间作套种在我国发展较早,是一种不同作物搭配种植的生产方式,构成多层次的农田作物群落.科学地选择间作作物品种,能极大地提高农田农业资源的利用效率[1],通过形成错峰需水需肥过程,提高田间土壤水分和养分的利用效率.与单作相比,间作改变了农田小气候,特别是田间温度和湿度的变化,可提高作物的抗旱能力,并有效防控农田病虫害的发生[2].研究表明,间作模式可显著提高土地生产力和水分生产效率,与传统单作相比其土地当量比可提高1.10～1.24[3].强小嫚等[4]研究了灌溉条件下西瓜-棉花间作对产量及水分生产效率的影响,发现间作模式与滴灌结合时,通过优化灌溉参数和种植参数,水分生产效率可达到28.20元/m3,实现了提高产量和提高水分利用效率的统一.可见在间作模式下优化作物布局,合理调整水分供应方式可显著提高农业资源的利用效率.目前相关研究集中在间作模式下水分利用效率、产量和土地利用等方面[5-7],间作模式对农田小气候影响的研究较少.本文从马铃薯和玉米间作种植模式对农田温湿度的影响入手,分析了土壤及作物行间大气温湿度的变化,以期为间作生态效应和田间病虫害绿色防控研究提供帮助.

1 材料与方法

1.1试验地概况

试验于2017年在宁夏回族自治区西吉县郎岔村试验示范基地进行.该试验示范基地属典型的大陆性季风气候,气温冬冷夏热,平均气温22.4℃,晴天多,降雨少,光能丰富,日照充足,温差大.地理位置北纬35°48′44.75″,东经 105°53′12.21″.海拔 2 261 m,多年平均降水量 287.4 mm,蒸发量 1 240 mm,无霜期达198 d,平均大气湿度45%,日照时数3 028 h.大于等于10℃积温3 145℃,大于0℃积温3 550℃.最大冻土深115 cm.试验区以砂土和砂壤土为主,表层土壤平均容重1.35 g/cm3,田间持水量为23.8%,耕层土壤碱解氮含量92mg/kg,有效磷含量13.8 mg/kg,速效钾含量125.4 mg/kg,有机质质量分数为2.5%.

1.2试验设计

随机选择长势均匀、面积较大的马铃薯单作和马铃薯-玉米间作示范地,观测从8月3日开始,根据天气状况选择5天进行观测,每天选择3个观测时间点,分别为8：30、9：00和9：30.田间土壤温湿度和大气温湿度观测均在马铃薯行间随机选择样点进行测定.土壤温湿度利用YT01277土壤温湿度速测仪进行观测,观测时沿着土壤深度选择0—20 cm、20—40 cm和40—60 cm三个土层测定其每一层中的平均值,每个样点3个重复；马铃薯行间大气温湿度利用大气温湿度计进行测定,放置在土壤观测样点附近,距离地面10 cm处,每个样点设3个重复,每个重复至少间距10 m以上,放置一段时间待读数稳定后进行读取.

2 结果与分析

2.1不同种植模式对土壤温湿度的影响

不同种植模式下马铃薯田间土壤的温湿度见图1.

由图1可知,不同种植模式对马铃薯田间不同深度土壤温度和湿度的影响较大,特别是在玉米和马铃薯生长比较茂盛的时期.间作模式下,0—20 cm土层的平均土壤含水量较单作模式高28.07%,但是在40—60 cm土层则相反,单作模式比间作模式高17.3%.说明间作种植模式能有效减少土壤水分蒸发消耗量,而且玉米根系活动层较深,能更好地吸收和利用深层土壤水分,从而提高土壤水分利用效率.由图1-a中两种种植模式的温度表现可知,间作模式下整个耕作层的温度较为稳定,其0—60 cm土层的温度标准偏差不超过0.21℃；而单作模式下整个耕作层的温度随深度的不同而变化,0—20 cm土层的平均土壤温度较40—60 cm高8.52%.说明间作模式可以在降温时达到土壤增温、保温与双向动态调控的效果,增加了土壤温度的稳定性,延缓了高温和低温出现的时间,对温度的变化具有一定的缓冲效应.图1-b中两种种植模式下表层土壤含水量均较低,可能与腾发消耗有关.随着土壤深度的增加,土壤含水量呈先增加后减小的趋势,20—40 cm土层的土壤含水量平均值单作模式较间作模式高3.3%,在40—60 cm土层则高8.3%,与图1-a规律类似,说明间作可以利用较深层土壤水分.8月17日在整个根系活动层中单作模式的土壤温度整体大于间作模式,在0—20 cm土层则表现得更为显著,前者较后者高11.52%.随着土层深度的增加,单作模式下的土壤温度迅速降低,20—40 cm土层的降幅达10.5%,40 cm以下土层的温度又逐渐趋于稳定,40—60 cm土层的土壤温度平均值与20—40 cm土层相比仅降低4.2%；而间模式的土壤温度则一直表现得较为稳定,0—20 cm土层的平均温度为23.81℃,40—60 cm土层的平温度为21.57℃,两者相差不超过10%.这与刘鸿高等[8]、史倩倩等[9]的研究结果类似.

图1-d和1-e为连续降雨后所测的数值.从图中可以看出,两种种植模式下,随着土壤深度的增加土壤含水量也增加,说明降雨后有较多的水分入渗到深层处.在图1-d中,0—20 cm土层的土壤含水平均值间作模式较单作模式高14.4%,与图1-b规律一致.在间作模式下,经过两种作物,特别是叶片大的玉米的拦截和缓冲,有较多的降雨被截留在表层土壤中,这对于减少深层渗漏、减少地表径流和止水土流失具有较大的意义.但是在图1-e中,40—60 cm土层的平均土壤含水量间作模式较单作模高8.6%,这可能与玉米蒸腾消耗强度随气温降低而减弱有关.图1-d和1-e中,0—20 cm土层的土壤度均表现为单作模式高于间作模式,分别高11.5%和7.3%,其后随着土壤深度的增加,两种种植模式土壤温度均降低,最后趋于稳定.在40—60 cm土层单作模式和间作模式土壤温度的降幅分别为19.4和15.7%,单作模式土壤温度的下降幅度更大.说明单作模式下马铃薯行间土壤表层温度更容易受到界环境的影响.两种种植模式下,深层土壤的温度变化差异不显著,在8月30日的结果中,20—40 cm 40—60 cm土层的平均土壤含水量间作模式较单作模式分别高2.7%和1.3%,标准偏差分别为0.5℃0.23℃,这可能与土壤含水量较高有关[10].

图1-b、1-d、1-e均为降雨后所测得的值,因此,其土壤温度和湿度随土层深度增加的变化趋势大一致.图1-b中两种种植模式的土壤表层（0—20 cm）平均含水量之差不超过0.9%,随着土层深度的增其土壤含水量均表现出先增加后降低的趋势,20—40 cm土层单作模式和间作模式的土壤含水量较层分别增加了17.85%、13.34%,40—60 cm土层的单作模式和间作模式的土壤平均含水量则较20—40 c土层分别小11.33%和7.06%.说明在本次降雨中发生的深层渗漏量较少,而间作种植模式能较多地截降雨量,因此20—40 cm土层的平均含水量单作模式较间作模式高6.05%.8月9日两种种植模式的壤温度均表现为下降的趋势,但0—20 cm土层的平均地温都较高,分别为25.87℃和25.31℃,两者之仅为2.32%,这可能与降雨后的天气状况有关；20—40 cm土层的平均温度单作模式和间作模式分别0—20 cm土层低13.2%和16.5%,两者之间的差异仅为1.52%,说明降雨后土壤含水量的增加对土壤度的影响较大.

由图2可知,在整个观测期内,两种种植模式下,马铃薯田间大气温度均呈先增加后降低的变化趋势,且单作种植模式的田间大气温度较间作种植模式高.在观测前期和后期均有较大强度的降雨,这是造成田间温度在前期和后期均较低的原因,特别是观测后期的强降雨,直接造成了田间大气温度的直线下降.在观测末期,单作模式的田间大气温度降至18.44℃,比中期最高气温降低了30%以上；间作模式的田间气温也呈同样的规律,较中期降低了27.9%.在8月17日,单作种植模式的田间大气温度较间作种植模式高6.4%,在前后期大气温度受降雨影响时仍然表现出类似的规律.如在9月3日测得的结果中,单作种植模式的田间大气温度仍然较间作种植模式高2.71%,而在受到降雨影响时,从气温最高降至最低,单作和间作两种种植模式分别降低了30.11%和27.9%；在气温上升阶段,从8月3日到8月17日,单作和间作种植模式的田间大气温度分别升高了7.54%和2.23%.说明单作种植模式田间大气温度更易受到降雨等气候因子的影响,农田小气候更加脆弱,农田能量输入较快,但输出也较快,不利于积累作物生长所需要的定积温和保持农田生态系统稳定[11].

  

图1不同检查日期的土壤温湿度Fig.1 Soil temperatureand humidity with different determination dates

2.2不同种植模式对大气温湿度的影响

不同种植模式下马铃薯田间的大气温度和大气湿度分别见图2、图3.

  

图2不同种植模式对田间大气温度的影响Fig.2 Influenceof different plantingpatterns on atmospheric temperature

  

图3不同种植模式对田间大气湿度的影响Fig.3 Influenceof different plantingpatterns on atmospheric humidity

坐在办公桌前阅读的可书记，站起来，慢慢地走到我的身边，眼神柔和地望着我说：“你刚乡镇工作，还不太熟悉情况，财政难啦，机关已经快揭不开锅了，要不是陈镇长把老婆的私房钱拿出来的，大家怕是要饿肚皮了。”

图3中田间大气湿度的变化趋势和温度相反,呈现出先降低后升高的趋势,但间作种植模式的田间大气湿度整体上较单作种植模式高,特别是在连续降雨后表现得更为显著.9月3日的测定结果表明,间作种植模式的田间大气湿度比单作种植模式高12.27%,说明间作种植模式能更多地将降雨截留在表层土壤,减少深层渗漏,这与前面土壤水分变化的分析结果一致；8月17日是在前后无降雨的条件下测定的结果,其田间大气湿度间作种植模式为41.89%,单作种植模式为37.67%,前者较后者高11.20%,说明间作种植模式能在降雨量不足时较好地保持田间湿度,有效防止叶片萎蔫和气孔收缩,保证叶片正常的生理功能.

从入学前的招生咨询开始，教师就指导学生根据自己的特长兴趣、爱好以及自身素质来选择专业。在学生入学后做好新生的入学教育、专业思想教育、并在不同专业、采取不同的就业指导模式。

3 结论

本研究结果表明,马铃薯与玉米间作种植模式能使作物更加有效地吸收深层土壤水分,提高农田水分利用效率,保持土壤温度的稳定性.在降雨量较大时,能将更多的水分保存在表层土壤中,减少深层渗漏,同时也能在干旱少雨区域有效提高田间大气湿度,降低大气温度,提高农田生态系统稳定性,有利于保产和提高农民经济收入.

城镇水厂因属多年老厂，基础资料不全，地下管线错综复杂、埋深不同，为此设计了甲、乙两种排管方案，方案甲为直埋式，其优点是施工简单、运行维护费用低、造价成本低，缺点是开挖深度大、穿越重要管线均需要保护；方案乙为提升式，在中间位置建造监测井和提升井，通过两次提升方式快速将生活污水输送至主管道，其优点是开挖深度小、穿越重要管线保护成本低，其缺点为增加了运维费用、增加了造价投资。通过综合比较确定了采用方案甲。

参考文献：

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[2]解海翠,赵春明,吉志新,等.小麦间作田微环境变化及其对麦长管蚜种群数量的影响[J].河北科技师范学院学报,2015,29（3）：63-68.

[3]王娟,江天才,万素梅.水分胁迫对间作棉田土壤物理性质及水分利用效率的影响[J].新疆农业科学,2015,52（7）：1230-1236.

[4]强小嫚,孙景生,刘浩,等.滴灌定额对西瓜/棉花间作产量及水分生产效率的影响[J].农业工程学报,2016,32（19）：113-119.

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