徐 鵬，陳國棟，吳全忠，翟云龍，馮福學(xué)，李 玲，萬素梅，王沛娟

(1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所 塔里木大學(xué)棉花科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

棗棉間作系統(tǒng)是一種集約化利用土地資源的農(nóng)林間作復(fù)合系統(tǒng)[1-3]。這種整合方式通過充分利用土地資源，增加間作系統(tǒng)作物多樣性，實現(xiàn)果樹和棉花的經(jīng)濟效益最大化[4]。新疆地處亞歐大陸腹地，特殊的地理環(huán)境造成了水分的不均衡性，近年來，各地的水資源匱乏，出現(xiàn)了需求大于供給的局面[5-6]，南疆阿拉爾墾區(qū)位于塔里木盆地腹地，水資源的缺乏加之農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上灌溉水資源的浪費，使農(nóng)果間作面積逐年縮減，農(nóng)果間作的產(chǎn)量和效益隨之降低，這與響應(yīng)國家“穩(wěn)棉、增糧、興畜、促果”戰(zhàn)略的農(nóng)果間作發(fā)展理念不符，所以現(xiàn)階段急需基于限量供水的農(nóng)林間作節(jié)水增效理論和技術(shù)研究[7-9]。目前，許多學(xué)者認(rèn)為合理的農(nóng)林間作復(fù)合系統(tǒng)種植模式可以有效增加農(nóng)林生產(chǎn)系統(tǒng)效益、提高水分利用率[10-12]，也有研究者認(rèn)為農(nóng)林間作復(fù)合系統(tǒng)需要從物種組合、種植結(jié)構(gòu)、田間配置、水肥運籌等方面進行研究，建立一套能夠指導(dǎo)間作制度應(yīng)用的理論體系[13-15]，為農(nóng)果間作技術(shù)體系的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

間作系統(tǒng)田間配置主要指不同作物在復(fù)合群體中的占地比、株行距以及兩種作物共處期的長短而產(chǎn)生的空間占有量。不同田間配置方式的研究中，例如前人研究認(rèn)為花生大壟雙行生產(chǎn)力最高，群體結(jié)構(gòu)種植配置適宜，能夠充分利用光能、灌水量、土壤貯水量等，提高產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力[16-17]。武進普等[18]認(rèn)為，間作種植比單作種植需水量大，耗水量隨不同灌水量的提高而增加，同時利用少耕留茬的技術(shù)措施，可在間作模式中通過提高灌水量來降低作物的耗水量。柴強等[19]認(rèn)為，與傳統(tǒng)灌溉模式相比，交替灌溉可顯著降低間作的耗水量。馮福學(xué)等[20]認(rèn)為間作耗水量隨灌水量和施氮量的增大而提高，水分利用率隨灌水量的增大而減小，在施氮量150 kg·hm-2、灌溉定額337.5 mm時，既能高產(chǎn)，又能提高水分利用率。陳國棟等[21]認(rèn)為在中等灌水水平下，間作作物的產(chǎn)量高于低灌水水平，與高灌水水平差異不顯著，且水分利用率最高?？v觀以往有關(guān)對間作水分利用的研究，大部分都是針對作物與作物間作的耗水機制研究，但對于農(nóng)果間作復(fù)合系統(tǒng)耗水特性的研究較少，本研究以棗樹間作棉花為對象，在不同田間配置下，通過研究間作復(fù)合系統(tǒng)耗水特征、產(chǎn)量、水分利用效率和水分當(dāng)量等指標(biāo)來分析田間配置對棗棉間作耗水特性的調(diào)控效應(yīng)，為南疆地區(qū)農(nóng)果間作技術(shù)的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗在塔里木大學(xué)園藝試驗站(40°32′20″N，81°17′57″E)進行。試驗區(qū)位于新疆塔里木盆地北部，屬暖溫帶大陸干旱荒漠區(qū)，海拔1 015 m，無霜期220 d，多年平均降水量約47 mm，年蒸發(fā)量約2 218 mm，年平均氣溫10.8℃，≥0℃和≥10℃的積溫分別為3 910℃和4 113℃；年均太陽輻射610 kJ·cm-2，日照時數(shù)2 900 h，4—10月平均日照長9.5 h。土地資源廣闊，光熱資源豐富，日照時數(shù)長，晝夜溫差大，降水稀少，適于發(fā)展林果業(yè)和種植棉花。土壤類型為粘壤土，土壤容重1.29 g·cm-3,堿解氮33.6 mg·kg-1，速效鉀107.3 mg·kg-1，速效磷18.7 mg·kg-1，有機質(zhì)7.79 g·kg-1，總鹽2.01 g·kg-1。棗園間作是當(dāng)前塔里木盆地作物種植的重要模式之一，其中棗棉間作效益較好，試驗期間有效降雨量77.6 mm，高于多年平均降雨量，為典型豐水年(圖1)。

圖1 棉花生育期內(nèi)灌水量和降雨量分布情況Fig.1 Irrigation amount and precipitation distribution during the cotton growth period

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)2種種植模式(間作和單作)和2種田間配置模式(棗樹行間棉花種植行數(shù)和棉花株距)，以棗樹、棉花單作為對照料，共9個處理(表1)，每處理3次重復(fù)，田間隨機排列，共27個小區(qū)，小區(qū)面積為3 m×10 m。棉花采用地膜覆蓋，灌溉方式為滴灌，灌溉制度見圖1。

供試棉花品種為瑞雜一號，2018年4月13日播種，于10月8日進行第一次收獲；棗樹為成齡(第五年)灰棗，株行距配置為1 m×3 m，于10月20日收獲。施肥情況按照紅棗、棉花施肥標(biāo)準(zhǔn)，各處理間紅棗和棉花的施肥量、灌水量均一致，試驗地其他管理措施同大田。

1.3 測定指標(biāo)及計算方法

1.3.1 土壤含水量 在棉花播前和收獲后用取土烘干法分別測定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm等5個土層的土壤含水量，于棉花帶中央和棗樹與棉花中央設(shè)2個取樣點(圖2)，以2個點的平均值作為一個小區(qū)的土壤含水量測定值。

表1 試驗處理及代碼

圖2 棗樹間作棉花田間示意圖Fig.2 Field layout of jujube-cotton intercropping

1.3.2 土壤貯水量與土壤貯水消耗量 不同土層的土壤貯水量為：

W=θm×ρb×H×10

式中，W為土壤貯水量(mm)，θm為土壤質(zhì)量含水量(%)，ρb為土壤干容量(g·cm-3)，H為土壤深度(cm)，10為單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。土壤貯水消耗量計算公式為：ΔW=W播前-W收后。

1.3.3 棵間蒸發(fā)量 用自制的微型蒸滲儀(Micro-Lysimeter)測定。微型蒸滲儀用內(nèi)徑10 cm、壁厚5 mm、高15 cm的PVC管制作。每次取土?xí)r將其垂直壓入作物行間土壤內(nèi)，使其頂面與地面齊平，取原狀土，然后用塑料膠帶封底；另用內(nèi)徑為12 cm 的PVC管做成外套，固定于行間，使其表面與附近土壤持平，操作時不能破壞周圍土體結(jié)構(gòu)。用電子天平稱重測定，3 d內(nèi)重量的差值為蒸發(fā)量(mm)。為保證微型蒸滲儀內(nèi)部的土壤水分剖面與周圍土壤相一致每隔3～5 d 更換原狀土1次，降雨或灌溉后立即更換。間作小區(qū)均安置兩套微型蒸滲儀(圖2)，單作小區(qū)安裝一套，間作各小區(qū)棵間蒸發(fā)量為小區(qū)內(nèi)蒸滲儀測定值的平均值。

1.3.4 作物階段耗水量與總耗水量 作物階段耗水量為：

ET=P+I+ΔW(t1-t2)+K

式中,P為t1至t2生育階段降水量(mm)，I為t1至t2生育階段灌溉量(mm)，ΔW(t1-t2)為t1至t2生育階段土壤貯水消耗量(mm)，K為階段內(nèi)地下水補給量(mm)。由于試區(qū)地下水位極深不存在向上的水分流量，在節(jié)水灌溉條件下，水分滲漏量和徑流量可以忽略不計。全生育期總耗水量為：

ET=P+I+ΔW

1.3.5 水分利用效率與水分當(dāng)量比 作物水分利用效率為：

WUE=Y/ET

式中,WUE為水分利用效率(kg·hm-2·mm-1)，Y為經(jīng)濟產(chǎn)量(kg·hm-2)；ET為生育期總耗水量(mm)。

間作水分當(dāng)量比為：

WER=WERj+WERc=WUEjI/WUEjS+WUEcI/WUEcS

式中，WER為間作水分當(dāng)量比，WERj、WERc為間作系統(tǒng)中紅棗、棉花的相對水分利用效率，WUEjI、WUEjS，WUEcI、WUEcS分別表示間作、單作紅棗水分利用效率和間作、單作棉花水分利用效率。當(dāng)WER<1 時，說明間作相對于單作降低了農(nóng)田系統(tǒng)的水分利用效率；當(dāng)WER>1 時，說明間作提高了水分利用效率。

1.3.6 蒸散比(E/ET) 是棵間蒸發(fā)占蒸散量的比例，用于衡量水分利用率高低的指標(biāo)，E/ET越大表示水分利用率越低。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007 進行數(shù)據(jù)整理，用SPSS 17.0進行方差分析和顯著性檢驗(LSD法)，用origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 田間配置對農(nóng)田總耗水量及其來源的影響

種植模式和田間配置對農(nóng)田總耗水量、灌溉水消耗量、降水消耗量及土壤貯水量消耗量均有顯著影響，南疆地區(qū)作物耗水主要來源于灌溉水(表2)。3種種植模式的耗水量比較，棗棉間作模式的總耗水量最大，單作棉花次之，單作棗樹最小。以單作作物耗水量平均值為對照，與間作作物耗水量平均值進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，棗棉間作耗水量較單作增加 9.5%，說明極端干旱區(qū)間作群體的總耗水量高于單作。在不同田間配置下間作耗水量比較，總耗水量隨著棉花行數(shù)的增加而顯著增加，隨著棉花株距的增大而減少，但差異不顯著。與單作相比，4行棉花處理和6行棉花處理耗水量分別增加6.9%～10.9%和14.7%～16.9%，且增加趨勢顯著。不同間作處理間比較，6行棉花處理較2行棉花處理顯著增加耗水量9.1%～13.9%，I5和I6處理較I4分別顯著增加耗水量9.3%和7.2%，I3處理較I2處理顯著增加耗水量8.0%。同時，由表2可知，間作土壤貯水量與總耗水量的比例顯著高于單作，以3種模式的平均數(shù)進行比較，間作土壤貯水量消耗量較單作棉花高53.0 mm，較單作棗樹高62.7 mm，較單作加權(quán)高57.9 mm,說明間作群體較單作有利于土壤貯水的利用。土壤貯水消耗量隨著棉花行數(shù)的增加、株距的減小而顯著增大，6行棉花處理分別較4行和2行棉花處理顯著提高土壤貯水消耗量35.2 mm和66.3 mm，I3較I4、I1、I2處理分別高24.4、35.9 mm和50.6 mm，I1較I2處理高14.7 mm。由此表明，在一定的范圍內(nèi)，增加棗棉間作群體中棉花的行數(shù)或減小棉花株距有利于促進土壤貯水的利用。

表2 不同處理田間耗水量的水分來源及其占總耗水量的比例

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示LSD檢測在P<0.05水平上差異顯著，下同。

Note: Values in the same column show significant difference atP<0.05 level, the same below.

2.2 田間配置對土壤貯水消耗量垂直分布的影響

如圖3所示，不同處理生育期內(nèi)0～100 cm土層的土壤貯水消耗量受種植模式和田間配置的影響。土壤貯水消耗量除I2處理60～100 cm土層低于單作棗樹外，間作處理5個土層都顯著高于單作。單作棗樹主要消耗60～100 cm土層的土壤水分，單作棉花則主要消耗0～60 cm土層的土壤水分，且棉花株距影響60～80 cm土層的土壤貯水消耗量。分析間作群體的土壤貯水消耗量，40～60 cm土層土壤貯水消耗量最高，20～40 cm土層次之，80～100 cm土層最低。不同田間配置下間作土壤貯水消耗量比較，6行棉花處理0～60、80～100 cm土層土壤貯水消耗量顯著高于4行和2行棉花處理，4行棉花處理40～80 cm土層土壤貯水消耗量顯著高于2行棉花處理；20～80 cm土層(6行棉花)、0～100 cm土層(4行棉花)和0～20、60～100 cm土層(2行棉花)土壤貯水消耗量隨著棉花株距的減小而顯著增大。上述結(jié)果說明，單作棗樹對土壤深層水分利用較多，單作棉花則主要消耗淺層土壤中的水分，棗棉間作能夠較好地利用土壤各層的水分，就土壤貯水利用而言，增加棉花行數(shù)或減小株距有助于促進40～80 cm土層土壤貯水的利用。

2.3 田間配置對各生育時期農(nóng)田棵間蒸發(fā)量(E)、階段耗水量(ET)及E/ET的影響

不同處理生育期內(nèi)的棵間蒸發(fā)量主要受種植模式和田間配置的影響，而且不同時期棵間蒸發(fā)量對田間配置的響應(yīng)不同(圖4)。3種種植模式下比較，棵間蒸發(fā)總量表現(xiàn)為單作棗樹最大，棗棉間作次之，單作棉花最小，分別為267.0、222.5 mm和200.8 mm；與單作加權(quán)平均比較，間作棵間蒸發(fā)總量較單作低11.4 mm，說明在一定程度上間作群體較單作能夠抑制農(nóng)田蒸發(fā)。不同田間配置下比較，6行棉花處理棵間蒸發(fā)總量較2行和4行棉花分別降低33.7 cm和24.2 cm；改變棉花株距各處理間的棵間蒸發(fā)量無顯著差異。

不同處理作物生育期內(nèi)的蒸散比因種植模式和田間配置的不同而不同(圖5)，3種種植模式下比較，棗棉間作E/ET較單作加權(quán)平均低13.5%。不同田間配置下比較，6行棉花處理E/ET值較4行和2行棉花分別低16.0%和22.2%，I3、I4處理E/ET值較I2處理分別低10.1%和8.0%，同總蒸發(fā)量相似，改變棉花株距各處理間的E/ET值無顯著差異。

圖3 不同處理全生育期0～100 cm 土層土壤貯水消耗量Fig.3 Soil water consumption in 0～100 cm soil layer of whole growth period under different treatments

圖4 不同處理生育階段棵間蒸發(fā)量動態(tài)變化Fig.4 Dynamic change of inter-tree evaporation during cotton growth stage in different treatments

注：圖中小寫字母表示處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: The lowercase letters in the figure indicate that there is a significant difference between treatments at P<0.05 level.圖5 不同處理的蒸散比Fig.5 Soil evaporation to evapotranspiration ratio in different treatments

為進一步明確棗棉間作耗水特征，分析了不同處理各生育時期E、ET及E/ET的變化，結(jié)果表明(表3)，苗期E/ET值最大，為42.43；花鈴期次之，為21.05；吐絮期最小，為10.89?；ㄢ徠贓最大，為64.98 mm，苗期次之，為38.83 mm，吐絮期最小，為11.04 mm?；ㄢ徠贓T同樣最大，為310.88 mm，蕾期次之，為143.82 mm，苗期最小，為92.10 mm。說明苗期是減少土壤無效蒸散的關(guān)鍵時期，花鈴期是間作棉田耗水的主要時期。

不同種植模式，各生育時期E、ET及E/ET的變化趨勢基本一致。單作棗樹的E和E/ET值都最高，E最高為79.79 mm(棉花花鈴期)，E/ET值最大為52.02 mm(棉花苗期)，棗棉間作ET最高，為320.31 mm(棉花花鈴期)。田間配置影響各生育時期E、ET及E/ET，苗期間作2行棉花處理的E和E/ET最大，分別較4行、6行處理高20.2%和15.3%、28.5%和33.5%，6行棉花處理的ET最大，分別較2行和4行處理高8.4%和15.8%；蕾期2行、4行棉花處理的E和E/ET顯著高于6行棉花處理，分別較6行處理高14.2%和13.7%、27.2%和21.0%，6行棉花處理的ET最大，較2行處理高11.5%；花鈴期各處理的E差異不顯著，ET和E/ET除I3外無顯著差異。吐絮期2行棉花處理的E最大，分別較4行、6行處理高23.6%、15.2%，2行、4行棉花處理的E/ET顯著高于6行棉花處理，分別較6行處理高37.1%、53.0%，6行棉花處理的ET分別較2行和4行處理高18.8%和45.6%，2行棉花處理的ET較4行處理高22.6%。棉花株距影響花鈴期、吐絮期ET和E/ET，花鈴期I3處理的ET最大，E/ET最小，吐絮期I3處理的ET最小，E/ET最大。結(jié)果表明，增加棉花行數(shù)有利于減少無效蒸散量，棉花行數(shù)為4行時，減少棉花株距能夠顯著提高間作水分的有效性。

2.4 田間配置對棗棉間作產(chǎn)量、水分利用效率和水分當(dāng)量比的影響

種植模式和田間配置對經(jīng)濟產(chǎn)量和水分利用效率具有顯著的影響。與單作加權(quán)平均比較，棗棉間作較單作經(jīng)濟產(chǎn)量增加36.9%，WUE提高24.8%；隨棉花種植行數(shù)的增加，間作棉花產(chǎn)量、間作群體產(chǎn)量和間作棉花WUE、間作群體WUE均呈先增大后減小的趨勢，間作4行棉花處理的棉花產(chǎn)量、群體產(chǎn)量和棉花WUE、群體WUE分別較間作2行高42.2%、8.1%和37.1%、4.4%，較間作6行高7.9%、14.0%和14.8%、21.2%；紅棗產(chǎn)量和WUE呈降低趨勢，間作6行棉花處理的紅棗產(chǎn)量和WUE分別較間作2行低28.5%和35.3%，較間作4行低17.5%和22.5%，間作4行棉花處理的紅棗產(chǎn)量和WUE分別較間作2行低13.7%和16.6%；隨著株距的增大，棉花產(chǎn)量呈降低趨勢，紅棗產(chǎn)量、群體產(chǎn)量呈增加趨勢，I5處理棉花產(chǎn)量較I6高9.0%，I1處理紅棗產(chǎn)量、群體產(chǎn)量較I2分別增加14.4%和8.1%，I3處理紅棗產(chǎn)量較I4增加9.1%；WUE隨株距變化趨勢同產(chǎn)量，I5處理WUE較I6高6.9%，I1處理紅棗WUE、群體WUE較I2分別增加14.5%和8.0%，I3處理紅棗WUE、群體WUE較I4分別增加13.1%和6.7%。從棗棉間作綜合效益來看，I4處理產(chǎn)量和水分利用效率均最高，即棉花種植行數(shù)為4行，株距為12.5時，棗棉間作具有最高的產(chǎn)量(7 460 kg·hm-2)和水分利用效率(11.37 kg·mm-1·hm-2)。

水分當(dāng)量比(WER)能夠較為直觀地反映間作種植模式較單作種植模式農(nóng)田水分利用能力增減的程度。由表4可以看出棗棉間作系統(tǒng)WER均大于1，說明棗棉間作較單作提高了農(nóng)田水分利用效率，在水分利用有效性方面具有間作優(yōu)勢。田間配置顯著影響棗棉間作系統(tǒng)的水分當(dāng)量比，總體來看，4行棉花處理的WER最高，2行棉花處理的WER次之，6行棉花的WER最??；2行和4行棉花處理WER較6行棉花處理分別高20.6%和13.1%，I3和I4處理WER較I1處理分別高10.8%和7.8%。棉花株距對WER的影響受棉花行數(shù)的影響，棉花行數(shù)為6行時，減小棉花株距WER較常規(guī)株距提高6.2%；I4處理下棗棉間作具有最高的WER(1.34)。

同一灌水量水平下, 通過表4可以看出，棗棉間作中棉花產(chǎn)量隨著株距的增大而減小。與I1處理相比, I2棉花產(chǎn)量下降29 kg·hm-2，I4處理與I3相比棉花產(chǎn)量下降107 kg·hm-2，I6處理與I5相比棉花產(chǎn)量下降303 kg·hm-2，但單作棉花產(chǎn)量隨株距的增大而增大，C2處理比C1處理提高254 kg·hm-2，說明C2處理株距在12.5 cm時，產(chǎn)量最高。I3處理棉花種植行數(shù)為4行，株距10 cm時，棉花產(chǎn)量最高。與I1處理相比，I2處理紅棗產(chǎn)量增加559 kg·hm-2，I4處理與I3相比棉花產(chǎn)量下降312 kg·hm-2，I6處理與I5相比棉花產(chǎn)量下降38 kg·hm-2，說明紅棗產(chǎn)量隨棉花種植行數(shù)的增加產(chǎn)量變化較小。從棗棉間作綜合產(chǎn)量來看，I4棗棉間作處理與其他棗棉間作和單作棉花處理相比，產(chǎn)量最高，表明當(dāng)棉花種植行數(shù)為4行，棉花間距為12.5時，棗棉間作綜合產(chǎn)量為最高(7 460 kg·hm-2)。

表3 不同處理各生育期農(nóng)田棵間蒸發(fā)量(E)、耗水量(ET)及蒸散比(E/ET)的變化

表4 不同田間配置下棗棉間作系統(tǒng)的產(chǎn)量、水分利用效率和水分當(dāng)量比

同一灌水量水平下, 隨著棉花種植行數(shù)和株距的增加水分利用效率逐漸降低, 與I1處理相比, I2處理棉花水分利用效率降低0.05%，I4處理與I3相比, 紅棗水分利用效率增加0.66%， I6處理與I5相比, 紅棗水分利用效率提高0.13%。與I1處理相比, I2處理紅棗水分利用效率提高0.87%，I4處理與I3相比, 紅棗水分利用效率增加0.05%， I6處理與I5相比, 棉花分利用效率減小0.33%，從綜合水分利用效率來看，說明水分利用效率與產(chǎn)量有直接的關(guān)系，在棗棉間作棉花種植行數(shù)為4行，株距為12.5 cm時，產(chǎn)量最高，水分利用效率也最高(11.37 kg·mm-1·hm-2)。

3 討論與結(jié)論

多數(shù)研究表明，田間不同的配置種植對間作群體都有不同的影響，本研究表明間作群體較單作有利于土壤貯水的利用。土壤貯水消耗量隨著棉花行數(shù)、株距的減小而顯著增大，由此表明，在一定的范圍內(nèi)，增加棗棉間作群體中棉花的行數(shù)或減小棉花株距有利于促進土壤貯水的利用，結(jié)果與前人研究相似。劉郁娜等[22]認(rèn)為杏棉間作系統(tǒng)采用適宜的田間配置，可提高干物質(zhì)積累量和杏棉間作棉花的產(chǎn)量。王小春等[23]認(rèn)為不同的田間配置，種植行數(shù)不同，播種量一致處理，在4行的田間配置下小麥和玉米間作產(chǎn)量最高。Wang Q等[24]認(rèn)為棗棉間作中種植密度對棉花地上部干物質(zhì)和產(chǎn)量的影響較為顯著，在株距18 cm的中間密度中獲得最高產(chǎn)量。葉林等[25]認(rèn)為玉米種植行距在40～50 cm時能夠有效提高水分利用效率，李永發(fā)等[26]認(rèn)為棗棉間作不同種植間距對棗樹的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對棉花的影響，棗棉間作種植棗樹間距在120 cm時、棉花間距在100 cm時能顯著提高棗樹和棉花的產(chǎn)量及水分利用效率。

農(nóng)林間作系統(tǒng)土壤水分特征是反應(yīng)土壤水分利用率最重要的指標(biāo)之一[27]，深根植物和淺根植物根據(jù)占據(jù)土壤空間的不同，能形成農(nóng)林間作系統(tǒng)中的互補作用，對農(nóng)田中的土壤水分利用率得到提高，有利于增加土壤的貯水量，間作可以減小棵間蒸發(fā)量，形成小區(qū)植物生長小氣候，在不增加灌水量的同時增加單位面積綜合產(chǎn)量，本研究認(rèn)為在棗棉間作棉花種植行數(shù)為4行，株距為12.5 cm時，產(chǎn)量最高，水分利用效率得到明顯的提高。柴強等[28]認(rèn)為小麥間作玉米的棵間總蒸發(fā)量顯著大于單作的小麥和玉米，間作的生育期延長是顆間總蒸發(fā)量增大的原因之一。本研究表明不同處理生育期內(nèi)的棵間蒸發(fā)量主要受種植模式和田間配置的影響，而且不同時期棵間蒸發(fā)量對田間配置的響應(yīng)不同，棵間蒸發(fā)總量表現(xiàn)為單作棗樹最大，棗棉間作次之，單作棉花最小，說明在一定程度上間作群體較單作能夠抑制農(nóng)田蒸發(fā)，可能在于農(nóng)田作物間作與農(nóng)林間作之間具有較大的差別，這些都與種植品種、地力、施肥、噴施農(nóng)藥、天氣變化等有關(guān)。凌強等[29]認(rèn)為保證棗樹生育期內(nèi)正常生長，間作棗樹主要影響集中在0～60 cm較淺土層的土壤水分，而對60 cm以下的土壤含水層影響比較微弱。本研究表明棗棉間作群體的40～60 cm土層土壤貯水消耗量最高，20～40 cm土層次之，80～100 cm土層最低，這與本研究結(jié)論不盡相同，結(jié)論差異主要是氣候條件不同，與極端干旱條件有關(guān)，致使研究結(jié)果不同。

種植模式和田間配置對農(nóng)田總耗水量、灌溉水消耗量、降水消耗量及土壤貯水量消耗量均有顯著影響，土壤貯水消耗量隨著棉花行數(shù)、株距的減小而顯著增大，在一定的范圍內(nèi)，增加棗棉間作群體中棉花的行數(shù)或減小棉花株距有利于促進土壤貯水的利用。Zhang D等[30]認(rèn)為棗棉間作中棉花葉面積隨種植密度的增加而降低，通過優(yōu)化種植密度來提高產(chǎn)量。本研究表明在棗棉間作土壤貯水利用率方面，單作棗樹對土壤深層水分利用較多，單作棉花則主要消耗淺層土壤中的水分，棗棉間作能夠較好地利用土壤各層的水分，增加棉花行數(shù)或減小株距有助于促進40～80 cm土層土壤貯水的利用。棗棉間作中田間配置不同，棵間蒸發(fā)量也會不同，不同處理生育期內(nèi)的棵間蒸發(fā)量主要受種植模式和田間配置的影響，而且不同時期棵間蒸發(fā)量對田間配置的響應(yīng)不同，不同田間配置下比較，6行棉花處理棵間蒸發(fā)總量較2行和4行棉花分別降低33.7 cm和24.2 cm；改變棉花株距各處理間的棵間蒸發(fā)量無顯著差異。田間配置中不同處理的耗水量及E/ET在作物生育期內(nèi)，蒸散比因種植模式和田間配置的不同而發(fā)生改變，棉花株距影響花鈴期、吐絮期ET和E/ET，花鈴期I3處理的ET最大，E/ET最小，吐絮期I3處理的ET最小，E/ET最大，可以看出增加棉花行數(shù)有利于減少無效蒸發(fā)量，棉花行數(shù)為4行時，減少棉花株距能夠顯著提高間作水分的有效性。Bai W[31]等認(rèn)為隨著作物和杏子產(chǎn)量的增加，混合系統(tǒng)的用水效率在很大程度上提高了半干旱地區(qū)雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力和水資源利用效率。白偉等[32]認(rèn)為土壤水分空間分布表明仁用杏仁和谷子間作水分競爭關(guān)系較小，當(dāng)水分當(dāng)量比均大于1時，表現(xiàn)出較好的水分優(yōu)勢，間作系統(tǒng)水分優(yōu)勢最為明顯，水分當(dāng)量比達(dá)到1.45。本研究表明棗棉間作系統(tǒng)WER均大于1，棉花株距對WER的影響受棉花行數(shù)的影響，棉花行數(shù)為6行時，減小棉花株距WER較常規(guī)株距提高6.2%，說明棗棉間作較單作提高了農(nóng)田水分利用效率，在水分利用有效性方面具有間作優(yōu)勢，因此，南疆地區(qū)推廣發(fā)展適宜的棗棉間作田間配置模式具有重要的實踐意義。