全 文 ：第 wt卷 第 u期
u s s x年 v 月
林 业 科 学
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¤µqou s s x
坡耕地等高固氮植物篱复合经营
系统根系分布格局研究 3
孙 辉 谢嘉穗 唐 亚
k四川大学环境科学与工程系 成都 ytssyxl
摘 要 } 研究根系的数量 !长度和生物量在植物篱 p 桑树 p 脐橙坡地复合经营系统中不同位置和层次的分布 ∀
结果表明 }植物篱树种新银合欢根系主要在植物篱带垂直分布 o深度超过 t1s ° o分布于植物篱带的 ∴t °°粗根数
量 !根长密度和生物量分别占该树种粗根总数量 !总长度和总生物量的 yu h !yy h和 {y h ~套种在植物篱中的桑树
的根系沿植物篱带分布 o∴t °°粗根数量 !长度和生物量分别占粗根总数 !总长度和总生物量的 xs h !w| h 和
|t h ~脐橙根系较浅 o主要分布在作物种植带中间上下 s1y °的范围内 o深度不足 s1y ° o分布于作物带中央上下 s1y
°范围的 ∴t °°粗根数量 !长度和生物量占总量的 {v h !{v h和 {x h ~新银合欢  t °°细根主要在植物篱带及其
两侧 s1y °内 o分布于该范围的细根数量 !长度和生物量分别占相应总量的 zv h !z| h和 zu h ~桑树  t °°细根分
布与新银合欢类似 o分布于该范围的数量 !长度和生物量分别占相应总量 zs h !{x h和 zz h ~脐橙  t °°细根主要
分布在其植株周围 s1y °范围 o其数量 !长度和生物量分别占相应总量的 zs h !yv h和 yw h ∀该农林复合经营系统
中新银合欢植物篱和套种在其中的桑树根系分布重叠 o有利于桑树充分利用新银合欢根系提供的养分 ~脐橙与新
银合欢和桑树的根系在土壤剖面的水平和垂直分布上不重叠 o生态位合理分离 o减少了各组分之间的水分和养分
竞争 o该复合经营模式中 w °的作物带宽度对种植脐橙可能是比较合理的 ∀
关键词 } 固氮植物篱种植 ~根系分布格局 ~复合农林业 ~干旱河谷
中图分类号 }≥zxv1xvn y 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsu p sss{ p s{
收稿日期 }ussv p sw p su ∀
基金项目 }国家重点基础研究发展规划项目kŠt||{sws{ssl !教育部振兴计划和中国科学院院长基金资助 ∀
3 唐亚为通讯作者 ∀
∆ιστριβυτιον Παττερνσ οφ Ροοτ Σψστεµ υνδερ Χοντουρ Ηεδγεροω Ιντερχροππινγ
ον Σλοπελανδ ιν ∆ρψ ς αλλεψ οφ τηε ϑινσηα Ριϖερ
≥∏± ‹∏¬ ÷¬¨ ¬¤¶∏¬ פ±ª≠¤
k ∆επαρτµεντ οφ ΕνϖιρονµενταλΣχιενχε ανδ Ενγινεερινγ o Σιχηυαν Υνιϖερσιτψ Χηενγδυytssyxl
Αβστραχτ } Œ±¤«¨§ª¨µ²º¬±·¨µ¦µ²³³¬±ª¶¼¶·¨°oµ²²·§¬¶·µ¬¥∏·¬²±¬¶¦¯²¶¨ ¼¯ µ¨ ¤¯·¨§·²¬±·¨µ¤¦·¬²±µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨ ±¨ «¨ §ª¨µ²º¶
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¬± º«¬¦« °∏¯¥¨µµ¼k Μορυσ αλβαl ·µ¨ ¶¨º¨ µ¨ ¬±·¨µ³¯¤±·¨§º¬·«¬± ¤s1w °2º¬§¨ «¨ §ª¨µ²º ¤±§¶º¨ ·¨²µ¤±ª¨k¦¬·µ∏¶¦¬±¨ ±2·µ¨ ¶¨º¨ µ¨
ªµ²º±¬±·«¨ v1{ °2º¬§¨ ¤¯¯¨ ¼o º¨ µ¨ §¨·¨µ°¬±¨ §¥¼ §¨¶·µ∏¦·¬²± ¶¤°³¯¬±ª °¨ ·«²§q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¬±§¬¦¤·¨§·«¤·µ²²·¶²©¯¨ ∏¦¤¨ ±¤
kΛευχαεναλευχοχεπηαλαl ¤±§°∏¯¥¨µµ¼ º¨ µ¨ °¤¬±¯¼ §¬¶·µ¬¥∏·¨§¬±¶²¬¯ ∏±§¨µ«¨§ª¨µ²º¶oº«¬¯¨ °∏¯¥¨µµ¼µ²²·¶§¬¶·µ¬¥∏·¨§°¤¬±¯¼
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¤±§°¬±¬°¬½¬±ª∏±§¨µªµ²∏±§¬±·¨µ¤¦·¬²±¶¤±§¦²°³¨·¬·¬²± ©²µº¤·¨µ¤±§±∏·µ¬¨±·¶¥¨·º¨ ±¨ «¨ §ª¨µ²º¶¤±§¬·¶¦²°³¤±¬²± ¦µ²³¶
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Κεψ ωορδσ} ¦²±·²∏µ«¨§ª¨µ²º¬±·¨µ¦µ²³³¬±ª~µ²²·§¬¶·µ¬¥∏·¬²± ³¤·¨µ±¶~¤ªµ²©²µ¨¶µ·¼~§µ¼ √¤¯¯¨ ¼
等高固氮植物篱农林复合经营模式即在坡耕地上沿等高线每隔一定距离种植双行固氮植物篱 o植物篱
中间的土地为作物种植带 ∀在这个系统中植物篱用于防治水土流失 o刈割枝叶为农作物提供绿肥或用作牲
畜饲料 o也可覆盖地表加强防治土壤侵蚀的效果 ∀在热带地区对这种模式的土壤培肥效果kŽ¤±ª ετ αλqo
t|{t ~¤¯ ot|{|l !土壤理化性质变化kŽ¤±ª ετ αλqot||s ~„ª∏¶ ετ αλqot||zl !水土保持效果kŽ¬¨³¨ ot||xl !植
物篱与农作物之间的相互关系等进行了较多研究k¦¯±·¼µ¨ ετ αλqot||z ~Œ°² ετ αλqousssl ∀唐亚 !孙辉等在
亚热带四川金沙江流域干旱河谷利用等高固氮植物篱综合治理坡耕地等方面进行了较详细的研究kפ±ª ετ
αλqousss ~ussv ~孙辉等 ot||| ~usstl o并在固氮植物篱枝叶矿化过程 !复合经营 !提高土地经济效益方面取得
了进展k孙辉等 oussu¤~ussu¥~ussv ~袁远亮等 ousssl ∀但是 o对于植物篱复合经营系统中各组分之间关系的
争议较大 o而农林复合经营各组分之间的竞争或协同关系很大程度上是由于地下部分的相互作用引起的k马
秀玲等 ot||z ~¨«°¤±± ετ αλqot||{l ∀我国过去 ts余年的研究 !试验 !示范和初步推广应用结果均表明 o植物
篱农林复合经营是一项适宜于我国亚热带山区特点的种植模式 o具有广阔的应用前景k唐亚等 ousstl ∀但目
前对这一系统中根系研究方面的工作还不够 ∀本文通过对亚热带干旱河谷坡地等高固氮植物篱 p桑树
k Μορυσ αλβαl p脐橙k Χιτρυσσινενσισl这种复合经营系统的根系分布格局的研究 o旨在探索南亚热带和干旱河
谷的植物篱复合经营系统地下部分的相互关系 ∀
t 研究区域概况
试验在地处金沙江干暖河谷区的四川省宁南县等高固氮植物篱试验与示范园进行 ∀示范园地处金沙江
支流干暖河谷气候区 o旱季雨季明显 o年降雨量 yys ∗ t tws °° o平均 |tx1t °° ox ) ts月的雨季降雨量占全
年的 {z1| h ∀实验区海拔 t wss ∗ t w{x ° o坡向西南 o坡度 tx ∗ v{β ~土壤为褐红壤 o建点时表土有机质含量
tt1t ª#®ªpt o全氮含量 s1xv ª#®ªpt ∀示范园于 t||w年建立 o植物篱树种主要为新银合欢kΛευχαεναλευχοχεπηα2
λαl !山毛豆k Τεπηροσια χανδιδαl等 ∀
本研究所涉及的新银合欢固氮植物篱建立于 t||w年 o植物篱通过刈割将高度控制在 s1w ∗ t °左右 o刈
割的新鲜枝叶作为绿肥覆盖在植物篱之间的作物带地表和脐橙根部 o可以同时防治土壤侵蚀和减少地表蒸
发 o刈割枝叶量平均为 tx sss ®ª#«°pu ∀作物带中脐橙于 t||y年种植 ot|||年投产 ∀新银合欢植物篱为双
行 o植物篱宽度 xs ¦°o相邻植物篱间距 w °∀新银合欢植物篱中套种桑树 o桑树间距为 u ° ~植物篱之间的作
物带种植一行脐橙 o脐橙株距为 u °∀
图 t 坡地植物篱复合经营示意图
ƒ¬ªqt ≤²±·²∏µ«¨ §ª¨µ²º ¬±·¨µ¦µ²³³¬±ª¶¼¶·¨° ¤¯²±ª¶¯²³¨
u 研究方法
根系研究方法采用收获法与根钻法相互结合 ∀根钻
直径 us ¦°o深 ts ¦°o取样时水平中心位置分别为 p t1z !
p t1t !p s1x !s !s1x !t1t !t1z ° o土壤剖面深度中心为 vs !
ys和 |s ¦°k取样位置如图 t所示l ∀x次重复 ∀
采挖剖面k取样剖面l为植物篱下侧作物带中间至植
物篱上侧作物带之间 o顺坡长 w1x ° ≅ 宽 s1y ° ≅ 深 t1s
° o层次为 s ∗ wx !wx ∗ zs !zs ∗ tss ¦°~沿坡面以植物篱为
中心 op u1s ∗ p t1w !p t1w ∗ p s1{ !p s1{ ∗ p s1u !p s1u
∗ s1u !s1u ∗ s1{ !s1{ ∗ t1w !t1w ∗ u1s °分段采挖 o如图 t
所示k植物篱下侧为负l ∀v次重复 ∀
根据新鲜根颜色的明显差异 o将新银合欢 !桑树和脐橙根系分别捡出 o剔除死根 ∀细根分级标准从  t
°°到  x °°不等k张小全等 ousstl o一般认为  t °°的细根为吸收根或吸水根k…µ∏±±¨ µετ αλqoussu ~马秀
| 第 u期 孙 辉等 }坡耕地等高固氮植物篱复合经营系统根系分布格局研究
玲等 ot||zl o本研究按直径 ∴t °°和  t °°将根分为 u级 ∀分别测量各层次各位置不同植物根数k ∴t °°
根的根数为该土层的实际根段数 o t °°的根数为根尖数l !长度和鲜重 o细根长度计算采用交叉法测量
k…²«±ot|{xl o然后结合土壤体积换算成根长密度 ∀
v 结果分析
311 植物篱复合经营系统根系的数量分布格局
大于 t °°粗根的数量分布如图 u所示 ∀可以看出 o在 s ∗ wx ¦°土层 o新银合欢粗根主要分布在植物篱
带及两侧 s1x °范围内 o占总量的 z{ h o在植物篱下侧作物带有少量分布 ~桑树粗根主要分布在植物篱带 o占
总数量的 yy h ~脐橙根系主要分布在脐橙植株上侧该土层作物带 o在植物篱带没有粗根分布 ∀
wx ∗ zs ¦°土层这几种植物粗根的数量分布规律与 s ∗ wx ¦°相似 o但是数量大大减少 ∀植物篱和桑树
粗根仍然主要分布在植物篱带 o其余少量粗根在植物篱上下两侧作物带中呈对称分布 o但数量远远低于脐
橙 o新银合欢粗根在植物篱带占 xx h o桑树粗根主要分布在植物篱带 o占 wu h ∀该土层中新银合欢的粗根数
量远远多于桑树和脐橙 o且主要分布在植物篱带 o说明新银合欢是直的深根系 ~脐橙在作物带的细根数量远
远高于新银合欢和桑树 ~桑树根系主要沿植物篱带分布 ∀
zs ∗ tss ¦°土层新银合欢和桑树的粗根数量较大 o仍然主要分布在植物篱带 o分别占总数量的 ww h和
u| h o但是 o在植物篱两侧作物带中的分布偏向于植物篱上侧的作物带 o特别是新银合欢向作物带深层土壤
扩展比较大 ∀
图 u 植物篱复合经营系统植物篱 !桑树和脐橙的 ∴t °°粗根数量分布格局
ƒ¬ªqu ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ³¤·¨µ±¶²©·«¬¦®µ²²·¶²©¯¨ ∏¦¤¨ ±¤o°∏¯¥¨µµ¼ ¤±§²µ¤±ª¨ k < ∴t °°l
图例下同 ∀׫¨ ¶¤°¨¯¨ ª¨ ±§¤¶¥¨ ²¯º q
植物篱复合经营系统小于 t °°根系的数量分布如图 v所示 ∀可以看出 o在 s ∗ wx ¦°土层 o新银合欢细
根主要分布在植物篱带面 o占总量 yx h ~在植物篱下侧作物带仅有少量分布 ~桑树根系分布在植物篱带及其
下侧的土层 o占 xy h ~脐橙根系主要分布在该土层作物带 o特别是脐橙植株上侧 ∀
在 wx ∗ zs ¦°土层 o这 v种植物根系数量分布规律与 s ∗ wx ¦°相似 o但是数量大大减少 ∀和桑树根系仍
然主要分布在植物篱带 o其余少量根系在植物篱上下两侧作物带中呈对称分布 o但数量远远低于脐橙根系 ∀
该土层中新银合欢的粗根数量远远多于桑树和脐橙 o且主要分布在植物篱带 o这进一步说明新银合欢是直的
深根系 ~桑树的根系主要沿植物篱带分布 o占总根数的 xs h ∀
在 zs ∗ tss ¦°土层新银合欢和桑树的细根数量较多 o且主要分布在植物篱带 o分别占总数量的 w{ h和
ww h o其余的根系在植物篱两侧的作物带中分布 o但偏向于植物篱上侧的作物带 o特别是新银合欢 o这说明植
物篱根系向作物带深层土壤扩展 ∀
st 林 业 科 学 wt卷
图 v 植物篱复合经营系统植物篱 !桑树和脐橙的  t °°细根数量分布格局
ƒ¬ªqv ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¤°²∏±·²©©¬±¨ µ²²·¶²©¯¨ ∏¦¤¨ ¤¯o °∏¯¥¨µµ¼ ¤±§²µ¤±ª¨ k <  t °°l
新银合欢 !桑树和脐橙的粗根和细根数量在整个土壤剖面与植物篱的不同位置分布如表 t所示 ∀新银
合欢和桑树的粗根在植物篱带的分布占总数量的 xs h以上 o在植物篱下侧 s1{ °内有一些分布 o脐橙粗根主
要分布在距植株 ys ¦°范围内 o占 zt h ~新银合欢细根在植物篱带及其相邻土壤中分布了近 yx h o桑树细根
在植物篱带及其上下侧土壤分布了 zs h o脐橙细根在植物篱以外作物带土壤分布了 |z h以上 ∀
表 1 等高植物篱复合经营模式根系数量在系统中不同位置的分布比例
Ταβ . 1 Ρατιο οφ ροοτσ ατ διφφερεντ ποσιτιονσ οφ χοντουρ ηεδγεροω ιντερχροππινγ σψστεµ h
位置
°²¶¬·¬²±¶Π°
粗根 •²²·¶∴t °° 细根 •²²·¶ t °°
桑树
∏¯¥¨µµ¼
新银合欢
¨∏¦¤¨ ±¤
脐橙
’µ¤±ª¨
桑树
∏¯¥¨µµ¼
新银合欢
¨∏¦¤¨ ±¤
脐橙
’µ¤±ª¨
p u1s ∗ p tw |1t| t1yw wv1st y1y{ x1yt ts1st
p t1w ∗ p s q{ |1zv v1yt y1|| |1{x v1zy y1{|
p s1{ ∗ p s qu tu1wv tu1{u t1ws uu1xs {1vy v1sy
p s1u ∗ s qu xs1uz yu1xw s1ss vw1zw wz1xs u1s|
s1u ∗ s q{ z1xz ts1{w {1sw tt1|x tz1sx tz1vy
s1{ ∗ t qw ts1{t z1xy tu1uw tt1xv tu1sy vw1wy
t1w ∗ u qs s1ss s1|| u{1vu u1zw x1yy uy1tw
312 植物篱复合经营系统根系的根长密度分布格局
大于 t °°根的根长密度分布如图 w所示 ∀可以看出 o在 s ∗ wx ¦°土层 o新银合欢根长密度在植物篱带
最大 o其长度分别占总长度的 z| h ~在植物篱下侧作物带有少量分布 o桑树根系分布在植物篱带的土层占
yy h ~脐橙根系主要分布在植株上侧作物带 o占总长 ys h ∀
wx ∗ zs ¦°土层的根长密度分布规律与 s ∗ wx ¦°相似 o但是根系数量大大减少 ∀新银合欢和桑树根系
仍然主要分布在植物篱带 o分别占其总长的 yx h和 vx h o其余根系分布在植物篱上下两侧 t °以内作物带
中 o但下侧略高于上侧 ~脐橙根长密度在脐橙周围 s1x °范围最大 o占总长度的 z{ h ∀
zs ∗ tss ¦°土层新银合欢和桑树的粗根仍然主要分布在植物篱带 o分别占总长度的 yv h和 x{ h o在植
物篱两侧作物带中 o新银合欢根系分布偏向于植物篱上侧的作物带 o而桑树根系偏向于作物带下侧分布 ∀脐
橙在该土层基本上无粗根分布 ∀
小于 t °°细根根长密度分布如图 x所示 ∀可以看出 o在 s ∗ wx ¦°土层 o新银合欢细根主要分布在植物
篱带 o占总长度的 w| h o其余主要集中于在植物篱上侧作物带kus h l ~桑树细根在植物篱带占 yv h o其余主
要集中在植物篱下侧作物带kut h l ~脐橙根系主要分布在植物篱带上侧 t1x °范围内k占细根总长 z| h l ∀
在 wx ∗ zs ¦°土层 o根长密度分布规律与 s ∗ wx ¦°相似 o但是根系长度大大减少 ∀新银合欢和桑树根系
仍然主要分布在植物篱带k分别占其总长的 v{ h和 wv h l o其余少量根系分布在植物篱上下两侧作物带 o新
银合欢主要向上侧作物带分布kuv h l o桑树细根呈对称分布 ~脐橙细根主要分布于植株上侧 s1zx °范围内 o
tt 第 u期 孙 辉等 }坡耕地等高固氮植物篱复合经营系统根系分布格局研究
图 w 植物篱复合经营系统植物篱 !桑树和脐橙的 ∴t °°粗根根长密度分布格局
ƒ¬ªqw ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¯¨ ±ª·«§¨±¶¬·¼ ²©·«¬¦®µ²²·¶²©¯¨ ∏¦¤¨ ±¤o°∏¯¥¨µµ¼ ¤±§²µ¤±ª¨ k < ∴t °°l
占细根总长 yv h ∀
zs ∗ tss ¦°土层新银合欢和桑树的细根仍主要分布在植物篱带 o分布的细根占总细根长度的 yt h和
zt h o这说明新银合欢和桑树在深层土壤分布的直根系的特点 ~脐橙在该深度的细根主要分布于植株的下侧
s1x °范围内kyy h l ∀
图 x 植物篱复合经营系统植物篱 !桑树和脐橙的  t °°细根长度分布格局
ƒ¬ªqx ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¯¨ ±ª·«²©©¬±¨ µ²²·¶²©¯¨ ∏¦¤¨ ±¤o°∏¯¥¨µµ¼ ¤±§²µ¤±ª¨ ·µ¨ ¶¨k <  t °°l
表 u可以看出 o在整个土壤剖面 o新银合欢及桑树粗根主要分布在植物篱带及其下侧ks1{ °以内l o分
布占总长的 z{ h和 y{ h o脐橙粗根在脐橙植株上下 s1y °范围内占了 y| h ~在细根长度方面 o新银合欢细根
分布在植物篱及其上侧ky{ h l o桑树细根集中分布在植物篱带及其下侧kz| h l o脐橙的细根分布不对称 o向
脐橙下侧分布到植物篱基部k占总长 zz h l o而在脐橙植株上侧分布很少 ∀
表 2 植物篱复合经营模式根长密度在系统中不同位置的分布比例
Ταβ . 2 Ρατιο οφ ροοτσλενγτη δενσιτψ οφ διφφερεντ ποσιτιονσιν χοντουρ ηεδγεροω ιντερχροππινγ h
位置
°²¶¬·¬²±¶Π°
粗根 •²²·¶∴t °° 细根 •²²·¶ t °°
桑树
∏¯¥¨µµ¼
新银合欢
¨∏¦¤¨ ±¤
脐橙
’µ¤±ª¨
桑树
∏¯¥¨µµ¼
新银合欢
¨∏¦¤¨ ±¤
脐橙
’µ¤±ª¨
p u1s ∗ p t qw y1u| u1ss vz1tv v1us v1ys |1tv
p t1w ∗ p s q{ |1sz w1zw ts1u| w1uw v1|| {1u{
p s1{ ∗ p s qu t|1uy tt1|y t1x| tz1tz |1y{ v1z{
p s1u ∗ s qu w{1|x yy1uw s1ss yu1sw xs1s{ t1yw
s1u ∗ s q{ {1vs {1{v x1wy y1ty t{1{u t|1wu
s1{ ∗ t qw {1tv x1xt tu1zy x1zx ts1uv vx1w|
t1w ∗ u qs s1ss s1zu vu1zz t1ww v1yt uu1uy
313 植物篱复合经营系统根系的生物量分布格局
大于 t °°根系的生物量分布如图 y所示 ∀可以看出 o在 s ∗ wx ¦°土层 o新银合欢和桑树粗根生物量集
ut 林 业 科 学 wt卷
中在植物篱带 o分别占粗根总生物量的 |{ h和 |u h ~脐橙粗根生物量主要集中于脐橙植株下侧距植株 t1x °
范围内 o占粗根总生物量 yy h ∀这说明用作植物篱的新银合欢和种植于植物篱中经济植物桑树的粗根生物
量在作物带耕作层分布极少 ∀
在 wx ∗ zs ¦°土层 o新银合欢和桑树的粗根生物量集中分布于植物篱带及其相邻 s1x °的两侧 o其中植
物篱带粗根生物量分别占总量的 xs h和 x{ h ~脐橙粗根生物量主要集中在距植株 s1x °范围内kzx h l ∀
在 zs ∗ tss ¦°土层 o新银合欢和桑树的粗根生物量仍较大 o主要分布在植物篱带 o分别占粗根总生物量
zy h和 yw h ~脐橙在各位置的粗根生物量均很小 ∀
图 y 植物篱复合经营系统植物篱 !桑树和脐橙 ∴t °°粗根生物量分布格局
ƒ¬ªqy ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©§µ¼ ¥¬²°¤¶¶²©·«¬¦®µ²²·¶²©¯¨ ∏¦¨¤±¤o°∏¯¥¨µµ¼ ¤±§²µ¤±ª¨ k < ∴t°°l
小于 t °°的细根生物量分布如图 z所示 ∀可以看出 o在 s ∗ wx ¦°土层 o新银合欢细根生物量集中在植
物篱带及其两侧 o分别占细根总生物量的 zw h和 {v h o细根生物量相对粗根生物量要分散得多 o并随与植物
篱的距离增大而递减 ~脐橙细根生物量主要集中于植株下侧距植株 t1x °范围内 o占细根总生物量 zx h ∀这
说明新银合欢和桑树的细根在作物带耕作层分布极少 ∀
在 wx ∗ zs ¦°土层 o新银合欢和桑树细根生物量集中在植物篱带及其上侧 o分别占细根总生物量的 yw h
和 ys h ~脐橙细根生物量主要集中在植株及其下侧 t1s °范围内kyt h l ∀
在 zs ∗ tss ¦°土层新银合欢和桑树的细根数量较大 o主要分布在植物篱带 o在两侧作物带中的分布偏
向于植物篱上侧的作物带 ~脐橙在该深度也有细根分布 o生物量随与脐橙距离增大而递减 ∀
图 z 植物篱复合经营系统植物篱 !桑树和脐橙的  t °°细根生物量分布格局
ƒ¬ªqz ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¥¬²°¤¶¶²©©¬±¨ µ²²·¶²©¯¨ ∏¦¨¤±¤o°∏¯¥¨µµ¼ ¤±§²µ¤±ª¨ k <  t °°l
从表 v可以看出 o新银合欢和桑树 ∴t °°粗根干重在植物篱带的土壤中分别占了 {y h和 |t h ~脐橙的
粗根分布较散 o在植株周围 ys ¦°范围分布了 {w h o在植物篱带没有脐橙粗根 ∀新银合欢的  t °°细根生
vt 第 u期 孙 辉等 }坡耕地等高固氮植物篱复合经营系统根系分布格局研究
物量在植物篱及其上侧土壤中占了 yu h o桑树细根生物量在植物篱及其两侧土壤中占 zz h ~脐橙细根在作
物带土壤中分布了 |x h以上 ∀
表 3 植物篱复合经营模式根系生物量在系统中不同位置的分布比例
Ταβ . 3 Ρατιο οφ ροοτσ βιοµ ασσ οφ διφφερεντ ποσιτιονσιν χοντουρ ηεδγεροω ιντερχροππινγ h
位置
°²¶¬·¬²±¶Π°
粗根 •²²·∴t °° 细根 •²²·¶ t °°
桑树
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新银合欢
¨∏¦¤¨ ±¤
脐橙
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桑树
∏¯¥¨µµ¼
新银合欢
¨∏¦¤¨ ±¤
脐橙
’µ¤±ª¨
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p t1w ∗ p s q{ s1{{ t1uw z1xx z1u| w1ts ts1v|
p s1{ ∗ p s qu u1{t z1uz u1z{ uu1st ts1tv v1vu
p s1u ∗ s qu |t1vs {y1vw s1ss vz1tt vs1|t t1vu
s1u ∗ s q{ t1|| v1{u w1|y t{1t| vt1tv ut1y{
s1{ ∗ t qw u1uw s1xu uv1|z {1{| tv1{w uz1x|
t1w ∗ u qs s1ss s1s| vy1{y t1|{ y1sw uv1yu
从以上分析可以看出 o新银合欢和桑树 ∴t °°粗根和  t °°细根 o不论数量 !长度和生物量 o都主要分
布在植物篱带土壤中和植物篱临近两侧 ~脐橙的根系主要分布作物带中 o在植物篱带的土壤中分布很少 ∀本
研究中植物篱间距采用 w ° o在防治土壤侵蚀 !土壤培肥和提高经济效益方面 o效果比较理想k孙辉等 ot|||l o
许峰等kt|||l在三峡的研究结果也表明植物篱最大间距应控制在 x1| °以内 o才能达到植物篱有效控制水
土流失 !防止光竞争 !提高土地利用率等目的 ∀因此 o在干旱河谷坡耕地上 o等高固氮植物篱 p桑树 p脐橙模
式中植物篱 w °间距对种植脐橙在经济方面和水土保持方面都是较合理的 ∀
w 讨论
对新银合欢等高固氮植物篱复合经营系统根系分布格局研究表明 o植物篱根系主要集中分布在植物篱
带及两侧 s1x °范围内 o而且粗根在作物带中分布很少 o在深土层主要集中在植物篱带 o脐橙根系较浅 o主要
分布在脐橙植株 t1s °的范围内 ∀这种分布格局使植物篱可以利用深层土壤的水分 o吸收深层土壤的养分
和表层淋溶的养分并通过刈割枝叶返还给作物带 o与对农林复合经营系统中作物与木本植物关系的一些假
设是相符的k≠²∏±ªot|{|l o即通过调整农林复合经营各组分的时空配置来降低各组分间的养分竞争 !促进
和提高整个系统养分循环效率是可行的 ∀
利用植物篱进行复合经营的主要目的在于坡耕地水土保持和土壤培肥 o同时植物篱与农作物或经济作
物尽量不发生或少发生水分 !养分和光的竞争 ∀水土保持可以通过植物篱的拦截过滤作用和形成生物梯地
来实现k孙辉等 ot|||l o已有的研究也表明植物篱在旱季利用土壤深层的水分 o并在雨季增加水分向深层渗
透 o与农作物没有明显的水分竞争k孙辉等 oussu¥l ~在养分方面 o植物篱系统中土壤养分不但沿土壤剖面深
度分异 o而且随与植物篱的距离不同而出现水平分异 o二者之间根系在养分上没有明显的竞争 ∀该系统中植
物篱与脐橙的根系分布在各土壤层次均不重叠的根系分布格局 o是该复合经营系统土壤水分和养分在坡面
水平方向上分异的根本原因 ∀这为像在干旱河谷这类水分时空分布极为不均的地区通过合理物种发展农林
复合经营 o充分利用不同深度土壤水分和养分资源 o发展可持续旱地农林业提供了新的思路 ∀
因为固氮植物篱通过细根周转 o向作物带输入氮素和有机质 ~同时植物篱对坡面径流的拦截 o沿植物篱
根系下渗的水分总量和深度均比作物带大 ∀这使植物篱土壤水分和养分状况都优于作物带 o由于根系的向
水性和向肥性 o从而使桑树根系与植物篱根系在很大程度上是重叠分布的 o桑树根系沿植物篱带分布 o向作
物带扩展很少 ∀正因为如此 o当地常规栽培的桑园和地埂桑每年需要施肥 v ∗ w次 o而植物篱中种植的桑树
不施肥也可生长良好 o充分利用了植物篱带土地 o提高经济效益k袁远亮等 ousst ~פ±ª ετ αλqoussvl ∀
植物篱复合经营系统地下部分的研究不仅涉及植物篱和其他作物间的协同和竞争作用 o而且在弄清该
系统中各组分对水分和养分动态和利用模式 !提高水分和养分利用效率和优化各组分的时空配置等方面也
十分重要 ∀ ≠²∏±ªkt|{|l认为 o在农林复合经营中 o地下部分在维持土壤肥力方面与地上部分同等重要 o因为
固氮植物篱通过细根周转 o向较深层次的土壤输入氮素和有机质 o但目前仍缺乏这方面的研究 ∀因此 o在固
wt 林 业 科 学 wt卷
氮植物篱根系生物量和细根周转率对土壤养分动态的影响 o还需进一步深入研究 ∀
参 考 文 献
马秀玲 o陆光明 o徐祝龄 o等 qt||z q农林复合系统中林带与作物的根系分布特征 q中国农业大学学报 ou }ts| p ttx
孙 辉 o唐 亚 o陈克明 o等 qt||| q固氮植物篱防治坡耕地土壤侵蚀效果研究 q水土保持通报 ot||| ot|kyl }t p x
孙 辉 o唐 亚 o王春明 o等 qusst q等高固氮植物篱技术 ) ) ) 山区坡耕地保护性开发利用的有效途径 q山地学报 ot|kul }tux p tu|
孙 辉 o唐 亚 o赵其国 o等 qussu¤q植物篱枝叶有机碳分解研究 q土壤学报 ov| }vyt p vyz
孙 辉 o唐 亚 o赵其国 qussu¥q干旱河谷区坡耕地植物篱种植系统土壤水分动态研究 q水土保持学报 otyktl }{w p {z
孙 辉 o唐 亚 o赵其国 o等 qussv q植物篱枝叶中 ° !Ž!≤¤和 ª矿化过程研究 q应用与环境生物学报 o| }t p y
唐 亚 o谢嘉穗 o陈克明 o等 qusst q等高固氮植物篱技术在坡耕地可持续耕作中的应用 q水土保持研究 o{ktl }tsw p ts|
许 峰 o蔡强国 qt||| q等高植物篱在南方湿润山区坡地的应用 }以三峡库区紫色土坡地为例 q山地学报 otzkvl }t|v p t||
袁远亮 o孙 辉 o唐 亚 qusss q固氮植物篱梯埂套种桑树效益的初步研究 q中国生态农业学报 o{kul }y| p zt
张小全 o吴可红 qusst q森林细根生产和周转研究 q林业科学 ovzkvl }tuy p tv{
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…²«± • qt|{x q根系研究法 q薛德榕译 q北京 }科学出版社
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