1、利用简易田间小气候气象站对小气候水平分布特征的研究利用简易田间小气候气象站对小气候水平分布特征的研究摘要：【目的】通过在环塔里木盆地干旱区，对不同枣农间作类型：枣麦问作(3 m4 m，2 m6 m)、枣棉间作(3 mx4 m，2 mx6 m)系统小气候方面的研究，以期完善枣农间作理论，为新疆枣农间作模式的优化及间作物的选择种植提供理论依据。【方法】使用浙江托普仪器的NL-5H简易田间小气候气象站和手持气象站观测光照强度、空气温湿度、风速和风向等气象因子，同时使用wQG15地面温度计观测地温。【结果】不同类型枣农问作系统的光照强度、温度、相对湿度和风速发生了不同程度的变化，同一类型中行间各点小气
2、候水平分布也有区别，其中光照强度变化较大；不同间作类型相比，受光量排列顺序为枣麦问作34(m)26(m)CKl(小麦地)，枣棉问作34(m)26(脚)CK一2(棉花田)；同一问作类型内各点受光丛排列顺序为行东、行西行中对照；4种问作类型下枣树的平均遮阴度分别为10.7、6.7、12.8和9.5；其它小气候因子在不同问作类型间各点问变化也较大。【结论】枣麦问作较枣棉间作共生期短，树冠遮阴时间就短，受光情况较好一些，但总体影响不大。其他小气候因子变化趋势基本一致。关键词：枣麦间作；枣棉间作；小气候；光照强度0 引言【研究意义】枣树是我国的特产果树之一，已有3000年以上的栽培历史。枣农间作是平原地
3、区一种典型的、历史悠久的人工栽培群落，它既是一种典型的生态型立体农业，也是平原绿化体系中的重要组成部分【2J。枣树适应性强，极耐旱、耐盐碱、抗寒，易于栽培管理，现已成为新疆环塔里木盆地绿洲经济带的主要栽培果树之一，也是农民种植果树的首选树种；同时种植粮食作物是新疆优先发展的“四大产业”之一，棉花产业已经成为新疆农业产业化经济发展的“龙头一3I。枣农问作正是为了满足广大农民的迫切需求孕育而生的最佳问作模式之一。环塔里木盆地气候干燥、风沙危害严重，单作农田中常出现干热风和强对流等灾害性天气，而防止其对农作物造成危害的一项重要措施就是进行枣农间作。配置林木有利于调节各生态因子闻的平衡，改善自然环境条
4、件为作物生长创造良好的小气候45。为此。在气候条件恶劣的环塔里木盆地干旱区开展枣农问作模式小气候方面的研究，以期完善枣农间作理论，为新疆枣农间作模式的优化及间作物的选择种植提供理论依据。【前人研究进展】对杏麦间作主要农业气象因素变化有相关研究【6J。目前，枣农问作方面的研究主要是关于华北中原地区枣农闾作技术、机制优化模式以及对农作物生态、产量的影响等【27】。【本研究切入点】目前，对于西北干旱区一新疆环塔里木盆地枣农间作小气候效应的研究未见报道。【拟解决的关键问题】揭示环塔里木盆地干旱区枣农问作系统中光照、空气温湿度、风速等小气候因子的变化情况以及水平分布特征。l材料与方法11研究区概况研究区
5、位于环塔里木盆地干旱区中心地带的阿克苏市，地处E 80。06，N 40。56。地形北高南低，平均海拔1 1038 m。属暖温带干旱气候区，降雨量稀少，蒸发量大，气候干燥。年平均气温10，1月平均气温一8，7月平均气温25。年平均降水量100咖左右。年平均太阳总辐射量“39258994彬cm2，年日照2 8552 967 h，无霜期长达205219 d；风沙浮尘天气较多，主要集中在春季和夏季。春季升温快而不稳，秋季降温快。12材料试验位于依干其乡农田林网内，枣树以灰枣为主栽品种，株行距26(m)、3 x 4(m)，南北向栽植。时龄4和5 a，平均树高246和230 m，枝下高5328和5246
6、cm，地径425和444 cm，冠幅1791，l和1617(m)，理论株数55株667 m2，间作小麦品种为邯郸5316，棉花品种为中棉所43号。NL-5H简易田间小气候气象站。简易田间小气候气象站可实时采集空气中温度、湿度、光照强度、风速风向、降雨量等农业环境参数。广泛应用于气象、设施农业、林业、园艺、畜牧业等领域，实现对设施农业综合生态信息自动监控、对环境进行自动控制和智能化管理。基本功能1、农林小气候信息采集系统与计算机联接后，实现区域性气象数据的整点自动采集、处理和储存,具有数据屏幕显示，同时可将小气候数据导出到Excel进行编辑，按需要生成图表。2、自动采集各种参数数据，通过接口可以
7、将数据通过软件下载到计算机中。3、 主机大屏幕中文液晶显示，薄膜式按键，可实时显示采样日期和时间、组数、温度、湿度、光照强度、风速风向、降雨量等参数，仪器小巧美观，应用方便。4、用户自行设定，可按要求关闭不需要的参数通道。5、可扩展性强：系统程序采用模块化结构，方便功能扩展或屏蔽。6、 数据保存功能强大，最大可储存120000条数据，即可在主机上查看数据，也可导入计算机。上位机软件功能1、 显示每种参数过程曲线趋势，最大值、最小值、平均值显示查看，放大，缩小功能，清晰明朗。2、具有设置超限区域着色功能，显示更直观，为客户带来更多便捷。3、 可将存储记录的数据以EXCEL格式备份保存，方便以后调
8、用。4、每种参数的报表、曲线图均可选择时段查询查看，并可通过计算机打印。5、曲线坐标均可自行设置和移动，分析历史走向更清晰、时间把握更明朗。技术参数1、测试时间：2秒2、 记录容量：120000条数据（两参数即为60000组，三参数即为40000组，四参数即为30000组，以此类推）3、记录时间间隔：1分99小时连续可调4、通讯接口：RS-485、USB接口。13方法20082009年，分别选择枣麦、枣棉间作地作为试验地，在枣麦、枣棉共生期间(小麦46月，棉花49月)，采取固定观测和同步移动观测相结合测量田间微气候变化，使用浙江托普仪器的NL-5H简易田间小气候气象站和Ks4000手持气象站观
9、测光照强度、空气温湿度、风速和风向等气象因子，按照农田气象观测规范8】测定并记录：选择一定的天气条件(晴天、阴天)连续观测3 d，每天在08：0020：00进行，每隔l h测定1次，观测高度为15 m和作物冠层。地温采用河北衡水生产的wQG一15地面温度计测量，方法和观测时间与观测气象指标相同。问作田中垂直于树行设3个观测点，分别设置在南北走向问作行内，称为行东，行中，行西。其中行中为间作行的中线位置上，行东和行西为东西两边树行到行中的中线位置上。分别设对照地麦田(cK一1)和棉田(cK一2)，问作地与对照地土壤特性、水肥管理方法及所种小麦、棉花品种均一致，在地块中央设置一个具有代表性的位置作
10、观测点。2结果与分析21 枣农问作对作物光照强度的影响211枣农问作系统内不同时间的光照分布对观测光照强度的数据进行平均值处理。从时间上看，相同树龄的枣麦、枣棉间作田内行平均光照强度分布大体呈抛物线形状，l d之内各测点的受光量最小值均出现在08：00和20：00，最高值大都出现在12：oo16：oo时段。观测中发现，多云或昙天测得的数据结果会出现多峰曲线，而晴朗的天气测得的数据结果则趋近单峰曲线。从空间上看，受太阳方位角的影响，行东、行西测点光照分布基本呈对称状，行东测点上午受光量较少，行西测点下午受光量较小，光照强度大体相当，行中测点受光量与对照最为接近，各点截获的光量依次为行东、行西测点
11、行中测点CK，这与晁海5】对杏棉间作系统以及袁玉欣9】对杨粮间作系统的光能水平分布研究结果较为相似。两种问作模式中果树栽培密度不同，使得各系统光能分布受到了不同程度的影响。其中34(m)株行距的各点与对照相比差异更明显，说明受遮阴程度比26(m)株行距更严重，其中枣棉间作的遮阴程度略大于枣麦闯作，原因是枣与棉花的共生期比小麦的共生期时间长。图l，图2212枣农间作系统内光照强度的水平分布研究表明，由于太阳方位角在l d中随着时间变化而变化，同一问作类型间作区的行东、行西两侧光照分布基本呈对称状。在枣树的遮阴下，行西上午受光多于行东，行东下午受光多于行西，总体辐射强度基本相当，同时行中的平均受光
12、量均大于行东、行西。各间作类型行中测点受光量与对照CK的较为接近，各点截获的光量依次为行东、行西行中对照CK。不同间作类型相比，枣麦间作受光量顺序为34(m)26(m)cKl，枣棉间作受光量为34(m)26(m)CK一2。可知在间作类型中枣树的株行距效应明显，行距越大对间作区的受光影响越小，反之亦然。表1213 不同间作系统内光照强度的比较分析枣麦间作34(m)，26(m)和枣棉间作34(m)，26(m)间作类型中光照强度分别占对照的893。933和872，905。各类型不同测点枣树遮阴度不同，枣麦间作34(m)的遮阴度在41一145，平均遮阴度(加权)为107；枣麦间作2 x 6(m)的遮阴
13、度在3588，平均遮阴度为67；枣棉问作34(m)的遮阴度在62一167，平均遮阴度为12。8；枣棉间作26(m)的遮阴度在52124，平均遮阴度为95。在枣麦间作的两种密度中，34(m)的平均遮阴度要比26(m)高4O；在枣棉间作的两个密度中，3 x 4(m)的平均遮阴度要比26(m)高33，这主要是株行距不同产生的效应。行距越小受林木遮阴严重部分所占比例越大，遮阴度就会有所增加。由此可见，林木间作配置中行距对光照分布影响要明显大于株距的影响uo|。同时，在34(m)和26(m)两种密度中，枣棉间作平均遮阴度分别大于枣麦问作21和28，这与枣棉问作共生期长有密切关系。22小气候因子对不同间作
14、模式的影响对不同枣农间作模式的小气候因子观测试验数据进行平均值处理。结果表明，枣农间作使间作条田小气候因子发生了比较明显变化，其中间作田的气温、地表温度和风速明显降低，空气相对湿度提高。在34(m)、26(m)两种间作密度中，枣麦问作、枣棉间作平均气温分别比对照降低19、14、21和16，平均地表温度分别比对照降低4O、28、44和38，平均风速分别比对照降低286、429、455和455，平均空气相对湿度分别比对照提高86、75、92和37。可见枣农间作能够改善农田的小气候环境，在一定程度上有防风降温增湿作用。可有效防止春夏两季干热风的发生。表23 讨论31研究结论与杏棉间作系统小气候研究5
15、】结果基本一致。但试验中的不同间作物对田间小气候因子的变化也有一定的影响。如：枣麦间作较枣棉间作共生期短，树冠遮阴时间就短，受光情况较好一些，但总体影响不大。同时，在枣农间作系统中，枣树的株行距对间作物的遮阴度有较大影响，可能导致影响农作物的产量。因此，从间作物受光情况考虑，随着树龄增长，冠幅不断增大，造成问作区的遮阴度持续增大，对农作物的影响也会进一步加大【9-10】。32对于单作农田与复杂的农林间作复合系统相比，光照强度的分布不均可能成为影响问作物产量的主要原因之一。同时，还可能与农作物和枣树之间其它方面生态因子的竞争有关n-1引。因此，对于枣农间作合理间作模式的探讨有待于进一步研究。4结
16、论41枣农间作系统小气候水平分布特征总体表现为：系统内平均光照强度低于对照，平均气温、平均地表温度和平均风速都有所降低，平均空气相对湿度有所升高。不同间作类型的小气候水平分布特征不同，对于4、5年生的枣树，在34(m)、26(m)两种密度中，平均光照强度、平均气温、平均地表温度、平均风速表现为：枣麦间作系统34(m)26(m)CKl，枣棉间作系统34(m)26(m)行东、行西；温度、地表温度、风速和空气相对湿度也表现出不同程度的差异，但差异较小。参考文献：【l】曲泽ifII，王永慧中国果树志(枣卷)M北京：中国林业出版社，19932】同金霞，李新岗窭春蕊等枣粮问作的生态影响及效益分析【J西北林学院学报。2003。18(1)：899I3】姚源松新疆棉花高产优质高效理论与实践【M乌鲁木齐：新疆科技出版社，2004：8一114】汪殿蓓，陈飞鹏我国农林复合系统的实践与发展优势J农业现代化研究，2002，11(6)：49【5晁海杏棉问作系统小气候水平分布特征研究J】新疆农业大学学报，200730(1)：35396陈兴武雷钧杰。赵奇，等杏麦问作复合群体内主要农业气象因索变化特点初探J新疆农业科学2007，“(6)：775778
