吳紅敏，楊清培，曾 嬌，熊忠華，劉 勇，肖金香*

(1．江西農業(yè)大學 林學院，江西 南昌 330045;2．江西農業(yè)大學 農學院，江西 南昌 330045)

溫度是柑橘(Citrus reticulata Banco)生長的重要環(huán)境因子之一，它直接影響柑橘的生長發(fā)育。柑橘是熱帶、亞熱帶常綠果樹，性喜溫暖濕潤氣候。大多數(shù)柑橘品種生長的最低溫度為12．5℃，最適溫度變化在24．0～28．0℃，最高為39．0℃左右。柑橘的春芽萌發(fā)一般需要日均溫在10℃以上，夏梢抽發(fā)的適宜溫度為23．0℃，秋梢抽發(fā)的適宜溫度為27．0℃，柑橘花期需要日均溫在17．0℃以上［1］果園生草栽培是保證果樹生產可持續(xù)發(fā)展的有效途徑［2］。果園生草栽培可以調節(jié)果園溫濕度，改善果園小氣候，提高土壤有機質及保水蓄水能力，提升果實品質與產量從而形成平衡的果園生態(tài)系統(tǒng)［3-5］。目前關于生草栽培對梨園［6-8］、桃園［9］、獼猴桃園［10］、蘋果園［11-13］微域環(huán)境已有較多報道，但少有不同生草栽培模式下對柑橘園氣溫，土溫變化，及變化對柑橘產量的影響研究。本研究設立不同生草措施的柑橘園試驗，研究不同生草模式下柑橘園的熱效應，以期為柑橘園土壤管理技術提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

試驗地點為江西省新干縣宏冠綠色農莊有限公司有機柑橘園。地理位置位于115°15′～115°44′E，27°30′～27°58′N，屬典型亞熱帶季風氣候，年平均氣溫 17．5 ℃，年均降水量1 604．5 mm，試驗地土壤為紅壤土。

1．2 試驗材料

試驗材料為栽培品種“宮川”早熟溫州蜜柑(Citrus reticulata)，樹齡6年，平均樹高1．8 m，平均冠幅1．5 m×1．5 m，栽植密度為 4．5 m×2 m，覆蓋度約為 60%。植草種類為黑麥草(Lolium perenne)、藿香薊(Ageratum conyzoides)、香矢車菊(Centaurtea cyanns)、檸檬羅勒(Ocimum americannm)和菊苣(Cichorium intybus)。

1．3 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，間作區(qū)分別是:菊苣區(qū)、黑麥草區(qū)、檸檬羅勒區(qū)、藿香薊區(qū)、香矢車菊區(qū)、裸地區(qū)(對照)，每個處理區(qū)面積為333．5 m2，3次重復。在柑橘樹行間間作的草帶距樹基1 m，每側保留1 m清耕保護帶，清耕區(qū)與其它小區(qū)間隔9 m(兩個柑橘樹間距)。在間作植物生長期進行中耕除草，保持間作區(qū)無其它雜草，其它橘園管理條件均一致。

1．4 觀測方法及樣品采集

觀測方法:觀測時間選擇在2013年4月、7月、11月和2014年2月(代表春、夏、秋、冬)進行柑橘園生草間作氣象要素觀測。觀測項目為氣溫和土溫，觀測高度設置4層:離地20，50，100，150 cm;觀測土壤深度設置5層:0，5，10，15，20 cm。每天06:00—18:00每隔2 h分別對各個間作區(qū)組的氣溫，土溫進行同步測定，觀測數(shù)據(jù)為3次重復，取均值分析。觀測儀器為Kestrel 4000手持氣象站溫濕自計儀和W．E．T土壤3 參數(shù)儀。

果實樣品采集:于10月上中旬果實完熟期在每個處理區(qū)內隨機選擇5株樹，在每株樹的東、西、南、北4個方向各采集2個果實，每個處理共采集40個果實，每個處理3次重復，使用電子天平稱量果實單果重，每個處理小區(qū)果實人工全采摘，以實際稱量結果計算產量。

2 結果與分析

2．1 不同生草間作處理對柑橘園氣溫的影響

2．1．1 氣溫季節(jié)變化特征 表1是6種間作處理的氣溫測定結果，反映出不同生草間作處理不同季節(jié)日均氣溫、最大值和最小值及標準差的變化情況。夏季氣溫最高，秋季高于春季，冬季最低。由表1可知，5種生草間作處理在夏季和秋季氣溫低于裸地對照，具有降低溫度的效應;春季和冬季氣溫高于裸地對照，具有升溫的效應?？梢姴煌纳蓍g作處理對于氣溫有一定的調節(jié)作用。

2．1．2 氣溫日變化特征 圖1反映出不同季節(jié)各生草間作處理氣溫日變化規(guī)律，各生草間作處理在不同季節(jié)的氣溫日變化規(guī)律具有單峰變化特點，均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，最高氣溫出現(xiàn)在14:00左右。

春季(圖1a)黑麥草、香矢車菊和對照氣溫日變化均呈拋物線形狀，2種生草間作處理的溫度大于對照，其中黑麥草＞香矢車菊＞裸地對照。一天中氣溫差異最大時間在12:00—14:00，上午次之，下午最小。各時段的平均氣溫黑麥草比裸地高0．9～3．6℃，日平均氣溫差為2．03℃;香矢車菊比裸地高0．2～2．2℃，日平均溫差為1．1℃。從06:00生草處理升溫的效果逐漸增強，在14:00左右最明顯，16:00之后逐漸減弱。

表1 不同生草間作處理氣溫季節(jié)變化特征值Tab．1 The different grass intercropping treatment characteristics of seasonal air temperature value ℃

圖1 不同間作處理四季氣溫日變化Fig．1 The daily changes in different treatments of air temperature within the four seasons

夏季是作物生長的旺盛時期，夏季(圖1b)各間作處理日平均氣溫隨時間的變化趨勢為菊苣＜檸檬羅勒＜香矢車菊＜藿香薊＜黑麥草＜CK，以對照的日均溫最大，不同的生草間作處理對應的降溫效果也不同。各時段的平均氣溫黑麥草比裸地低0．2～1．1℃，日平均溫差為0．53℃;藿香薊比裸地低0．1～2．3℃，日平均溫差為1．2℃;香矢車菊比裸地低0．4～2．3℃，日平均溫差為1．2℃;檸檬羅勒比裸地低0．2～3．2℃，日平均溫差為1．2℃;菊苣比裸地低0．3～3℃，日平均溫差為1．2℃。生草間作處理在夏季對柑橘園氣溫均有一定的調節(jié)作用，在一定范圍內能降低大氣溫度。

秋季(圖1c)各生草間作處理日變化規(guī)律一致，氣溫變化曲線較緩和?？傮w上看，裸地較其他生草處理氣溫略高。不同生草處理氣溫隨時間變化趨勢由小到大的順序為香矢車菊＜黑麥草＜檸檬羅勒＜菊苣＜藿香薊＜裸地對照。各時段的平均溫度比藿香薊裸地低0．7～1．3℃，日平均溫差為0．51℃;菊苣比裸地低0～2．0℃，日平均溫差為0．64℃;檸檬羅勒比裸地低0．8～2．4℃，日平均溫差為 1．13℃;黑麥草比裸地低 0．5～1．3 ℃，日平均溫差為 1．2 ℃;香矢車菊比裸地低 1．4～2．6 ℃，日平均溫差為 1．44 ℃。秋季各生草間作處理能夠降低柑橘園內的氣溫。

冬季由于其他草種枯死，僅存黑麥草和菊苣2種草。冬季氣溫較低，但從(圖1d)中看出兩種生草間作處理日平均溫度明顯高于對照，其中黑麥草各時段的平均溫度比裸地高0．7～3．1℃，日平均溫差1．94℃;菊苣比裸地高0．7～3．4℃，日平均溫差為1．83℃。在冬季各生草間作處理在低溫條件下能夠升高柑橘園內的氣溫，具有增溫效應。

2．2 不同生草間作處理對柑橘園土溫的影響

2．2．1 土溫季節(jié)變化特征 土溫能夠影響柑橘根系生長。表2為不同生草間作處理不同季節(jié)土溫的相關特征值。各間作處理土溫均表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季，這與氣溫相一致。春夏秋3個季節(jié)各生草間作處理相對于裸地有不同程度的降溫效應，冬季生草間作處理較裸地有增溫效應。

表2 不同生草間作處理土溫季節(jié)變化特征值Tab．2 The different grass intercropping treatment characteristics of seasonal soil temperature value ℃

2．2．2 土溫日變化特征 春季土溫變化與氣溫變化趨勢基本一致，裸地土溫高于黑麥草和香矢車菊間作區(qū)。06:00 3種處理土溫較接近，隨著時間的推移，對照較其他兩種間作處理升溫較快，在14:00左右達到日最高值，隨后3種處理土溫下降，傍晚土溫再次接近。間作處理日平均土溫隨時間的變化趨勢為黑麥草＜香矢車菊＜裸地對照，其中香矢車菊各時段的平均溫度較裸地低0．3～3．8℃，日平均溫差為1．25℃;黑麥草較裸地低0～2．5℃，日平均溫差為1．5℃(圖2a)。

圖2 不同間作處理四季土溫日變化Fig．2 The daily changes in different treatments of soil temperature within the four seasons

夏季，同一時段各生草間作處理土溫低于裸地對照。不同生草處理對土壤溫度降低比例大小依次為黑麥草＞藿香薊＞香矢車菊＞菊苣＞檸檬羅勒，黑麥草各時段的平均溫度較裸地低1．2～4．7℃，日平均溫差為 2．98 ℃;藿香薊較裸地低 0．7～3．1 ℃，日平均溫差為 2．12 ℃;菊苣較裸地低 0．4～2．7 ℃，日平均溫差為 1．81 ℃;香矢車菊較裸地低 0．4～4．1 ℃，日平均溫差為 1．79 ℃，檸檬羅勒較裸地低 0．5～3．3 ℃，日平均溫差為1．34℃。夏季土溫高，生草間作處理可以降低柑橘園土溫(圖2b)。

秋季裸地土溫大體高于其他生草間作處理。土溫變化曲線較夏季更為緩和，不同生草處理對土壤溫度降低比例大小依次為藿香薊＜黑麥草＜香矢車菊＜菊苣＜檸檬羅勒。藿香薊各時段的平均溫度較裸地低0～2．1℃，日平均溫差為0．09℃;黑麥草各時段的平均溫度較裸地低0～1．8℃，日平均溫差為0．18;香矢車菊各時段的平均溫度較裸地低0．3～3．1℃，日平均溫差為0．63℃;菊苣各時段的平均溫度較裸地低1～3．7℃，日平均溫差為1．14℃;檸檬羅勒各時段的平均溫度較裸地低0．4～4．2℃，日平均溫差為1．17℃。秋季和夏季柑橘園生草間作處理均能降低土溫，但秋季降溫幅度不及夏季明顯(圖2c)。

冬季土溫較低，裸地土溫明顯低于生草間作處理，柑橘園冬季植草具有升高土溫的效應，3種處理土溫隨時間變化趨勢依次為裸地對照＜菊苣＜黑麥草。黑麥草各時段的平均溫度比裸地高1～2．2℃，日平均溫差為1．26℃;菊苣各比裸地高0．8～1．1℃，日平均溫差為0．88℃(圖2d)。

2．2．3 土溫垂直變化特征 圖3a為春季3種處理0～20 cm土壤溫度垂直變化分布圖，其中黑麥草土溫最低，香矢車菊次之，裸地最高。從圖中可以看出，3種間作處理土溫從表層到深層呈增-減-緩的趨勢。0～5 cm土層，土溫逐漸升高，5 cm處土溫最高，隨著土層深度的增加，土溫逐漸降低。黑麥草和香矢車菊土溫顯著低于裸地對照(P＜0．05)，而黑麥草與香矢車菊之間無顯著差異(P＞0．05)。

夏季土溫垂直變化特征如圖3b。地表處由于各草的形態(tài)特征及蒸騰作用不同導致土溫的差異，隨著土層深度的增加，各草的根系分布不同，土壤剖面上溫度也不盡相同。土溫變幅最大的為黑麥草處理區(qū)，各間作處理土溫顯著低于裸地(P＜0．05)。其中黑麥草與香矢車菊，檸檬羅勒，菊苣差異極顯著(P＜0．01)，與藿香薊差異顯著(P＜0．05)。藿香薊與檸檬羅勒差異極顯著(P＜0．01)，與香矢車菊，菊苣無顯著差異;香矢車菊與檸檬羅勒，菊苣無顯著差異(P＜0．05)，檸檬羅勒與菊苣之間也無顯著差異。

秋季裸地土溫隨深度的增加呈先減小后增加趨勢，其余各生草處理呈先增加后減少趨勢。土溫隨深度變化變幅較大的為香矢車菊區(qū)，裸地與黑麥草差異顯著(P＜0．05)，與香矢車菊、檸檬羅勒、菊苣差異極顯著(P＜0．01)，與藿香薊無顯著差異。黑麥草與香矢車菊、檸檬羅勒，菊苣差異極顯著(P＜0．01)，與藿香薊無顯著差異。藿香薊與香矢車菊、檸檬羅勒、菊苣差異極顯著(P＜0．01);香矢車菊與檸檬羅勒、菊苣差異極顯著(P＜0．01);而檸檬羅勒與菊苣之間無顯著性差異(P＞0．05)。

冬季裸地土溫隨土壤深度的增加而增加，黑麥草呈先增加后減少趨勢，而菊苣的變化不大。3種處理差異極顯著(P＜0．01)。

圖3 不同生草處理不同季節(jié)平均土溫垂直變化特征Fig．3 The vertical distribution features of the average soil temperature by different grass intercropping treatmentwithin the four seasons

2．3 生草間作處理溫度和產量的相關性分析

柑橘產量是多種性狀協(xié)同作用的結果，分析生草間作對柑橘產量的影響，對于柑橘高產栽培具有重要意義。不同生草間作處理對果實產量的影響見表3，6種間作處理下，單株果數(shù)、單株產量及和總產量表現(xiàn)為:檸檬羅勒＞菊苣＞藿香薊＞黑麥草＞香矢車菊＞裸地對照比較各處理的單株果數(shù)，裸地與香矢車菊差異顯著，與其他4種生草處理差異極顯著;檸檬羅勒與菊苣之間未達顯著水平，而與其他3種處理達到了極顯著水平;菊苣與黑麥草差異不顯著，與藿香薊、香矢車菊、裸地差異極顯著;藿香薊與香矢車菊之間無顯著差異，與黑麥草顯著差異，與裸地之間差異極顯著;黑麥草與香矢車菊差異顯著。

表3 不同生草間作處理對果實產量的影響Tab．3 Effect of different grass intercropping treatments on the fruit yield

分析各處理單株產量，檸檬羅勒與香矢車菊、裸地之間差異極顯著，與其他差異不顯著;菊苣與藿香薊、黑麥草差異不顯著，與香矢車菊差異顯著，與裸地差異極顯著;藿香薊與黑麥草、香矢車菊差異不顯著，與裸地差異顯著;黑麥草、香矢車菊和裸地間差異未達到顯著水平。

對于各處理區(qū)柑橘產量分析，檸檬羅勒、菊苣、藿香薊、黑麥草4個處理區(qū)之間無顯著差異，與香矢車菊、裸地差異極顯著，同時香矢車菊間作處理區(qū)與裸地之間差異達到了極顯著水平。

表4反映了檸檬羅勒間作處理區(qū)的柑橘產量與該區(qū)夏季，秋季氣溫、土溫相關性分析，結果表明:檸檬羅勒夏季、秋季的土溫、氣溫之間有著極顯著的正相關，與柑橘產量(Y)有著顯著正相關。

表4 檸檬羅勒間作處理下柑橘園氣溫、土溫的及產量相關關系Tab．4 Correlations between air temperature、soil tem perature and yield under Ocimum americannm intercropping citrus groves

菊苣間作處理區(qū)的柑橘產量與該區(qū)夏、秋、冬3個季節(jié)的氣溫、土溫相關性分析如表5，從表5中可以得出，菊苣處理區(qū)內的氣溫、土溫之間存在著極顯著的正相關，夏季氣溫(X1)、土溫(X4)和秋季氣溫(X2)、土溫(X5)與柑橘產量(Y)有顯著的正相關。

表5 菊苣間作處理下柑橘園氣溫、土溫的及產量相關關系Tab．5 Correlations between air tem perature、soil tem perature and yield under Cichorium intybus intercropping citrus groves

由表6可知，藿香薊間作處理區(qū)的柑橘產量與該區(qū)夏季，秋季氣溫、土溫相關性分析的結果表明:藿香薊夏季、秋季的土溫、氣溫之間有著極顯著的正相關，與柑橘產量(Y)有著顯著正相關。

表7為黑麥草間作處理區(qū)的柑橘產量與黑麥草四個季節(jié)氣溫、土溫相關性分析的結果，結果表明，各季節(jié)氣溫、土溫之間的達到了極顯著的正相關，春季氣溫(X1)，夏季氣溫(X2)，秋季氣溫(X3)、春季土溫(X5)、夏季土溫(X6)與柑橘產量(Y)之間顯著正相關。

表6 藿香薊間作處理下柑橘園氣溫、土溫的及產量相關關系Tab．6 Correlations between air temperature、soil temperature and yield under Ageratum conyzoides intercropping citrus groves

表7 黑麥草間作處理下柑橘園氣溫、土溫的及產量相關關系Tab．7 Correlations between air temperature、soil temperature and yield under Lolium perenne intercropping citrus groves

表8 香矢車菊間作處理下柑橘園氣溫、土溫的及產量相關關系Tab．8 Correlations between air temperature、soil temperature and yield under Centaurtea cyanns intercropping citrus groves

表8為香矢車菊間作處理區(qū)的柑橘產量與處理區(qū)內春、夏、秋3個季節(jié)氣溫、土溫相關性分析的結果，結果表明，春、夏、秋3個季節(jié)的氣溫、土溫之間有著極顯著的相關性，并且春季氣溫(X1)、夏季氣溫(X2)、春季土溫(X4)、夏季土溫(X5)與柑橘產量(Y)之間有著顯著的正相關。

由表9分析結果可知，對照區(qū)內氣溫土溫之間也存在著極顯著的相關性，其中春季氣溫(X1)，春季土溫(X5)與柑橘產量(Y)之間有著顯著的正相關。

表9 裸地處理下柑橘園氣溫、土溫的及產量相關關系Tab．9 Correlations between air temperature、soil temperature and yield under nudation intercropping citrus groves

3 結論與討論

3．1 結 論

(1)各處理氣溫表現(xiàn)為夏季氣溫最高，秋季高于春季，冬季最低。5種生草間作處理在夏季和秋季氣溫低于裸地對照，具有降低溫度的效應;在春季和冬季氣溫高于裸地對照，具有升溫的效應?？梢姴煌纳蓍g作處理對于氣溫都有一定的調節(jié)作用。

(2)各處理各個季節(jié)的氣溫日變化曲線相似，呈不對稱單峰曲線。春季黑麥草降溫效果最好(0．9～3．6℃);夏季節(jié)菊苣降溫效果最好(0．3～3℃);秋季香矢車菊降溫最好(1．4～2．6℃)，冬季黑麥草升溫效果最佳(0．7～3．1 ℃)。

(3)各間作處理土溫均表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季。春、夏、秋3個季節(jié)各生草間作處理相對于裸地對照有不同程度的降溫效應，冬季生草間作處理較裸地有增溫效應。

(4)各處理各個季節(jié)土溫日變化曲線相似呈倒U型。其中春季以香矢車菊降溫最大(0．3～3．8 ℃)，夏季為黑麥草(1．2～4．7 ℃)最大，秋季為檸檬羅勒(0．4～4．2 ℃)最大，冬季黑麥草增溫最佳(1～2．2 ℃)。

(5)各間作處理各季節(jié)平均土溫垂直變化特呈增-減-緩的趨勢。各個季節(jié)的不同生草處理下的土溫與裸地對照有顯著性差異(除秋季藿香薊處理區(qū)土溫無顯著性差異)。

(6)6種間作處理下，單株果數(shù)、單株產量及和總產量表現(xiàn)為:檸檬羅勒＞菊苣＞藿香薊＞黑麥草＞香矢車菊＞裸地對照。處理各季節(jié)氣溫土溫呈極顯著相關，大多數(shù)生草處理區(qū)氣溫土溫與產量呈正相關。綜合所有間作處理對氣溫、土溫對柑橘園的調節(jié)以及對產量的影響，檸檬羅勒生草處理區(qū)不僅能夠改善柑橘園溫度效應，還能提高柑橘產量，是一種可以在當?shù)卮竺娣e推廣的間作模式。

3．2 討 論

果園小氣候是基于果園植物的生物學特征，群體結構、土壤物理性質及農業(yè)技術措施多方因素共同影響而形成的與大氣候有一定差異的氣候區(qū)。果園生草栽培可以影響果園的植被生產力，生物多樣性，氣象生態(tài)因子等。故研究果園生草栽培模式下對微域環(huán)境的影響具有特殊的意義。

柑橘園間作草種，由于草種的高度，面積草冠結構、栽培密度等影響，導致了垂直分布層上輻射能和熱量的差異化，從而形成了不同間作處理模式下的光、溫、水、氣、風等的小氣候要素的變化。本研究表明生草間作處理使柑橘園溫度因子發(fā)生了較明顯的變化，不同的間作處理對熱效應均有一定的影響，可以看出生草栽培能改善柑橘園小氣候，為柑橘提供有利的生境條件。這與大部分不同生草間作處理果園小氣候效應的研究結果相一致［14-16］。

果園生草后樹體健壯平衡，有機質含量高，提高果品的含糖量，可溶性固形物增加6．8%～18．8%，單果質量提高2．8%～5．4%，而且與清耕地塊比較，在著色、硬度等方面均有改善，同時落果不易受損傷，提高果品商品價值［17］。生草栽培均不同程度提高柑桔果實可溶性固形物和Vc含量，并降低果實可滴定酸含量生草栽培均不同程度提高柑桔果實可溶性固形物和Vc含量，并降低果實可滴定酸含量［18］。與清耕對照相比，種植草種后柑橘坐果率由 1．58%提高到 1．81%，果實產量由 19．8 t/hm2提高到22．4 t/hm2，增產 13．1%;果實可溶性固形物含量由 101．1 g/kg 提高到 108．7 g/kg，果實檸檬酸含量則由11．4 g/kg降至 10．5 g/kg［19］。

雖然生草間作處理對柑橘園小氣候和產量有一定的影響，但這種影響的形成機制是個復雜的科學問題，本研究有一定的局限性，有待進行長期系統(tǒng)研究。柑橘園不同生草間作的土壤水分將另文報道。

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