左繼林 周文才 孫 穎 黃建建

(江西省林業(yè)科學院，江西 南昌 330013)

間作是現(xiàn)代林下經(jīng)濟發(fā)展的重要模式[1]。合理的林農(nóng)間作模式，可避免因林地空閑期過長而浪費的土地資源，可調(diào)節(jié)林地的小氣候，改善土壤環(huán)境，優(yōu)化林地的空間結(jié)構(gòu)[2]。理論與實踐表明，油茶在其幼林期，通過種類配置、栽培季節(jié)、方法、密度與撫育管理等技術(shù)措施間種經(jīng)濟作物，不僅可以充分利用光能，而且通過分布在土壤不同深淺的根系，能吸收土壤不同深度的養(yǎng)分，達到充分利用林地而獲得多種收益的目的[3]。

目前，開展油茶 (Camelliaoleifera) 林間種的研究作物主要有花生 (Arachishypogaea)、大豆 (Glycinemax)、綠豆 (Phaseolusradiatus)、白灰毛豆 (Tephrosiacandida)、紫薯 (Solanumtuberdsm)、魚腥草 (Houttuyniacordata)、草珊瑚 (Sarcandraglabra)、平臥菊三七 (Gynuraprocumbens)、油桐 (Aleuritesfordii) 等，且研究方向多集中于對油茶生長、土壤養(yǎng)分及短期經(jīng)濟效益等的研究[4-12]，而對油茶林間種后小氣候影響的研究相對較少[13-16]。本研究監(jiān)測了油茶幼林間種紫薯、蕎頭 (AlliumChinese) 后林地秋季小氣候因子的變化，分析間作作物對林地氣象生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié)效應(yīng)，為了解和改善油茶幼林小氣候環(huán)境，對充分利用間作條件形成的小氣候資源，克服不利的純林生境影響具有重要的實踐意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省信豐縣嘉定鎮(zhèn)龍舌村 (115°2′20″ E， 25°21′7″ N)，為江西省林業(yè)科學院贛無系列油茶良種示范林基地，地勢較平緩，海拔179～196 m，坡度15°～20°，土壤為第四紀網(wǎng)紋層母質(zhì)發(fā)育的酸性紅壤，土層厚度100 cm以上，pH值5.4，平均有機質(zhì)含量3.17%，總氮0.59%、速效氮46.83 ppm、全鉀1.16%、速效鉀107.55 ppm，全磷0.09%、速效磷83.33 ppm。氣候?qū)僦衼啛釒Ъ撅L潮濕天氣，四季變化分明，春秋短夏冬長。夏季高溫干旱，年平均日照1 697.4 h，年均氣溫19.2 ℃；年降水量1 500～1 600 mm，無霜期280 d。2015年春季用贛無系列油茶良種2年生裸根苗造林，株行距2 m × 3 m，常規(guī)撫育管理。

1.2 試驗設(shè)計

2016年8月上旬在試驗地進行間作試驗，在油茶行間種植紫薯、蕎頭2種作物，間種的株行距均為0.15 m × 0.2 m，同時設(shè)置清耕 (對照) 區(qū)，小區(qū)隨機排列，3次重復(fù)，共9個小區(qū)，試驗小區(qū)面積約333.4 m2，各小區(qū)間隔10 m，間種植物覆蓋率為70%以上。間作物帶距油茶樹蔸60 cm以上，間作前對林地進行清理與施基肥。

1.3 觀測方法

觀測時間為2016年10月6—31日，進行油茶林地間作氣象要素觀測的具體時段為凌晨 (0:00—6:00)、上午 (6:00—11:00)、中午 (11:00—13:00)、下午 (13:00—16:00)、傍晚 (16:00—18:00)、晚上 (18:00—24:00)。觀測項目為林地空氣溫度、空氣相對濕度、光照強度與露點，觀測高度為離地20 cm以內(nèi)。對各個間作區(qū)組的觀測項目進行同步測定，觀測數(shù)據(jù)抽取10月上、中、下旬各旬1日晴好天氣分析。觀測儀器為美國HOBO U12溫度/濕度/光照/外部數(shù)據(jù)記錄儀。

1.4 分析方法

數(shù)據(jù)處理和作圖采用Microsoft Excel 2007進行，相關(guān)統(tǒng)計分析采用DPS 7.55等進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間作作物下油茶林地空氣溫度變化

氣溫是隨太陽輻射的變化而變化的，但不同間作植物對太陽輻射有不同的影響，間作物可以影響林地不同季節(jié)的局域生長環(huán)境。10月份林地溫度能影響幼林油茶秋梢的生長，普通油茶10月份盛花期的平均氣溫也要求在14～20 ℃[15]。林地空氣溫度的變動是由于太陽輻射強度隨時間而漸變，但不同的間作物對油茶林的太陽輻射吸收與利用情況不同，不同間作作物下油茶林地空氣溫度變化結(jié)果見圖1。

從全日各時段分析，10月上旬 (圖1a) 間種蕎頭與紫薯的氣溫均在中午較對照降低氣溫幅度最大，分別比對照低7.624%與10.345%，與對照相比差異顯著 (P< 0.05)；在凌晨與晚上時段降溫效果最差。中旬 (圖1b) 與下旬 (圖1c) 間種蕎頭與紫薯的氣溫，在中午和下午時段較對照增加幅度最大，其中中旬的中午增加程度比下旬下午更大，分別比對照提高45.42%與49.15%，其最大差值達9.75 ℃。

從全月各旬分析 (圖1d)，與對照相比間作蕎頭與紫薯的林分10月上旬的日平均氣溫均比對照低，蕎頭與紫薯日均氣溫分別比對照降低2.41%與5.66%。中旬與下旬2間種作物的林地日平均氣溫及日變化幅度均比對照高，中旬增加的程度比下旬更大，中、下旬蕎頭林地較對照分別升高1.74 ℃與1.65 ℃，而紫薯林地分別升高了1.94 ℃與1.06 ℃。

綜上所述，10月調(diào)節(jié)林間空氣溫度能力大小的作物排序為：蕎頭 > 紫薯 > 清耕 (對照)，這表明秋季間作的作物在一定范圍內(nèi)能調(diào)節(jié)林間全日某時段內(nèi)的空氣溫度，有利于油茶幼林秋梢的生長。

2.2 不同間作作物下油茶林分空氣相對濕度變化

空氣相對濕度直接影響到植物的生長發(fā)育與病害的發(fā)生，林地濕度過大易引發(fā)林木病害的發(fā)生。油茶生長的最適空氣相對濕度一般在80%～90%[16]，油茶林分地被物的種類可影響林間的空氣相對濕度。通常凌晨的大氣相對濕度高，上午開始相對濕度降低，到下午或傍晚后逐漸升高，主要是太陽輻射能量的多少所致，輻射增強則濕度減小。不同間作作物下油茶林分空氣相對濕度變化結(jié)果見圖2。

圖1不同間作作物下油茶林地空氣溫度變化
Fig.1 Changes of air temperature in different intercropping inC.oleiferaplantation

圖2不同間作下空氣相對濕度變化
Fig.2 Changes of relative humidity in different intercropping

從全日各時段分析，10月上旬 (圖2a) 油茶林間種紫薯與蕎頭各時段均可增加空氣相對濕度，其中中午和下午時段增濕幅度最大，中午紫薯與蕎頭比對照分別提高39.82%與41.91%，下午紫薯與蕎頭比對照分別提高33.05%與35.72%，且各時段空氣濕度變化較對照穩(wěn)定，紫薯、蕎頭和對照的變異系數(shù)分別為8.57%、9.72%與18.0%。而在中旬 (圖2b)、下旬 (圖2c) 2種間種整體均表現(xiàn)為降低日均空氣濕度，且下旬降幅大于中旬。下旬的蕎頭在凌晨、下午時段比對照分別降低41.88%、21.86%，均差異顯著 (P< 0.05)，而紫薯在下午與傍晚比對照各降低20.22%、18.75%，且均與對照差異顯著 (P< 0.05)。

從全月各旬分析 (圖2d)，上旬油茶林間種作物林間日均空氣濕度增加，紫薯與蕎頭的分別比對照增加19.79%、21.31%，且增濕效應(yīng)與對照相比差異顯著 (P< 0.05)。中旬到下旬，油茶林間間種紫薯與蕎頭的相對濕度不斷降低，下旬降低幅度更大，下旬紫薯與蕎頭處理下的日平均空氣相對濕度各比對照的降低14.35%、19.07%，且下旬兩作物林間相對濕度均與對照的差異顯著 (P< 0.05)。

綜上所述，調(diào)節(jié)林間空氣濕度能力大小的作物排序為：蕎頭 > 紫薯 > 清耕 (對照)，表明間作在一定程度上能調(diào)節(jié)秋季油茶幼林的空氣相對濕度，在中旬與下旬期間避免空氣濕度過大而誘發(fā)林間病菌 (軟腐病、炭疽病、根腐病)，有利油茶幼林期的生長。

2.3 不同間作作物下油茶林光照強度變化

在植物進行生產(chǎn)的基本能源和生長過程中，光照強度是影響植物光合作用的重要因素，它不但影響著植物的生長發(fā)育，也關(guān)系到其產(chǎn)量的高低以及品質(zhì)的好壞[17]。在實際生產(chǎn)中，間種作物種類與栽植密度是影響光照強度分配的決定因素。間作的作物栽植密度越大，則光照強度越小，透光率越少；反之，栽植密度越稀，光照強度和透光率越高。不同間作作物下油茶林光照強度變化結(jié)果見圖3。

圖3不同間作下光照強度變化
Fig.3 Changes of illumination intensity in different intercropping

從全日各時段分析，10月上旬 (圖3a) 油茶林分間種蕎頭與紫薯的空氣日平均光照強度均低于對照，其中中午與下午時段降低效應(yīng)最大，中午時段間種蕎頭與紫薯比對照分別降低了50.31%與74.21%，下午時段分別降低了63.91%與78.32%，與對照差異顯著 (P< 0.05)。在中旬 (圖3b)，間種作物的林地光照強度在上午與中午時段增強，與對照相比差異顯著 (P< 0.05)；而在下旬 (圖3c)，中午與下午時段間物種作物的林地光照強度表現(xiàn)為顯著增強。

從全月各旬分析 (圖3d)，10月上、中、下旬對照油茶林日平均光照強度明顯減弱，而間種作物的光照強度逐漸增強，上旬間種蕎頭與紫薯的光照強度分比對照降低了57.62%與75.04%，與對照差異顯著 (P< 0.05)。中旬蕎頭與紫薯的光照強度分是對照的1.15倍、0.93倍，下旬3種處理差異不顯著。

綜上所述，調(diào)節(jié)林間光照強度能力大小的作物排序為：紫薯 > 蕎頭 > 清耕 (對照)，表明間作在一定程度上能調(diào)節(jié)秋季油茶幼林的光照強度，促進油茶的生長。

2.4 不同間作作物下油茶林露點變化

露點溫度是林地環(huán)境中非常重要的氣象要素之一，是預(yù)報霜凍發(fā)生的重要參考指標[18]；露點與林地空氣濕度有密切關(guān)系，露點高低反映了當時大氣中的水汽含量狀況，水汽含量越高其露點溫度越高。不同間作作物下油茶林露點變化結(jié)果見圖4。

圖4不同間作下露點變化
Fig.4 Changes of dew point in different intercropping

從全日各時段分析，10月上旬 (圖4a) 油茶林間種紫薯與蕎頭各時段均可提高露點，兩者均表現(xiàn)為中午、下午時段增幅最大，中午紫薯與蕎頭比對照分別提高19.08%與13.57%，下午蕎頭與紫薯比對照分別提高18.81%與12.94%，各時段的蕎頭、紫薯與對照均差異顯著 (P< 0.05)。在中旬 (圖4b) 間種2種作物后油茶幼林露點與對照相比均表現(xiàn)為凌晨與晚上顯著降低，上午、中午、下午時段露點顯著提高，其中中午時段露點增加程度最大，蕎頭比對照提高19.332%，紫薯的提高19.785%，均與對照差異顯著 (P< 0.05)。下旬 (圖4c) 間種2種作物后露點凌晨、上午及晚上比對照降低，間種蕎頭的凌晨比對照降低29.92%，間種紫薯的上午比對照降低16.99%；增幅最大的為下午，蕎頭、紫薯比對照分別提高8.08%與8.46%。從全月各旬分析 (圖4d)，上旬間作處理提高了林內(nèi)日平均露點，紫薯、蕎頭的林地空氣日平均露點分別比對照高15.08%與9.52%，與對照差異顯著 (P< 0.05)。中旬各處理的露點差異不顯著，下旬間作處理的露點降低，間種蕎頭與紫薯林地露點分別比對照降低7.26%與5.38%，與對照差異顯著 (P< 0.05)。

綜上所述，調(diào)節(jié)林間露點能力大小的作物排序為：蕎頭 > 紫薯 > 清耕 (對照)，因此間作能調(diào)節(jié)秋季油茶幼林的林地露點，有利于油茶的生長。

3 結(jié)論與討論

間作作物能不同程度的調(diào)控與改善油茶林秋季的空氣溫度、相對濕度、光照強度與露點氣象因子，為幼林的生長提供良好的生長環(huán)境。農(nóng)林間作系統(tǒng)能降低油茶林內(nèi)近地層溫度、增加林內(nèi)空氣濕度、減小日較差，可以有效緩解不良氣候條件對植物生長發(fā)育造成的影響[19-20]。秋季溫度是油茶生長的重要環(huán)境因子之一，它直接影響幼林油茶秋梢的生長發(fā)育。本研究中間作處理對油茶林間氣溫具有一定的調(diào)節(jié)作用，這與前人在油茶及果樹上的相關(guān)研究結(jié)果一致[16,21]，2種間作作物可調(diào)節(jié)10月林間日平均氣溫0.65～1.34 ℃，明顯低于夏季間作調(diào)節(jié)油茶林間的日均空氣溫度 (3～20 ℃)[22]，其原因可能是秋季氣溫較夏季低，林間氣溫變幅也不如夏季明顯。

大氣濕度與作物生長量有著極顯著的正相關(guān)關(guān)系[23]。間種作物處理空氣相對濕度的日變化，在趨勢上與氣溫變化相反，日間形成低谷，與吳紅敏[24]研究發(fā)現(xiàn)柑橘 (Citrusreticulata) 園套種生草的秋季林間空氣濕度現(xiàn)象一致。間作紫薯與蕎頭能提高上旬林間的日平均空氣相對濕度，而中旬、下旬又能降低油茶林間的過高相對濕度，可能是由于油茶間作環(huán)境中，間作作物初始密度大，總蒸散量大，而間作區(qū)內(nèi)湍流交換較弱，作物蒸騰出的水汽和地面蒸汽不容易逸散。因此，上旬間作條件下的空氣相對濕度顯著大于對照[24]；中旬與下旬，間作物間由于競爭死亡而密度降低，地面覆蓋稀疏，間作區(qū)內(nèi)湍流增強，間作植物蒸騰與地面水汽較易擴散，空氣相對濕度降低。

光照資源影響植物正常的生長發(fā)育，是植物進行生產(chǎn)的基本能源和生長過程中必不可少的因子[25]。本試驗表明油茶幼林2種間作作物都能不同程度降低林間日平均光照強度，間作能改善林內(nèi)光照強度，有利油茶幼林期的秋梢生長，這與騰維超等[2]、高偉[17]研究油茶 + 農(nóng)作物間作模式時得出的結(jié)論類似。

露點是空氣中水蒸汽變?yōu)槁吨闀r的溫度，林地空氣水汽壓強越大，空氣含濕量越高，露點溫度越高[18,26]；因此，間作作物也能調(diào)節(jié)秋季油茶幼林林地相對濕度與露點。本研究中10月上旬至下旬，晝夜溫差增大，林地濕度逐漸增加，露點提高，但通過間種蕎頭與紫薯油茶林地中旬開始露點降低，下旬的露點比對照分別降低7.26%、5.38%。

本試驗中油茶2種間作作物對林地小氣象因子影響各不相同，這是由于不同間作作物具有各自生長特性，植株的高度、葉面積、形態(tài)結(jié)構(gòu)及栽培密度等均可導(dǎo)致近地面空間的垂直分布層上輻射能和熱量的差異，從而形成了不同間作措施下的光、溫、水、氣、風等小氣候要素的變化，從而影響微域氣候，形成特有的小氣候特征。試驗中作物對林間空氣溫度、空氣相對濕度及露點的調(diào)節(jié)能力均表現(xiàn)為蕎頭 > 紫薯，而對光照強度的調(diào)節(jié)則為紫薯 > 蕎頭；原因可能在于蕎頭種植密度大，生長茂盛，叢生葉且株高高于紫薯，林地空間形成空隙小的原因，因而在調(diào)控空氣溫度、空氣相對濕度與露點方面優(yōu)于紫薯；紫薯由于匍匐莖性能，葉片能快速覆蓋地表，并且隨著生長，葉片增加或枯亡而在地面形成不同覆蓋層，因而相比蕎頭更能有效地調(diào)節(jié)間作區(qū)域的光照強度。由于本試驗僅對2種作物及1個月份的林分日變化定位監(jiān)測，存在著不足與局限性，可靠的規(guī)律性研究結(jié)果還有待驗證。

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