论文摘要
随着人口的快速增长,土地资源开发利用强度不断增大。尤其在西南地区,传统的粗放型农业生产导致土地利用不合理、水土流失日趋严重,农业生态系统十分脆弱。因此,合理改变农业生产方式,发展农林复合、农林牧复合等形式的生态农业,寻求经济和生态效益的有效结合,是现代农业和农村经济发展的战略选择。本论文在重庆江津区采用大田实验方法,研究柑橘间作生态系统的生理生态特性,并分析比较各间作模式的生态和经济效益。研究的主要结果如下：1、柑橘间作生态系统的微生态环境特性：与CO（柑橘单作）相比,柑橘间作对微环境起到一定改善作用。气温以CS（柑橘—大豆间作系统）最低,而CCh（柑橘—白菜间作系统）最高,柑橘叶温以CS最低,CT（柑橘—白三叶间作系统）最高,即CS降温效果显著。各间作系统空气相对湿度均为“U”型曲线,CS各观测值均显著高于CO,其余间作系统空气相对湿度变化与CO差别不大。CT、CI（柑橘—红苕间作系统）和CCh的环境CO2浓度呈较缓“U”型曲线,各观测值与CO相差不大,上下波动幅度约2%；而CS和CC（柑橘—黄瓜间作系统）的环境CO2浓度呈“V”型曲线,并在12：00左右达到最低值,比CO对应时刻的监测值分别降低8.33%和3.88%。柑橘间作可降低土壤容重,提高土壤孔隙度和水分含量,进而改良土壤物理性质。间作白三叶、红苕和白菜土壤容重可降低3.72%-9.84%,孔隙度提高3.15%-8.28%。各间作系统月平均土壤含水量均高于柑橘单作,且以CT和CI最高；间作可提高夏季作物抗旱能力,8月份土壤耕作层含水量呈现不同程度的增加趋势。柑橘间作可提高土壤有机质含量,但增加效果未达显著水平。有效养分随土壤深度增加而降低,柑橘间作可显著提高0-45cm土壤碱解N含量,尤其以间作大豆最高；土壤有效P含量在0-15cm以CCh最高,15cm以下CT最高,CI和CC各土层有效P含量均低于CO;农作物对有效K的吸收能力强,间作系统各土层有效K整体低于CO,有效K竞争强烈,需增施K肥以保证作物正常生长。间作可显著增加土壤微生物数量,提高土壤脲酶活性,间作结束后,微生物数量和酶活性均以CCh最高,而微生物数量以CI最低,脲酶活性以CT最低。2、柑橘间作模式对柑橘光合性能的影响：CS（柑橘—大豆间作系统）中柑橘净光合速率日变化为不对称“双峰”曲线,其他系统均为“单峰”曲线;CT（柑橘—白三叶间作系统）、CS和CI（柑橘—红苕间作系统）柑橘日均净光合速率均高于CO（柑橘单作）,且与CO差异达显著水平（p<0.05）,CC（柑橘—黄瓜间作系统）和CCh（柑橘—白菜间作系统）柑橘日均净光合速率低于CO,同化CO2能力较弱。除CC外,各间作系统蒸腾速率均为“双峰”曲线；日均蒸腾速率表现为CC>CCh>CS>C0>CI>CT。C0、CT和CS气孔导度呈轻微的“双峰”曲线,而CI、CC、CCh的气孔导度为“单峰”变化曲线；各间作系统日均值差异不显著,间作对柑橘叶片气孔导度影响较小。光合有效辐射日变化均呈现“单峰”变化趋势,柑橘间作白三叶、红苕、大豆和白菜后,光合有效辐射在各观测时刻均高于柑橘单作,而间作黄瓜后,光合有效辐射显著低于柑橘单作。光能利用率均呈现先增加后减小再增加的变化趋势,而水分利用率表现为三种类型：柑橘单作、柑橘间作白三叶、红苕和白菜后,水分利用率均呈.“单峰”曲线,间作大豆后,水分利用率为“双峰”曲线,柑橘间作黄瓜后,水分利用率清晨最高,在白天持续下降。柑橘间作白三叶、大豆和红苕日均光能利用率和水分利用率均高于柑橘单作,而柑橘间作黄瓜和白菜二者均低于柑橘单作。方差分析显示,柑橘间作可能改变光合速率与环境因子间的相关性。但对各环境因子间的相互作用影响较小。主成分分析和聚类分析显示,CS柑橘光合性能最好；CT和CI柑橘光合性能与CO相近,而CC和CCh柑橘的光合性能较差。3、柑橘间作生态系统的生态经济效益：间作黄瓜后,柑橘总糖含量过低,品质较差,而间作其他作物均显著改善柑橘品质：柑橘产量以CS（柑橘—大豆间作系统）最高,比CO（柑橘单作）增加20kg/667m2,而间作其他作物降低1.06%-22.98%,但间作物的存在增加了整个复合系统物质产出；同时,间作可改善系统微生态环境,改良土壤肥力状况,减少坡地水土流失,提高柑橘日固碳释氧能力,具有较好的生态效益。黄瓜在种植时耕作频繁且遮阴作用显著,影响柑橘生长,降低柑橘品质,不适合与柑橘间作；白菜种植—次性投入高,利润率低,可小面积间作种植,不利于大面积生产；白三叶和红苕在坡地柑橘园区种植或发展林—草—牧、农—林—牧复合模式可达到更理想结果；大豆经济价值高,且在柑橘林下间作能显著改善微生态环境,改良土壤,可作为优良间作品种大面积推广种植。