项目名称:干旱绿洲区枣棉复合系统根系生态位竞争与土壤水分在种间分配响应关系

项目来源：国家自然科学基金委

起止时间：2014年1月~2017年12月

完成人员：马英杰、马亮、赵经华、洪明、王婷、艾鹏睿

项目简介：在干旱绿洲区，农林复合系统是一种重要的农业经营模式，明晰种间水分竞争关系 ，是农林复合系统水分高效利用和持续发展的关键。本项目以滴灌条件下的枣农复合系统为研究对象，通过4年的田间定位小区试验，重点研究在不同土壤水分条件下，枣棉复合系统根系竞争能力对土壤水分在种间分配的影响，揭示枣棉复合系统水分高效利用机制，探索年际间枣棉复合系统根系竞争关系的变化对系统蒸散量和水分分配关系的影响机理。

　　取得如下重要结果：对比单、间作模式下枣 树、棉花根系分布，种间竞争核心区由水平20-40cm逐渐外移至40-60cm处；竞争主导优 势由棉花逐渐转移到枣树；枣棉复合系统根区土壤水分在棉花苗期无竞争关系，各处理土壤水分效应为正效应，值为6.27~8.96%，而在棉花蕾期-花铃期存在竞争关系，土壤水分效应为负效应，其值分别-4.93~-2.86%、-11.61~-2.78%，表明随着棉花生育进程的发展，种间竞争有逐渐激烈的趋势；运用大型称重式蒸渗仪对枣棉复合系统的耗水规律进行分析，单作枣树在花期日均耗水强度达到最大，为4.42mm/d，其次在幼果期，为4.09m m/d，枣树从萌芽期到成熟期的腾发总量约为640.83mm；枣棉复合系统在幼果期日均耗水 强度达到最大，为6.79mm/d，其次在果实发育期，为5.64mm/d，腾发总量约为842.92mm ；运用微型蒸渗仪分析枣棉复合系统下枣树的棵间土壤蒸发强度，发现在萌芽展叶期各处理棵间土壤蒸发强度基本一致，在枣树花期-果实膨大期，单作棵间蒸发显著高于间作 棵间蒸发，差幅在8%~16%之间，间作棵间总蒸发量相比单作在整个生育期中减少了约32 mm。明确种间根系竞争关系，揭示枣棉复合系统的耗水规律，对科学制定枣棉复合系统灌溉制度,提高水分利用效率，具有重大的理论及现实意义。

　　截止2017年12月31日，已发表5篇核心期刊论文，其中1篇被SCI检索；4篇论文待发表；申获发明专利1项、软件著作权2项、实用新型专利3项；已培养硕士研究生3名。该项目采用大型称重式蒸渗仪、稳定碳同位素法等对枣棉复合系统蒸发蒸腾量的变化规律，种间水分竞争关系和水量分配比例关系等内容进行分析研究，精确计算各生育阶段不同作物的耗水规律。为科学制定干旱区枣棉复合系统灌溉制度提供理论依据。