晋西黄土区果农间作系统水肥耦合调控试验研究

The experimental research on the coupling of water and fertilizer regulation will carry out to solve the problem of water and nutrition deficit during growing season in fruit tree-crop intercropping systems in the Loess region of west Shanxi province. The research scheme was designed according to the results in the fields of efficient utilization in agricultural water and land study as well as the interspecies relationship in agroforestry system. The field experiment under the control of different influent factors was designed by the method of orthogonal experimental design. Statistical analysis and model construction will be used to the studies of : (1) the efficient method of water and fertilizer regulation in agroforestry system in the Loess region of west Shanxi province; (2) the effect of different water and fertilizer regulation measurements on the up ground and underground interaction of interspecies in fruit tree-crop intercropping systems as well as the quantitative relationships between them; (3) establish the function of water and fertilizer production based on the theory of interspecies interaction in fruit tree-crop intercropping system. This study is aimed at the achievement of optimum management in water and fertilizer in fruit tree-crop intercropping system and offering reliable theoretical basis and technical guidance in water and land resources utilization in Loess region of west Shanxi province.

目前黄土高原果农间作系统面临着生育期水分与养分亏缺的问题，而对果农间作系统水肥管理的研究还尚少,关键技术参数尚还缺乏,针对此问题进行水肥耦合调控试验研究。本研究结合农业水土资源高效利用以及农林复合种间关系研究领域国内外研究成果设计研究方案，采用正交试验设计的方法设计不同因素影响下的大田试验，通过统计分析和模型构建，重点研究:①适用于该地区的果农间作系统高效水肥调控制度；②不同水肥调控措施下果农间作系统地上与地下部分种间互作的响应规律和定量关系；③构建基于种间互作理论的果农间作系统水肥生产函数,为进一步实现该地区果农间作系统水肥优化管理以及水土资源的高效利用提供理论依据和技术指导。

黄土高原地区生态脆弱，环境恶化问题严重影响着该地区的经济发展和人民生活。农林复合系统对控制黄土高原水土流失、恢复生态平衡和以及提高当地农民经济收入都有重要作用，现已成为晋西黄土区农业经营的主要模式，但在土壤贫瘠，水肥资源有限的晋西黄土地区，果农间作会引起强烈的种间水分和养分竞争，为解决该问题，需在作物生长关键时期进行水肥补给。为了探求适用于晋西黄土区果农间作系统的水肥管理制度，以晋西黄土区典型的苹果×玉米间作系统为研究对象，设置了双因素3水平水肥耦合试验，试验设置灌水量3水平分别为：田间持水量（Fc）的50％、70％和85％，施肥量3水平分别为：70％经验施肥量、100％经验施肥量、130％经验施肥量。结果显示：（1）：灌浆期试验组较对照组土壤含水量最高提高7.6％，成熟期最高可提高：10.9％；试验组较对照组土壤含水量水平分布差异变小；灌溉和施肥对土壤水分的垂直分布影响较大，可显著提高作物生育后期30~60cm土层土壤含水量；（2）不同水肥调控方式对光合指标日变化趋势无明显影响，但水肥补给可提高作物净光合速率（Pn）的峰值，降低作物日水分利用效率（WUE）最大值，多元回归分析结果显示，当灌水量设定为田间持水量85％，施肥量为70％经验施肥量时，作物净光合速率最大，理论值为10.32 μmol∙m-2∙s-1。（3）水肥调控对植物叶绿素含量影响较小，对叶水势影响较大；随着施肥量的增加植物叶水势、叶面积指数及产量均逐渐减小；不同水肥调控措施对叶片生理参数的影响不同。玉米叶绿素随着距树行距离的增加而逐渐递增，不同灌溉水平对距树不同距离处玉米叶水势影响差异较大。当灌水量设定为田间持水量85％，施肥量为70％经验施肥量时，间作系统可获得较高的产量，理论最大值为10133.50 kg•hm-2。本试验得出的适用于晋西黄土区苹果玉米间作系统的水肥管理制度为：灌水量-田间持水量85％，施肥量-70％经验施肥量。本项目结果可为晋西黄土区果农间作系统灌溉和施肥管理提供理论基础和技术支撑。