～４０ｃｍ兩個層次分別采集，且設(shè)置３次重復(fù)．

產(chǎn)量測算：棉花測產(chǎn)在棉花采收前（９月５日左右）進行，垂直于棗樹行沿觀測點方向（由行西向行東）逐行測算棉花株數(shù)、每株結(jié)鈴數(shù)，測量長度３ｍ，重復(fù)３次，然后每行采樣３０個棉鈴，稱重，求算距棗樹行不同距離的棉花單鈴重、單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量，并計算增（減）產(chǎn)量和增（減）產(chǎn)率．

２結(jié)果與分析

２．１棗棉間作對棉花光照的影響

（１）光照強度的時空分布在棗棉間作系統(tǒng)中，位于上層的棗樹對位于下層的棉花形成遮擋陽光作用，改變了棉花的光照情況，使棉田中的光強減弱，光照時間縮短，對棉花生長有一定的影響．根據(jù)從棉花出苗到吐絮期對間作系統(tǒng)的光照強度的動態(tài)觀測，將所有的觀測結(jié)果求平均（見圖１）得知，由于上層棗樹的遮蔭作用，使得間作系統(tǒng)不同高度的平均光照強度均明顯低于對照棉田．從時間上看，一天之中，棗棉間作系統(tǒng)不同時間的光照強度變化大體呈拋物線形狀，最小值出現(xiàn)在８∶００和２０∶００，最高值出現(xiàn)在中午１４∶００．間作系統(tǒng)１５０ｃｍ和棉花冠層的日平均光照分別為７１．７８％和６９．９％．從空間上看（見表１并結(jié)合圖２），受太陽方位角的影響，棗棉間作系統(tǒng)內(nèi)（南北走向），自東向西各測點棉花冠層的光照強度明顯低于對照棉田，光照分布基本呈拋物線形狀，即兩邊低中間高，最高點為Ｅ－１７５ｃｍ測點．測定結(jié)果顯示，行東與行西平均光照強度大體相當(dāng)．

（２）棉花冠層光合有效輻射的日變化棉花的光飽和點為１４００～１５００μｍｏｌ•ｍ２／ｓ［４］．將測得的數(shù)據(jù)平均，得到各測點棉花冠層光合有效輻射的日變化，呈現(xiàn)出早晚較低中午較高的趨勢．中午１４∶００～１６∶００各測點棉花冠層的光合有效輻射基本達(dá)１５００～２０００μｍｏｌ•ｍ２／ｓ，超過其光飽和點，能夠滿足棉花進行光合作用的需要．距離棗樹越遠(yuǎn)的棉花光合有效輻射越高，反之則越低，其大小關(guān)系為Ｗ－１６５ｃｍ＞Ｅ－１５５ｃｍ＞Ｗ－１０５ｃｍ＞Ｅ－９５ｃｍ．