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苹果-大豆间作系统细根分布变异及地下竞争

生态学杂志 2019年第2期38卷 459-466页

作者：孙于卜毕华兴段航旗彭瑞东王晶晶北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京市水土保持工程技术研究中心北京100083 林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083 北京林果业生态环境功能提升协同创新中心北京102206

果农间作系统中各组分细根的空间分布决定了其对土壤水分和养分的竞争能力,细根的空间变异反映了间作系统各组分对地下资源的适应性策略,而细根的生态位重叠程度反映了因生态位重叠而产生的竞争关系。以晋西黄土区典型的苹果-大豆间作... 详细信息

果农间作系统中各组分细根的空间分布决定了其对土壤水分和养分的竞争能力,细根的空间变异反映了间作系统各组分对地下资源的适应性策略,而细根的生态位重叠程度反映了因生态位重叠而产生的竞争关系。以晋西黄土区典型的苹果-大豆间作系统为对象,采用分层挖掘法对苹果树和大豆进行根系取样,定量研究间作系统各组分细根的空间分布变异及地下竞争。结果表明:水平方向苹果细根生物量集中分布在距苹果树行0.5～1.3 m区域,而大豆细根生物量随着距苹果树行距离的增大而逐渐增多;苹果细根生物量在20～40 cm土层分布最多,而大豆细根主要分布在0～20 cm的表土耕作层;与单作系统相比,间作抑制了苹果和大豆细根的生长,并促使间作苹果细根向深层土壤移动,间作大豆细根向上层土壤移动;距苹果树行0.5～2.1 m区域大豆的竞争能力强于苹果,且大豆对苹果的竞争作用在0～20 cm土层深度占绝对优势,而苹果对大豆的竞争作用在20～100 cm土层深度占据优势;随着距苹果树行距离的增加,苹果-大豆间作系统的竞争强度逐渐减弱,距苹果树行0.5～1.3 m区域间作系统对地下资源的竞争较为强烈。本研究为苹果-大豆间作系统种间关系调控及可持续经营提供了科学依据。

关键词：果农间作系统细根生物量分布变异地下竞争

晋西黄土区苹果大豆间作系统果树遮阴强度的时空分布

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中国水土保持科学 2019年第2期17卷 60-69页

作者：彭瑞东毕华兴郭孟霞孙于卜段航旗王晶晶北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083 北京林果业生态环境功能提升协同创新中心北京102206 北京水保生态工程咨询有限公司北京100055

农林复合是晋西黄土区重要的水保经济林经营方法,苹果大豆间作系统是其中最常见的一种,定量解析苹果大豆间作系统遮阴强度的时空动态分布特征及其规律,可以为基于光环境的果农间作系统配置模式提供一定的理论基础,为晋西黄土区水土保持... 详细信息

农林复合是晋西黄土区重要的水保经济林经营方法,苹果大豆间作系统是其中最常见的一种,定量解析苹果大豆间作系统遮阴强度的时空动态分布特征及其规律,可以为基于光环境的果农间作系统配置模式提供一定的理论基础,为晋西黄土区水土保持工作与农业可持续发展做出贡献。本研究以晋西黄土区5年生苹果与大豆的间作系统为研究对象,通过定位监测和数学分析相结合的研究方法对间作系统中果树遮阴强度的时空分布及其对大豆的影响进行研究。根据光合有效辐射实测值绘出遮阴强度的单日变化图表和生长期变化图分析出遮阴强度的时空分布规律以及与大豆产量的相关程度。结果表明:1)苹果大豆间作系统内遮阴强度从果树中心位置向四周递减,树行北侧、南侧平均遮阴强度分别为0. 29和0. 22,果树西侧、东侧平均遮阴强度分别为0. 26和0. 24; 2)间作作物在结荚期、开花期及苗期等不同物候期的日平均遮阴强度分别为0. 28、0. 17和0. 14; 3)试验样区大豆生物量和产量分布也表现为从4角果树位置向试验区中心位置递增,果树遮阴强度与大豆的生物量和产量显著负相关且结荚期遮阴强度对产量影响最大。为了有效缓解苹果大豆间作系统的种间光竞争,大豆应集中种植在间作系统的中心区域,同时苹果树行的北侧和西侧的种植量应略小于苹果树行的南侧和东侧的种植量。此外,在大豆的结荚期可以采用铺设反光膜等增加林下光合有效辐射的农艺措施来增加大豆的产量。

关键词：果农间作系统光合有效辐射遮阴强度晋西黄土区

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核桃-大豆间作系统细根分布及地下竞争

生态学杂志 2012年第7期31卷 1612-1616页

作者：许华森云雷毕华兴高路博鲍彪北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

以晋西黄土区核桃-大豆间作系统为研究对象,采用分层挖掘法对核桃-大豆间作系统细根分布特征及地下竞争状况进行研究,旨在为该地区果农间作系统的高效可持续经营提供科学依据。结果表明:核桃细根在垂直方向上主要分布在0～40cm土层内,... 详细信息

以晋西黄土区核桃-大豆间作系统为研究对象,采用分层挖掘法对核桃-大豆间作系统细根分布特征及地下竞争状况进行研究,旨在为该地区果农间作系统的高效可持续经营提供科学依据。结果表明:核桃细根在垂直方向上主要分布在0～40cm土层内,水平方向上55.7%的细根集中分布在距树行0.5～1.5m区域中;间作物大豆的根系在垂直方向上集中分布在0～20cm土层内,水平方向上根干重随距树行距离的增加呈增加趋势;在水平方向上距树行1.0～2.5m的区域是核桃和大豆地下种间竞争主要发生区,其中以1.5～2.0m区域的竞争最为剧烈。

关键词：果农间作系统细根干重种间竞争

果树与农作物间作系统节肢动物群落动态及主要害虫监测

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果树与农作物间作系统节肢动物群落动态及主要害虫监测

作者：李兰新疆农业大学

学位级别：硕士

本文主要针对南疆阿克苏地区果树(核桃、枣)与农作物间作系统节肢动物开展系统的调查,运用群落生态学方法,研究了果园节肢动物群落结构、稳定性、群落多样性及时序动态,摸清了主要害虫的发生规律,并对主要害虫进行相应的防治试验,为南... 详细信息

本文主要针对南疆阿克苏地区果树(核桃、枣)与农作物间作系统节肢动物开展系统的调查,运用群落生态学方法,研究了果园节肢动物群落结构、稳定性、群落多样性及时序动态,摸清了主要害虫的发生规律,并对主要害虫进行相应的防治试验,为南疆地区核桃和枣主要害虫的控制及果园规范化生产提供了理论依据。主要研究结果如下：果园与农作物间作系统节肢动物共有2纲14目72科126种(其中核桃园有2纲13目66科117种;枣园有2纲14目60科109种);就科数、物种数而言,核桃园中,核桃+小麦间作系统的科与物种数最多;枣园中,枣+小麦间作系统的科与物种数最多;核桃园中,全年的害虫优势种主要以核桃黑斑蚜(Chromaphis juglandicola Kaltenbach)为主;枣园中,全年的害虫优势种主要以截形叶螨(Tetranychus truncatus Ehara)为主;不同间作类型果园节肢动物群落优势集中性在不同时段并不一致,核桃园中单一核桃园波动最大,枣园中单一枣园波动最大。核桃园主要害虫之一春尺蠖,在阿克苏市的羽化期为3月5日～27日。雄虫的羽化时间比雌虫早3-5 d。无公害防治试验结果表明：树干直接涂胶比间接涂胶的捕获数量高出6.8倍;树干间接涂胶后的幼虫虫口密度比树干直接涂胶后的幼虫虫口密度高出2.2倍;AciNPV防效高于森得保WP(0.18%阿维菌素·16000Iu/mg苏云金杆菌WP),AciNPV的防治效果达90.74%。核桃园主要害虫之一核桃黑斑蚜,在阿克苏市1a出现3个高峰期,7、8月是其繁殖危害盛期。9种杀虫剂田间防治药效试验结果表明：除20%三氯杀螨醇EC外,其余8种均有效,防效均达96%以上。枣园主要害虫之一枣叶瘿蚊,在阿克苏市1a发生4代,第1代和第2代的发生量最大,药剂防治和黄板诱杀试验结果表明：48%毒死蜱EC效果最好,防效达92.79%;5%吡虫啉EC、25%氰·马EC效果欠佳,防效仅78%;挂黄板效果明显好于不挂黄板。枣园主要害虫之一截形叶螨,在枣树+陆地棉间作系统中,有3个种群增长高峰,而在枣树+长绒棉间作系统中,仅有2个高峰。防治试验结果表明：1.2%苦·烟EC、48%毒死蜱EC效果最好,防效达90%以上;20%螨克EC的防效相对较差。在无公害药剂中,酒精合剂的防效较好,防效达92.76%。

关键词：果农间作系统节肢动物群落结构监测药剂防治

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果树树冠遮阴模型的改进

南京林业大学学报（自然科学版） 2018年第5期42卷 135-140页

作者：王晶晶毕华兴孙于卜段航旗彭瑞东北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京市水土保持工程技术研究中心林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 科技创新服务能力建设-科研基地建设-林果业生态环境功能提升协同创新中心北京102206

【目的】农林复合系统林下太阳辐射作为间作作物光合作用的能量来源,直接影响着间作作物的生态过程和生产力水平。研究果农间作系统内果树的遮阴范围和遮阴强度对果农间作系统配置及间作距离的确定具有重要的意义。【方法】遵循平行光... 详细信息

【目的】农林复合系统林下太阳辐射作为间作作物光合作用的能量来源,直接影响着间作作物的生态过程和生产力水平。研究果农间作系统内果树的遮阴范围和遮阴强度对果农间作系统配置及间作距离的确定具有重要的意义。【方法】遵循平行光线下的相似性原理,将果树按其树体缩小50倍,根据实测苹果树体形状制作不同龄级的苹果树3D模型,利用树体模型在研究区进行了果树遮阴范围的测定试验。将实测得到的树冠遮阴范围与依据太阳高度角和太阳方位角推算出的单株苹果树冠遮阴范围进行对比分析,对树冠遮阴范围表达式各参数进行优化。【结果】通过实测树冠遮阴范围与模型得出的树冠范围的对比分析,结果表明实测图与模型推算图相比,存在偏移和缩小。此现象主要是由于模型推算图仅考虑太阳方位角和太阳高度角对果树遮阴范围的影响,但是,当太阳光线接触果树冠层后会出现偏移未被考虑。因此,对现有的果树遮阴模型进行优化,经优化后的修正方位角和修正高度角推算得出的修正树冠遮阴范围,与实测遮阴范围的重合率均达到94%。【结论】改进后的树冠遮光数学模型能够较准确地模拟实际树冠的遮阴范围。

关键词：果农间作系统果树树冠遮阴范围遮阴模型相似性原理

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乔化稀植苹果树冠投影的理论模型研究

河北农业大学学报 2021年第3期44卷 41-46,95页

作者：许华森孙志梅河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001

农林复合系统光分布决定着该系统的功能和效应,模型是研究该系统光分布的有效手段,但目前仍然缺少能够模拟果农复合系统光照时空尺度分布的模型研究。本研究以黄土高原典型农林复合系统中的苹果树为研究材料,针对自由纺锤形(4年生)和疏... 详细信息

农林复合系统光分布决定着该系统的功能和效应,模型是研究该系统光分布的有效手段,但目前仍然缺少能够模拟果农复合系统光照时空尺度分布的模型研究。本研究以黄土高原典型农林复合系统中的苹果树为研究材料,针对自由纺锤形(4年生)和疏散分层形(6年生)2种冠形的苹果树,推导出了树冠上任一点投影至地面的坐标方程;并将树干投影边界模型分为卵圆形函数、卵圆形方程和圆形方程构成的分段函数、圆形函数3种情况,建立了单株苹果树冠的投影边界模型。在消除半影效应后,4年生和6年生苹果树的阴影边界模拟值与实测值之间的决定系数均大于0.76,树冠投影面积计算值与实测值决定系数均大于0.938,表明该模型可较精确地描述苹果树冠的地面投影。研究结果证明该模型能够用于树冠的林下光照分析,并可在稀植苹果园遮光邻体对林下光照时空分布的进一步研究中发挥作用,为林下太阳辐射强度预测和确定林下作物适宜种植区域提供理论依据。

关键词：果农间作系统冠形树冠投影边界树冠投影面积半影效应

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苹果园不同间作模式对果树水分利用的影响

苹果园不同间作模式对果树水分利用的影响

作者：赵锦江太原理工大学

学位级别：硕士

黄土高原区水资源匮乏,且果园清耕的模式导致了过多的无效蒸发,水分及土地利用率低,限制了当地苹果产业的高质量发展。在蓄水坑集雨果园中引入作物,有利于果树与作物形成生态互补,从而改善果园的蓄水保水性能,提高雨水的利用率,增加果... 详细信息

黄土高原区水资源匮乏,且果园清耕的模式导致了过多的无效蒸发,水分及土地利用率低,限制了当地苹果产业的高质量发展。在蓄水坑集雨果园中引入作物,有利于果树与作物形成生态互补,从而改善果园的蓄水保水性能,提高雨水的利用率,增加果园的经济收益,但果园间作的效果受作物类型及种植密度的影响较大,因此,本研究以矮砧苹果树为试材,选取花生及大豆两种作物,两个种植密度:高密度(8004穴/亩)、低密度(5836穴/亩),以CK(清耕)为对照、设置APH(苹果-高密度花生)、APL(苹果-低密度花生)、ASH(苹果-高密度大豆)、ASL(苹果-低密度大豆)四个处理,通过分析不同间作模式中土壤水分状况、植物根系分布、水分利用来源、耗水规律和蒸散分配特征,并结合果树的生长生理状况以及果园的经济效益,筛选适合黄土高原区雨养果园的合理间作模式。本研究主要结论如下:(1)间作促进了苹果树对非间作区60-180 cm土层土壤水分的利用,60-180 cm土层土壤含水率相比CK降低明显,间作区土壤含水率相比CK也有降低,但各处理间差异较小。整个试验期间,7月份土壤含水率较低,果园全生育期平均土壤含水率各处理间差异不显著(P>0.05),7月份果树与作物的耗水能力较强,雨水已无法满足果树与作物的生长耗水,土壤储水量整体表现为消耗状态。在行间作物的影响下,非间作区域(距树干50 cm处)0-100 cm土层苹果树细根根长密度出现增加,ASL处理增加最多,其次为APL处理,分别比CK高58.24%、44.27%。另外,间作区域(距树干200 cm处)苹果树根系出现下移趋势,而作物根系多集中分布于0-60 cm土层,这表明苹果树与作物存在根系的生态位互补。(2)采用直接推断法和Mix SIAR模型法,分析苹果树与作物的水分利用来源及贡献率发现,苹果树与作物吸水区域虽有重叠,但前者更倾向于利用中深层土壤水,后者则为浅表层土壤水,二者在水分利用上存在互补。对苹果树而言,6月份60-200 cm土层土壤水对苹果树贡献率超过60%,7月份0-60 cm土层土壤水利用幅度有所升高,间作由于促进了苹果树0-100 cm土层根系的分布,并且在蓄水坑集雨作用下,8月份和9月份APL、APH、ASL、ASH处理60-100 cm土壤水的贡献率均高于CK处理;而作物对0-20 cm土层土壤水利用比例范围为40.8%～73.7%。非间作区土壤含水率与苹果树不同层位土壤水贡献率的相关性在9月达到最高,R为0.4108,整体呈现负相关;间作区土壤含水率与作物不同层位土壤水贡献率的相关性同样在9月最高,R为0.5731,整体呈现正相关。(3)间作对间作区的土壤蒸发影响较大,在果实膨大期,各间作处理间作区的土壤累积蒸发量均显著低于CK处理(P间作下苹果树累积蒸腾量低于单作,但ASL处理降低幅度最小,CK处理为210.58 mm,ASL处理仅比CK低0.74%。作物全生育期累积蒸腾量,APH(125.2 mm)>APL(115.12 mm)、ASH(151.59 mm)>ASL(123.99 mm)。新梢旺长期及果实膨大期为苹果树耗水高峰期,二者总耗水量约占全生育期的88%以上,间作条件下苹果树耗水量显著低于单作(P间作处理全生育期总耗水量比CK降低30%以上。作物全生育期总耗水量,APH处理比APL处理高6.13%,ASH处理比ASL处理高12.58%。间作降低了果园整体的土壤蒸发,间作大豆下降低效果更好,低密度种植下降低效果略强于高密度种植。间作提升了果园整体耗水量,间作大豆下果园整体的耗水量更高,高密度种植下耗水量高于低密度种植下耗水量。相比CK处理,各间作处理下E/ET有所减小,且间作大豆条件下E/ET更低,全生育期E/ET表现为CK(53.53%)>APL(42.99%)>APH(41.68%)>ASL(36.53%)>ASH(35.80%)。(4)分析不同间作模式下苹果树及作物生长、产量及WUE发现,间作对苹果树叶片的净光合速率、SPAD、叶面积指数、新梢增长量、产量、及果实品质影响较小,ASL处理与CK处理差异不显著(P>0.05),但间作下WUE高于单作,表现为ASL>APL>APH>ASH>CK。对作物而言,APH处理和APL处理产量及WUE均无显著差异,而ASL处理产量及WUE分别比ASH处理高35.46%、45.82%。ASL、APL处理净收益均大于CK处理,分别比CK高11.38%、0.84%。综上所述,蓄水坑集雨条件下,在果园行间间作低密度大豆(ASL)整体效益最好,研究结果可为黄土高原区果农复合系统推广应用提供科学依据。

关键词：果农间作系统土壤水分根系分布水分来源蒸散分配

晋西苹果＋大豆间作土壤水分分布及其对大豆生长的影响

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中国水土保持科学 2014年第1期12卷 24-28页

作者：廖文超毕华兴赵云杰许华森高路博常译方北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室 100083

果农间作是晋西黄土区农林复合的主要模式之一。采用定位监测方法,以4、6和8年生苹果与大豆间作系统为研究对象,分析其土壤水分空间分布及其对大豆生长的影响。结果表明:1)不同树龄苹果+大豆间作系统在垂直方向上土壤含水量随着土层深... 详细信息

果农间作是晋西黄土区农林复合的主要模式之一。采用定位监测方法,以4、6和8年生苹果与大豆间作系统为研究对象,分析其土壤水分空间分布及其对大豆生长的影响。结果表明:1)不同树龄苹果+大豆间作系统在垂直方向上土壤含水量随着土层深度增加而增高,在水平方向上土壤含水量随着距离果树距离的增大而增高;2)土壤含水量总体表现为8年生间作系统>4年生间作系统>6年生间作系统,8年生间作系统比4年生间作系统高3.13%,比6年生间作系统高10.38%;3)随着树龄的增长,间作大豆平均株高、生物量和产量均逐渐减小,其中8年生间作系统中,大豆生长受影响最严重。随着果树树龄的增长,建议增加果农界面的距离或适时停止复合经营。

关键词：不同树龄果农间作系统土壤水分晋西黄土区