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环塔里木盆地核桃与粮棉间作系统的光环境和根系分布特征研究

王世伟  
【摘要】:采用美国LI-COR公司生产的LAI-2000植物冠层分析仪、美国Portable Photosynthesis Systems公司生产的TPS-2便携式光合仪和加拿大Regent Instrumens公司生产的WinRHIZO根系分析系统,在对环塔里木盆地核桃与粮棉间作系统中的光分布、间作物的光合生理指标以及根系空间分布特征观测的基础上,系统分析了不同株行距和不同树龄的核桃与粮棉间作系统内部的光环境、间作物的光合生理特征以及核桃与间作物根系在空间分布上的交错重叠程度,揭示了核桃与粮棉在间作系统中水、肥、光的竞争关系。得到以下主要研究结果: 受核桃树行遮光的影响,间作系统内的光合有效辐射最大值明显低于单作的农作物系统。光照在核桃与粮棉间作系统间作巷道(Intercropping Laneway)内的分布具有明显的时空变化特征。在水平方向上,日平均光合有效辐射从间作巷道中间向两侧递减,核桃树龄越大,间作巷道内各测点日平均光合有效辐射越低;在时间上,间作巷道中轴线以西测点达到光合有效辐射最大值的时间早于中轴线以东测点。随着核桃树龄的增加,树高的增加和冠幅的扩张,核桃与粮棉间作系统间作物“光合有效辐射时空窗”逐渐减小直至消失。 核桃与粮棉间作系统中,光照在核桃间作巷道内的分布影响间作物叶片的光合速率和蒸腾速率。与对照相比,间作巷道内作物的光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)下降,并且日平均光合速率从间作巷道中间向两侧递减,变化趋势与光合有效辐射在间作巷道内的分布趋于一致,随着树龄的增大,间作巷道内各测点间作棉花与冬小麦日平均光合速率、蒸腾速率和气孔导度(Gs)都在降低,而细胞间CO2浓度(Ci)逐渐升高,表明间作巷道内作物光合作用的限制因素不是CO2浓度,而是光能的供应。 通过对核桃与冬小麦间作系统水平和垂直方向根系空间分布特征的分析,核桃与冬小麦间作系统在距离两侧树干175cm以内的10~60cm的土层是核桃与冬小麦根系的主要竞争区域,其中10~40cm的土层中交错重叠最为严重,是核桃与冬小麦间作水肥竞争比较激烈的区域。核桃与棉花间作系统在距离两侧树干150cm以内的10~60cm的土层是核桃与棉花根系的主要交错重叠区域,其中10~30cm的土层中交错重叠最为严重,是核桃与棉花间作的水肥竞争比较激烈区域。


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