蔡智才，畢華興,2,3,4,5,6，許華森，王 丹，常譯方，劉京健

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院， 北京 100083； 2.水土保持國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))， 北京 100083； 3.北京市水土保持工程技術(shù)研究中心(北京林業(yè)大學(xué))， 北京 100083； 4.林業(yè)生態(tài)工程教育部工程研究中心(北京林業(yè)大學(xué))， 北京 100083； 5.山西吉縣森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站， 北京 100083； 6.北京林果業(yè)生態(tài)環(huán)境功能提升協(xié)同創(chuàng)新中心， 北京 102206； 7.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院， 北京 100094； 8.吉縣林業(yè)工作站， 山西 臨汾 042200)

農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)能夠有效地協(xié)調(diào)農(nóng)林用地矛盾、提高自然資源利用效率和增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入等。在人口爆炸和農(nóng)林用地矛盾等問(wèn)題不斷嚴(yán)重的背景下，農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)受到了許多國(guó)家和地區(qū)的重視，不斷發(fā)展[1-5]。農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)改變了原來(lái)森林系統(tǒng)或農(nóng)田系統(tǒng)內(nèi)的輻射、熱量和水汽交換等物理基礎(chǔ)，形成了具有自身特點(diǎn)的小氣候效應(yīng)[6]。Silva等[7]對(duì)西班牙大西洋海岸的林草間作系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，與單作系統(tǒng)相比，間作系統(tǒng)內(nèi)光合有效輻射、大氣溫度和季節(jié)性的牧草產(chǎn)量波動(dòng)均變得更??；Tamang等[8]研究美國(guó)佛羅里達(dá)防風(fēng)林+作物間作系統(tǒng)提出，間作系統(tǒng)可以改善小氣候(降低風(fēng)速和增加空氣相對(duì)濕度等)，從而提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的作物產(chǎn)量；Peng等[9]通過(guò)3種林木+大豆(Glycine max)間作系統(tǒng)和大豆單作系統(tǒng)對(duì)比研究指出，相較于單作系統(tǒng)，間作系統(tǒng)的PAR降低了39.9%～57.9%，大氣溫度減少了1.0℃～1.4℃，空氣相對(duì)濕度增加了5.9%～8.0%，大豆產(chǎn)量減產(chǎn)了58.8%～71.8%。小氣候是植物生長(zhǎng)和發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)間作系統(tǒng)小氣候的研究也越來(lái)越多[10-14]。然而，這些研究大多均未消除間作系統(tǒng)內(nèi)林木與作物地下部分的相互影響，以致無(wú)法突顯間作系統(tǒng)的小氣候效應(yīng)。同時(shí)，現(xiàn)有研究基本上只將間作系統(tǒng)的小氣候與單作系統(tǒng)進(jìn)行比較，而很少對(duì)間作系統(tǒng)內(nèi)距樹(shù)行不同距離處的小氣候狀況進(jìn)行分析比較。另外，光合作用作為植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，對(duì)環(huán)境因子變化十分敏感，其反應(yīng)主要表現(xiàn)為凈光合速率大小隨環(huán)境條件不同而發(fā)生變化，因此將果農(nóng)間作系統(tǒng)內(nèi)作物凈光合速率與間作系統(tǒng)小氣候因子結(jié)合研究至關(guān)重要，而目前關(guān)于該方面的研究報(bào)道還顯得非常不足。

本文以晉西黃土區(qū)具有代表性的蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)作為試驗(yàn)對(duì)象，以花生單作系統(tǒng)作為對(duì)照，并在果樹(shù)與作物間設(shè)置根障，以阻斷兩者根系的交叉延生和土壤水分、養(yǎng)分的運(yùn)移；將間作系統(tǒng)內(nèi)每一作物行當(dāng)做一個(gè)整體，分析比較不同作物行的小氣候因子和作物生長(zhǎng)情況，評(píng)價(jià)間作系統(tǒng)各小氣候因子對(duì)花生生長(zhǎng)的影響程度，以期為優(yōu)化果農(nóng)間作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高整體效益和可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地理位置在山西省吉縣，坐標(biāo)為北緯35°53′10″～36°21′02″，東經(jīng)36°21′02″～36°21′02″，是典型的黃土殘塬溝壑區(qū)，屬暖溫帶大陸性氣候。據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳举Y料可知，研究區(qū)多年平均降水量571 mm，主要集中在6—9月，季節(jié)性變化明顯，年平均太陽(yáng)總輻射5 424 MJ·m-2，日照時(shí)數(shù)2 563.8 h，多年平均氣溫9.9℃，日較差11.5℃，大于10℃的積溫3 358℃，無(wú)霜期172 d。土壤類型為黃土母質(zhì)，土層深厚且質(zhì)地均一，較適宜果樹(shù)與作物生長(zhǎng)。果農(nóng)間作系統(tǒng)中的果樹(shù)樹(shù)種以蘋(píng)果為主，截止至2013年，吉縣的蘋(píng)果樹(shù)栽植面積已占該地區(qū)耕地總面積的84.8%；主要農(nóng)作物為花生、玉米(Zea mays)和大豆等。

1.2 材料

在研究區(qū)內(nèi)選擇蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)與花生單作系統(tǒng)(CK)作為試驗(yàn)對(duì)象。蘋(píng)果樹(shù)品種為矮化富士，樹(shù)齡7年，平均株高3.55 m，冠幅半徑1.97 m，地徑8.16 m，株行距為4 m×5 m，樹(shù)行東西走向；花生品種為海花1號(hào)，株行距0.3 m×0.4 m，行向和樹(shù)行方向一致，播種于2015年5月上旬。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)樣區(qū)設(shè)計(jì) 在果農(nóng)間作系統(tǒng)內(nèi)，選擇6棵果樹(shù)作為一個(gè)試驗(yàn)樣區(qū)，設(shè)置3個(gè)重復(fù)。種植作物前，在距離蘋(píng)果樹(shù)行1.0 m處開(kāi)挖一條深1.0 m，寬0.2 m的壕溝，并于壕溝內(nèi)靠樹(shù)側(cè)布設(shè)石棉瓦，以此阻斷土壤水分和養(yǎng)分在果樹(shù)與作物之間的運(yùn)移以及果樹(shù)樹(shù)根和作物根系的交叉，形成根障，作物在距樹(shù)行1.5 m處開(kāi)始播種，作物行由北至南依次編號(hào)為R1～R6，試驗(yàn)樣區(qū)的具體情況如圖1所示。果農(nóng)間作系統(tǒng)和作物單作系統(tǒng)的各項(xiàng)農(nóng)藝管理措施保持一致。

圖1樣區(qū)設(shè)計(jì)示意圖

Fig.1 Sketch of plot design

1.3.2 小氣候因子監(jiān)測(cè) 在花生的開(kāi)花期(7月)和結(jié)莢期(8月)選擇晴朗無(wú)云的天氣進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)測(cè)定。本試驗(yàn)測(cè)定的小氣候因子包括光合有效輻射(PAR)、大氣溫度、空氣相對(duì)濕度和風(fēng)速，其中PAR采用棒狀光合輻射傳感器LI-191SA(美國(guó)，LI-COR公司生產(chǎn))測(cè)定，大氣溫度、空氣相對(duì)濕度和風(fēng)速則采用HOBO-U30便攜式小型自動(dòng)氣象站(美國(guó)，ONSET公司生產(chǎn))進(jìn)行測(cè)定。將傳感器布設(shè)在間作系統(tǒng)內(nèi)的每一作物行，具體情況見(jiàn)圖1。測(cè)定時(shí)間為09∶00—18∶00，測(cè)定間隔為1 h·次-1，每個(gè)物候期重復(fù)3 d取平均值。在作物單作樣地內(nèi)隨機(jī)選擇3個(gè)樣點(diǎn)，對(duì)上述小氣候指標(biāo)采取相同方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。定義相對(duì)某小氣候因子：間作系統(tǒng)內(nèi)某作物行的該小氣候因子日均值/單作系統(tǒng)的該因子日均值×100%。

1.3.3 作物凈光合速率測(cè)定 在測(cè)定小氣候因子的同時(shí)，利用LI-6400XT便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)(美國(guó)，LI-COR公司)對(duì)花生的凈光合速率(Pn)進(jìn)行測(cè)定。從09∶00—18∶00每隔1 h，選取間作系統(tǒng)內(nèi)每一作物行，長(zhǎng)勢(shì)相近、伸展充分且無(wú)病蟲(chóng)害的健康葉片3片進(jìn)行測(cè)定，取平均值。單作系統(tǒng)內(nèi)按“S”形選取5片葉片進(jìn)行相同測(cè)定。

1.3.4 作物產(chǎn)量測(cè)定 在2015年生長(zhǎng)季末，將試驗(yàn)樣區(qū)內(nèi)花生以作物行為單位收取，采集的花生在70℃下烘至恒重，采用精度0.01 g的電子天平稱量，取3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)小區(qū)的平均值?；ㄉ鷨巫飨到y(tǒng)內(nèi)，作物產(chǎn)量的取樣和測(cè)定方法與間作系統(tǒng)相同。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行小氣候日變化

2.1.1 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行光合有效輻射日變化 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)R1受遮蔭影響較大(圖2)，PAR在13∶00前小幅度上升，之后不斷下降；R2的PAR強(qiáng)度在9∶00—11∶00上升明顯，11∶00—13∶00之間小幅度波動(dòng)，之后不斷變?。籖3和R4的PAR強(qiáng)度日變化趨勢(shì)具有相似規(guī)律，表現(xiàn)為典型的“單峰型”，峰值出現(xiàn)在13∶00左右；R5和R6日變化趨勢(shì)一致，只是R5的PAR強(qiáng)度略高于R6，兩者PAR強(qiáng)度在12∶00前起伏不大，之后快速上升，14∶00達(dá)到峰值，之后逐漸下降。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度變化和果樹(shù)樹(shù)蔭移動(dòng)使間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行的PAR日變化表現(xiàn)不同，總體表現(xiàn)為：R1、R2(位于樹(shù)行南側(cè))主要在上午受果樹(shù)遮蔭影響；R3、R4(位于樹(shù)行中間)受果樹(shù)遮蔭影響??；R5、R6(位于樹(shù)行北側(cè))主要在下午受影響。整個(gè)間作系統(tǒng)的PAR相對(duì)指數(shù)為70.78%，不同作物行PAR相對(duì)指數(shù)有所不同，R1～R6的PAR相對(duì)指數(shù)分別為49.39%、67.69%、88.07%、86.77%、70.51%和62.27%，即距樹(shù)行越近的作物行全天PAR強(qiáng)度越小(圖3)。

圖2 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行光合有效輻射日變化

圖3蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行各指標(biāo)相對(duì)指數(shù)雷達(dá)圖

Fig.3 The radar chart of characteristic's relative index of different crop rows inM.pumilaandA.hypogaeaintercropping system

2.1.2 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行大氣溫度日變化 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)所有作物行的氣溫日變化均呈“單峰型”(圖4)，峰值出現(xiàn)在14∶00左右；在09∶00—14∶00之間，隨著氣溫的上升不同作物行之間氣溫的差距不斷增大，14∶00—18∶00隨著氣溫的下降不斷減小。R1～R6的大氣溫度相對(duì)指數(shù)分別為93.98%、94.84%、97.32%、97.27%、93.93%和92.74%，大氣溫度日均值較CK分別下降了1.87℃、1.60℃、0.83℃、0.85℃、1.88℃、2.25℃，即越靠近樹(shù)行氣溫下降越多(圖3)。果農(nóng)間作系統(tǒng)也在一定程度上減小了氣溫日較差，且距樹(shù)行越近，氣溫日較差越小。

圖4蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行大氣溫度日變化

Fig.4 Diurnal variation of temperature of the different crop rows inM.pumilaandA.hypogaeaintercropping system

2.1.3 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行空氣相對(duì)濕度日變化 與大氣溫度日變化趨勢(shì)相反，間作系統(tǒng)所有作物行的空氣相對(duì)濕度日變化均呈“V”型，早晚空氣相對(duì)濕度較高，中午低，最低值出現(xiàn)在14∶00左右(圖5)。間作系統(tǒng)的所有作物行空氣相對(duì)濕度均大于CK，間作系統(tǒng)整體空氣相對(duì)濕度的相對(duì)指數(shù)為118.50%，R1～R6分別為123.72%、120.52%、112.37%、112.36%、119.37%和122.66%，距離樹(shù)行南側(cè)最近的R1的空氣相對(duì)濕度顯著大于距樹(shù)最遠(yuǎn)的R3(P<0.01)；距離樹(shù)行北側(cè)最近的R6也顯著高于R4(P<0.01)；不同作物行表現(xiàn)為距樹(shù)行越近，空氣相對(duì)濕度提升效果越明顯(圖3)。

圖5蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行空氣相對(duì)濕度日變化

Fig.5 Diurnal variation of relativwe humidity of the different crop rows in

M.pumilaandA.hypogaeaintercropping system

2.1.4 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行風(fēng)速日變化 風(fēng)速日變化并沒(méi)有一定的規(guī)律，但是間作系統(tǒng)的風(fēng)速在一天中不同時(shí)刻均不同程度的低于對(duì)照(圖6)。間作系統(tǒng)整體的風(fēng)速相對(duì)指數(shù)為71.88%，R1～R6的風(fēng)速相對(duì)指數(shù)分別為71.02%、70.69%、74.22%、73.99%、70.58%和70.58%(圖3)。方差分析結(jié)果表明，蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)的風(fēng)速顯著低于花生單作系統(tǒng)(P<0.01)。間作系統(tǒng)內(nèi)各作物行之間風(fēng)速并無(wú)顯著差異，僅處于間作系統(tǒng)中間區(qū)域的R3、R4略高于其他作物行。

2.2 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行凈光合速率日變化

間作系統(tǒng)各作物行的凈光合速率日變化趨勢(shì)存在差異(圖7)：CK、R3和R4日變化呈現(xiàn)“雙峰型”，峰值分別為12∶00和15∶00左右，均出現(xiàn)了“午休”現(xiàn)象；R1、R2、R5、R6日變化趨勢(shì)呈“單峰型”，但峰值出現(xiàn)時(shí)刻不同，R1、R2為13∶00左右，而R5、R6則是14∶00前后。R1、R2在13∶00達(dá)到最大值時(shí)，凈光合速率比剛進(jìn)入“午休”的R3、R4略高，之后不斷下降；R5、R6在14∶00處于凈光合速率峰值，高于其他所有作物行，之后也不斷下降。間作系統(tǒng)整體的凈光合速率相對(duì)指數(shù)為77.31%，R1～R6的凈光合速率相對(duì)指數(shù)分別為58.99%、73.85%、90.97%、90.91%、77.57%和71.56%，表現(xiàn)為距樹(shù)行距離越近的作物行，花生凈光合速率越低(圖3)。

圖6蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行風(fēng)速日變化

Fig.6 Diurnal variation of wind speed of the different crop rows inM.pumilaandA.hypogaeaintercropping system

圖7蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行凈光合速率日變化

Fig.7 Diurnal variation of net photosynthetic rates of the different crop rows in

M.pumilaandA.hypogaeaintercropping system

2.3 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行生物學(xué)性狀

間作系統(tǒng)花生的株高明顯低于單作系統(tǒng)(表1)，間作系統(tǒng)整體的平均株高較CK降低了25.61%，其中R1～R6比CK分別降低35.85%、26.62%、16.06%、14.96%、28.27%、31.92%；株高從大到小依次為R4>R3>R2>R5>R6>R1，即作物行距樹(shù)行越近，株高越小。間作系統(tǒng)的產(chǎn)量也明顯低于CK，與CK相比，間作系統(tǒng)整體的平均花生產(chǎn)量減產(chǎn)了39.44%，其中R1～R6的花生產(chǎn)量分別減產(chǎn)了55.08%、40.26%、24.34%、26.63%、38.76%、51.59%。

2.4 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)花生凈光合速率、產(chǎn)量與小氣候因子數(shù)量關(guān)系

2.4.1 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)花生凈光合速率與小氣候因子數(shù)量關(guān)系 間作系統(tǒng)花生凈光合速率(Pn)與光合有效輻射(PAR)、大氣溫度(T)和空氣相對(duì)濕度(RH)均在0.01水平上顯著相關(guān)；而風(fēng)速與Pn的相關(guān)系數(shù)僅為0.212，即兩者并不具有線性相關(guān)性(表2)。

表1 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)不同作物行的生物學(xué)性狀

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note：the different letters of same column indicate significant difference(P<0.05).

為了進(jìn)一步深入了解影響間作系統(tǒng)中花生凈光合速率的主要小氣候因子及其數(shù)量關(guān)系，以凈光合速率為因變量，間作系統(tǒng)內(nèi)光合有效輻射、大氣溫度和相對(duì)濕度為自變量，構(gòu)建花生凈光合速率與小氣候因子的回歸方程如下：

Pn=-26.364+0.00980PAR+0.692T+0.156RH(R2=0.936P<0.01)

(1)

進(jìn)一步將方程標(biāo)準(zhǔn)化：

Pn=0.886PAR+0.292T+0.232RH

(2)

比較式(2)中各小氣候因子前的系數(shù)可知，光合有效輻射對(duì)花生凈光合速率的影響最大，大氣溫度次之，空氣相對(duì)濕度影響最小。定義某一小氣候因子對(duì)花生Pn的貢獻(xiàn)率為該小氣候因子前的系數(shù)占總系數(shù)的百分比，則PAR、大氣溫度和空氣相對(duì)濕度對(duì)花生Pn的貢獻(xiàn)率分別為62.84%、20.71%和16.45%。

2.4.2 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)花生產(chǎn)量與小氣候因子數(shù)量關(guān)系 花生產(chǎn)量(Yield)與光合有效輻射(PAR)、空氣相對(duì)濕度均在0.01水平上顯著相關(guān)，與大氣溫度在0.05水平上顯著相關(guān)，與風(fēng)速不具有線性相關(guān)性(表3)。同樣，以花生產(chǎn)量為因變量，間作系統(tǒng)內(nèi)光合有效輻射、大氣溫度和相對(duì)濕度為自變量，建立以下花生產(chǎn)量與小氣候各因子的回歸方程：

Yield=-7463.795+1.129PAR+124.190T+62.389RH(R2=0.936P=0.19<0.05)

(3)

將方程標(biāo)準(zhǔn)化，得：

Yield=1.382PAR+0.425T+0.777RH

(4)

比較式(4)中各小氣候因子的系數(shù)可知，在對(duì)花生產(chǎn)量的影響程度上，光合有效輻射最大，空氣相對(duì)濕度次之，大氣溫度最小。同樣，定義某小氣候因子對(duì)花生產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為該因子前的系數(shù)占所有因子系數(shù)和的百分比，則3者對(duì)花生產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別是53.48%、30.07%和16.45%。

表2 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)花生凈光合速率與小氣候各因子的相關(guān)系數(shù)

注：*表示在0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平上顯著相關(guān)。

Note：*indicates a significant correlation at the 0.05 level， **indicates a significant correlation at the 0.01 level.

表3 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)花生產(chǎn)量與小氣候各因子的相關(guān)系數(shù)

注：*表示在0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平上顯著相關(guān)。

Note：* indicates a significant correlation at the 0.05 level, ** indicates a significant correlation at the 0.01 level.

3 討 論

果樹(shù)的出現(xiàn)打破了原來(lái)單一的農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)，將原來(lái)作物單作的平面結(jié)構(gòu)變?yōu)閱棠九c作物相結(jié)合的立體結(jié)構(gòu)，塑造了新的小氣候條件。本研究發(fā)現(xiàn)，果樹(shù)在上、作物在下的雙層結(jié)構(gòu)造成果樹(shù)對(duì)作物的存在一定程度遮蔭作用，導(dǎo)致林下光合有效輻射減弱。果樹(shù)樹(shù)冠的遮蔭及葉片的蒸騰作用，致使間作系統(tǒng)的大氣溫度降低，且氣溫日較差也變小了。果樹(shù)的存在，導(dǎo)致間作系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)和蒸騰的水汽會(huì)在空氣中停留較長(zhǎng)時(shí)間，間作系統(tǒng)的空氣相對(duì)濕度有一定程度提高。進(jìn)入間作系統(tǒng)內(nèi)的氣流會(huì)受到果樹(shù)的阻擋和摩擦作用，迫使氣流分散，造成風(fēng)速漸弱[15]。這與許華森等[16]研究結(jié)果相似，即間作果樹(shù)一方面會(huì)對(duì)作物冠層的光合有效輻射產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)；另一方面又對(duì)其他小氣候因子產(chǎn)生正面效應(yīng)，在一定程度上改善小氣候。筆者還發(fā)現(xiàn)，距樹(shù)行不同距離處的作物行小氣候因子表現(xiàn)出差異性，表現(xiàn)為距樹(shù)行越近小氣候效應(yīng)越明顯，這是由于距樹(shù)行越近，受到果樹(shù)的影響程度越深。晁海等[17]對(duì)新疆輪臺(tái)縣杏棉間作系統(tǒng)的小氣候分布特征進(jìn)行研究，也得出類似結(jié)果。

作物的生長(zhǎng)發(fā)育與周圍的小氣候狀況密切相關(guān)，果農(nóng)間作系統(tǒng)小氣候條件的改變會(huì)影響間作作物的生長(zhǎng)。在未超過(guò)作物光飽和點(diǎn)情況下，較高的PAR會(huì)增強(qiáng)作物的凈光合速率(Pn)；大氣溫度升高通常有利于作物進(jìn)行光合作用，積累干物質(zhì)，但是高溫會(huì)在一定程度上損傷作物，抑制光合作用；在較干旱的黃土區(qū)，提高空氣相對(duì)濕度有利于作物的生長(zhǎng)；間作系統(tǒng)能在一定程度上防止風(fēng)力過(guò)大引起的作物倒伏現(xiàn)象。本研究發(fā)現(xiàn)，花生單作系統(tǒng)和間作系統(tǒng)中間位置作物行均出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象；而其他作物行由于果樹(shù)影響，避免了“午休”，但是在一定程度上抑制了作物凈光合速率；間作系統(tǒng)小氣候?qū)ψ魑锷L(zhǎng)發(fā)育的綜合效應(yīng)表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，造成花生凈光合速率和產(chǎn)量降低。這與彭曉邦等[18]對(duì)渭北黃土區(qū)核桃與作物間作系統(tǒng)的研究結(jié)果相似。統(tǒng)計(jì)分析表明，光合有效輻射對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響最大，PAR是作物進(jìn)行光合作用和產(chǎn)量形成的能量來(lái)源，其質(zhì)和量是決定作物Pn和產(chǎn)量的主要因子。

在認(rèn)識(shí)到果農(nóng)間作系統(tǒng)小氣候效應(yīng)對(duì)作物影響的基礎(chǔ)上，如何采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使系統(tǒng)的整體效益最大化，一直是學(xué)者們研究的重點(diǎn)。孫尚偉等[19]提出對(duì)楊樹(shù)玉米復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行修枝處理，可提高林下PAR 39.7%～98.9%，同時(shí)提升玉米產(chǎn)量。因此，合理及時(shí)的修枝能在一定程度上降低間作系統(tǒng)小氣候?qū)ψ魑锏呢?fù)效應(yīng)，建議將蘋(píng)果樹(shù)冠層的修剪工作與花生物候期結(jié)合考慮，從而達(dá)到既不影響果樹(shù)生長(zhǎng)又增加作物產(chǎn)量的目的。包宛鑫[20]通過(guò)研究5種不同株行距的杏與糧棉間作系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，影響間作系統(tǒng)透光性最直接的因素是株行距，表現(xiàn)為株行距越大，透光性越好。本研究中，離樹(shù)行越近的作物行所受影響越大，因此適當(dāng)增加果樹(shù)與作物的間作距離可有效減輕果樹(shù)造成的負(fù)面效應(yīng)。同時(shí)，為了更全面地揭示間作系統(tǒng)的小氣候效應(yīng)，還應(yīng)結(jié)合大氣CO2濃度、土壤表層溫度等進(jìn)行研究，得出更為準(zhǔn)確的結(jié)論。

4 結(jié) 論

1) 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)小氣候效應(yīng)明顯，與花生單作系統(tǒng)相比，間作系統(tǒng)的光合有效輻射明顯減弱，大氣溫度降低，空氣相對(duì)濕度提高，風(fēng)速變小；且距樹(shù)行越近，作物行的這種小氣候效應(yīng)越明顯。

2) 與花生單作系統(tǒng)相比，蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)內(nèi)不同作物行的花生凈光合速率、株高和產(chǎn)量均出現(xiàn)了不同程度的降低，且表現(xiàn)為距樹(shù)行越近，花生所受影響越大。

3) 蘋(píng)果+花生間作系統(tǒng)各小氣候因子對(duì)花生生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響程度不同，對(duì)花生凈光合速率的貢獻(xiàn)率為光合有效輻射最大，大氣溫度次之，空氣相對(duì)濕度最??；對(duì)花生產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為光合有效輻射最大，空氣相對(duì)濕度次之，大氣溫度最小。

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