全 文 ：第9卷 第 2期
2 0 01年 6月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
V 9 No 2
June， 2 0 O1
杨粮间作行距对小麦生长及产量的影响
袁玉欣 王 颖 李际泉
(河北农业大学林学院 保定 071000)
冯长红 张世联
(河北省林业工程项目管理中心 石家庄 05g051)(保定市林业科学研究所 儇定 071000)
摘 要 对橱粮间作条件下小麦生长结果研究表明，橱树阃作行距与土壤水舟呈更比关系，印3~15m 的行距范围
内林未行距每扩大lm，土壤季平均音水量则降低 1 0 ，证时间作可有鼓减少土壤水分损戋}厨时林术行距与小麦
叶绿素音量呈反比，说明一定程度的林术遮荫可提高小麦叶绿素含量。试验表明．小麦光台作用速率和蒸腾速率与
林未行距呈正比，林未行距每增加 lm，‘卜麦的光音速率和蒸腾速率分别提高1．3p~mol／m。·s和 0．2~mol／m ·s，
说明林术行距过小，则影响作精的光合作用，进而影响小麦的生物量和产量。通过计算，在该橱材 4年林龄杀件下
小麦取得最大产量的行距哥 21~22m。
关麓词 橱粮问作 蚌术行距 小麦产量
The effect of poplar-~gop Intercropplug spKe ol wheat growth and yield．YUAN Yu—Ⅺn，WANG Ying、LI ji—
Quan(Forestry College，Asfieultural University of Hebeit Baoding 071000)，FENG Chang-Hong(Forestry Engi—
neering Project Management Center of Hebei，Shi~azhuang 050051)，ZHANG Shi—Lian(Baoding Forestry[nsti—
tute，Baoding 071000)．CJEA，2001，9(2)：88~ 91
Abstract The soil water content under intercropping land has inverse ratio to poplar space between rows(SBRs)，
i．e．it decrease 1．0 by adding lm SBRs within 3— 15m space bouad，which shows that the intercropping could
reduce water lOS8 from sol to atmosphere．The wheat Iear chlorophyl content has the Salle feintion with the
SBRs，which indicates poplar shading on wheat can increase leaf chlorophyl content．The study，on the other
hand．demonstrates that wheat phot~ ynthesis rate and transpiration rate have direct ratio to SBRst and they in-
crease 1．3ymol／m。·s and 0．2gmol／m。·s by widening lm space，respectively．The over small SBRs will lead
photosynthesis rate to decreB8e，and to affect the wheat biomass and yield．The SBRs，in which the wheat could
get the higbest yietd by equation forecast under 4 years old po plar stand·is 21~ 22m．
Key words Poplar-crop intercropping，[ntercropping space between rOWSt Wheat yield
我国平原林业的主要形式是农田林网和农林间作，林木改善农田小气候、防止干热风危害的作用非常明
显。但林术胁地(包括光胁地)使作物减产，也阻碍平原林业健康发展。实际上协调这方面矛盾的关键是林木
行距，它的大小直接影响林木防护作用和对作物的遮荫作用，进而影响农作物生长和产量。本研究探讨了杨
树与小麦问作条件下，杨树问作行距对农作物生长和产量的影响
1 试验材料与方法
试验地设在河北省保定市，供试树种为毛自杨(Populus tomertasa Carr．)，林木行向为南北方向，株距为
0．7m，行距分别为3m、6m、9m、12m和1 5m，林龄4年，平均树高6．3m，平均树胸径5．6cm。土壤水分变化测
定从小麦返青期开始，定期(每 10 d)在东林冠下、西林冠下和行距中间 3个位置用取土钻每 20cml层取出0
～ 100cm土层土壤，置于烘箱105℃下烘干并计算土壤水分含量；从小麦返青期开始，定期(每 10 d)在东林
冠下、西林冠下和行距中间3个位置选取 l0株小麦烘干测定其干物质量；用剪刀剪取小麦上部第1、2片叶
剪碎后充分混合，称取一定量的鲜叶，用阿农法测定叶绿素 a、b和总含量，每处理重复 3次；用 CID便携式
光合测定系统测定小麦的光合速率和蒸腾速率，每处理重复3次；小麦成熟时对林木行闻小麦隔行取样，样
方面积为 0．33m×1_0m，样本晒干后进行室内考种，测定小麦地上部分生物量、作物产量、千粒重等指标。
·河北省自然科学基金项目(393033)和河北省林业厅重点资助项目(9516102)部分研竞内容
收稿日期 1999-08-04 改回日期；2000—04—06
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第 2期 袁玉欣等：扬粮间作行距对小麦生长及产量的影响 89
2 结果与分析
2．1 不日林末行距对土厦水分的影响
； l i l l |l
时 间
D
图 1 15m#木行距条件下土壤水分变化情况
Fig．1 Soil water change in 15m tree space between row8
在林木和农作物根系的交接
面范围内若林木水分消耗量小
农作物，则该界面土壤水分含
高于其他地方，有人曾证明确
这种现象发生 ；但许多情
下是林木与农作物在水分吸收
面发生竞争，这正是农林问作
弱点之一。与农作物相比无论林
木的水分消耗多或少，间作行距
对土壤水分可产生较大的影响。
对 3m、9m、15m 3个代表性的林木行距下土壤水分变化进行对比研究发现，把 0～lOOcm土层分为2层，0～
40era土层土壤水分对农作物影响最大，40~lOOcm土层土壤水分则相对对林木作用较大。试验表明，行中土
壤含水率在 0~40cm和 40~100cm 2个土层均最高，如 9m行距 0~40cm土层的行中季平均含水率比西林
冠下、东林冠下的分别提高 2．45 和 1．20 ，其他各行距也有不同程度的提高，说明林木与小麦在土壤水分
方面有轻度的竞争作用；同时 40~lOOcm土层土壤含水率在不同位置的变化较 0~40cm土层变化小(见图
1)，说明毛白杨幼林对耕作层以下的土壤水分消耗较小，从侧面表明毛白杨幼林的根系分布不深，这个特点
对间作不利；林木行距越小，土壤季平均含水量有增加趋 衰1 不同#木行距条件下土壤平均含水牢
势，这是由于行距越小，林木遮荫增强，土壤物理蒸发减 Tab·l S0i1watez contentin diferenttm spaces betweni-ow$
少，作物蒸腾有一定的降低，其次风速减小，水汽交换变
小等原因使土壤含水量提高；在整个小麦生长季几乎所
有处理中东林冠下的土壤含水量明显高于西林冠下，这
位 置
Pahce
S oil
⋯
~ ter
⋯
~oalent
3 6 9 12 15
U口d 葱 l6_06 14．89 l 5lo 14．9o l4_ 4
说明当上午阳光直射到东林冠下土壤时，由于空气湿度 。行ftre to中wn
大，土壤表层水分物理蒸发相对较小，而下午阳光直射到
西林冠下土壤时空气相对湿度已小，从土壤到近地空气 u de东
r
湿度梯度增大，造成土壤物理蒸发量增加，使西林冠下土
壤含水量比东林冠下的更低，这表明林木与农作物最先
平 均
Average
发生水分竞争的地方在西林冠下。表 l为不同林木行距条件下土壤平均含水率，由表 l可知，土壤含水量与
问作林行距呈反比关系，用数学方程可表示土壤含水率(y)和林木行距 )的这种相关关系：
y一16．52—0．1043x (r一一0．8671) (1)
(1)式表明，土壤含水率和林木行距的关系较密切，当林木行距扩大 lOm时 0~100cm土层范围内西林
冠下土壤含水量降低 0．9 ，而东林冠下和行中的则分别降低 1．1 、平均降低 1．oH。从这个意义而言，严
重干旱季节中杨粮间作可在一定程度上减少灌溉次数。
2．2 不日林末行距对小麦叶绿集含■的影响
不同林木行距对农作物平均遮荫程度不同，小麦对遮荫生理反应之一是叶绿素含量的变化，这是植物适
衰2 不同#木符距条件下小麦叶绿素含量变化
Tab．2 Wheat leaf chlorophyl content in different tree spaces between rows
施 一 小袁叶晕 黝 一 。 硼。 ， ⋯
， 艘 ．
03—20 1．92 1 93 】．99 1．93 1．90 2．09 1 99 2
． 09
03-30 2．14 1．89 2．05 2 02 1．98 2．11 2．1O 2
． 05
04一lO 2·肋 2 18 2．15 2 o7 2．08 2．05 2 15 2
． 14
04 20 2·93 2 92 2．78 2．67 2．42 2．71 2． 62 2．60
0{ 30 3 27 3·18 3．1o 3．32 3．07 3 31 3． 41 2．93
05一lO 3 22 36 3．22 3 15 3．05 3 05 3． 35 3．02
05—20 3-Z{ 3．42 3．26 3．23 3．24 3 26 3
． 13 3 15
5一 3-80 3．42 3．35 3．42 3 19 3．27 3
． 02 3 O0
0^er； 2·81 2-79 2 74 2-73 2．62 2．70 2 72 2．62 ：
b 一目 g 0 l1￡ 一l H； i∞
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90 中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
应遮荫现象的正常反应，不同问作行距小麦叶绿素含量变化的测定结果见表 2。由表 2可知，不同行距小麦
叶绿素含量随小麦生长而逐步提高，且有随林木行距增大其含量下降的趋势，如 3m行距的不同位置小麦叶
绿素平均含量为 2．78mg／g，而 9m和 15m行距的不同位置小麦叶绿素含量分别为 2．70mg／g和 2．69
mg／g，分别下降了3．0 和 3．3 ；同时除3m行距处理由于行距过小，林冠下与行中小麦叶绿素含量差异较
小外，其他处理均为林冠下比行中小麦叶绿素含量高，提高幅度为 3．1 ～4．2 。
2．3 不同林木行距对小麦光合作用的影响
不同林木行距对小麦的遮荫程度不同，并最终表现在光合作用变化不同；同时相同行距不同位置的小麦
也因遮荫程度和林术根系竞争程度的不同而光合作用发生变化。由图2可知5月8日上午lO：00~10：30测
I5 9 6 3
S
圈 2 不同林术行距条件下
9 6 3
行距
S呻c0
盘
Fig．2 Wheat photosynthesis rate口d t~ampimtion ratio uader diferem tre spaces between rOWS
得的不同林木行距条件下不同
位置小麦的光合速率和蒸腾速
率变化情况，小麦光合作用和
蒸腾作用在不同行距条件下差
异较大，光合和蒸腾强度与林
木行距成正比关系；上午由于
西林冠下光照强度小．其光合
和蒸腾作用均最小．而行中则
最大。平均光合速率(P)和蒸
腾速率(J)与林木行距 )的
关系分别为：
P一 1．3474x+ 2．0237 (，一 0．9943) ‘ (2)
1—0．2248x+2．2549 (，一O．9591) (3)
上式表明，林木行距每增加 lm其光合速率提高 1．35~tmol／m ·S，蒸腾速率也提高0．22~mol／m S。由
方程式的斜率可知，林木行距对光合速率的影响比对蒸腾速率的影响程度更大，以上试验林木行距与光合作
用和蒸腾作用的关系是在较小行距条件下作出的，是否具有普遍意义尚有待于今后进一步深入探讨。
2．4 不日林木行距对小麦地上部分生物■的影响
不同杨粮间作行距对农作物生物量积累的影响不同，小麦生物量积累随时间变化呈现 S形曲线，符合
Logistic方程：
y一 —l+—
a
—
e ~ (4)
式中，y为生物量， 为常数，t为时间，n、6为待定参数。对上式分别求二阶和三阶导数得到的f表示连El生
物量生长最快时的时间值，而t 、 是连 日生长量
变化最快时的 2个点，2个点之间即生物量积累
高峰期，计算结果见表 3。由计算结果看，行距越
小，间作小麦生物量积累高峰期则越长，从而造成
成熟期拖后，如 3m行距小麦积累高峰需要47 d，
9m需要 37 d，15m需要 35 d。这个结果反映出
3m行距由于光照强度不足造成积累时间拖后、
衰 3 不同林术行距条件下小麦生物量积曩方程参数值
Tab．3 Equations parameters of wheat biomass accumulation
under different tree spaces between rows
行匪／m 经验方程参数 重要时间点(月一日)
；~pacm Io：luatlon I~ lttrleters mIp0n● n砒 1Ⅱs【m。Dth-de
h 4 6 r I f1
。
．
： ． 0
．
． 702
．
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． 一21
。
O4一
817。 。4
一
- 2
o
04
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- 。5
一
-
9 3 83 67 8011 0 0706 0 9798 04 3 05
15 3．30 66．1585 0．0757 0．98l2 O4—25 04—8 05一
拖长，即小麦生物量积累的速度下降，势必会影响小麦产量；1 5m行距积累时间用的最步，在同样收割时间
条件下小麦籽粒的成熟度最高，产量也最高．故生物量积累的速度是决定小麦产量的基础。
2．5 不日林木行距对小麦产■的影响
行距对小麦生长的影响较大．并最终体现在小麦的产量上(见图 3)。由图3可知，行距为3m的小麦产量
与生物量仅是行距为 15m的小麦产量、生物量的52．5％与 70．2 ，说明林木遮荫对农作物产量的影响程度
比其对生物量的影响程度大，即产量比其生物量对遮荫更敏感。在上述情况下林木的行距( )与小麦产量
(Yr~jt)和生物量(y -)呈线性正相关关系，其关系式为：
y t=306．0557x+2875．7959 (r一0．9675) (5)
y±自t=434．191 lx+8713．9365 (r一0．9351) (6)
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第 2期 袁玉欣等：扬粮间作行距对小麦生长及产量的影响 91
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3 6 9 I2 l 5
行距，m
Space
由图3可知，1 5m林木行距时小麦的产量最高 ，表明在目前的
间作林分年龄下随林木行距的增加则作物产量继续上升，即 1 5m
的行距并不是此时的最佳行距，可能会更大些。但 1 2m行距的小
麦产量和生物量已是 1 5m行距的 93．O 和 93．6 ，说明产量和
生物量的增加趋缓。用抛物线模型模拟行距和小麦产量的关系，以
确定在该林龄阶段的最佳行距，其关系式为：
y -=一11．8682x -k519．6854x-k2128．0988 (r=0．8374) (7)
利用(7)式可预报出该林龄下的最佳行距(见表 4)。由表 4可
图3 不同林木行歪与小麦产量殛生物-的关系知，在 浚林龄下当林木行距为 21~22m时小麦产量达到最高值，
Fig．3 YieId and bi0mass 0f wheat under 但以后随着林龄的渐增和树高的增高，林木对作物的遮荫和竞争
diferent tree spaces betwen row8 加强，农作物取得最高产量所需的行距会越来越大。结合以上分
～ 5年林龄时林木行距为20m；第 6
～ 7年林龄时林木隔行间伐，行距
变成 40m；同时若考虑到林木时的
经济价值，即第 1次间伐时林木就
可作为檩材或中径材出售，林木最
初的行距可设计为 25m，第 1次间
析，从粮食生产的角度提出了适于平原区杨粮间作的模式，即第 1
衰 4 不同林木行歪条件下的小麦产量测定位与方程磺报位
Tab．4 Wheat btⅡI】aTLd d sad equation torecast yield under diferent tree spaces between rows
伐的时间可推迟到 7～8年林龄左右。
3 小 结
林木行距对土壤含水率的影响是明显的，林木行距与土壤含水率有较密切的负相关关系，o～lOOcm范
围内的关系式为y 一16．523—0．1043x，说明间作可有效提高土壤含水量；不同林木行距条件东、西林冠
下的土壤含水量比其行中点含水量均低，3~15m行距条件下平均低 1．o ～5．3 ，说明毛白杨幼林与农作
物在水分方面有竞争；不同林木行距条件下小麦的叶绿素含量有差异，呈现叶绿素含量与林木行距呈反比的
趋势，如3m行距小麦叶绿素的平均含量分别比9m和 15m行距的高 3．o 和 3．3 。同时除 3m行距林冠下
和行中叶绿素差异较小(林木行距过小)外，9m和 15m行距林冠下的叶绿素含量比行中提高3．1 ～4．2 ，
试验说明叶绿素含量与遮荫程度成正比关系；林木不同行距与光合速率和蒸腾速率的关系较密切，成正比关
系，其相关系数均在 0．95以上。3~15m林木行距条件下每增加 lm其光合速率提高 1．3$umol／m ·s，蒸腾
速率提高 0．2,umol／m ．¨s；林木不同行距条件下小麦的生物量积累规律均符合 Logistic方程，从计算结果
看，行距越小，间作小麦的生物量积累高峰期则越长，从而造成成熟期拖后，甚至影响下 1季作物的播种，如
3m行距的小麦积累高峰需要47d，9m需要37d，15m需要35d；小麦产量在一定行距范围内与林木行距呈正
比关系，同时每1问作年限，农作物均有一个取得最高产量的行距，如在间作的第 4年龄时林木取得最高产
量的行距为21~22m，结合平原农区实际情况和作物产量，提出比较合理的林木株行距为间作1～5年，行距
为 20m，第 6～7年间伐，行距变为 40m。
参 考 文 献
1 Chlrwa W．， at．Patern of soil moisture depletion in aley cropping tlilde~"semiarid condition|n zambia
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1994—26：89～ 99
2 Chirwa W·一 aL Soil moisture change and maire productivity under alley cropping with leurmena and fleming ia heagemws at
~halimbana neax lusaka，~mbis．Forest Ec。__Mgmt．11994，27 zl3～ 19
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