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目的:为了研究不同树种结构农田防护林与林下作物间的相互作用,找到农田防护林对林下作物胁迫规律及程度,而采取不同克服技术来控制其胁地影响。研究内容:本实验选取了位于河南省东部平原地区商丘市梁园区林场单行泡桐防护林带、商丘市民权林场两种单行杨树防护林带。在各防护林防护范围内,以林带行距(m)来确定测点,测定杨树—牧草、杨树—杂草、泡桐—辣椒三种模式土壤水分、土壤养分、根长和根量分布及植物生物量等指标。结果表明:在防护林带的防护范围内,随与林带距离的变化,土壤含水率、作物生物量、土壤根系分布范围均有明显变化,而土壤营养元素无明显变化规律。这说明在农林复合系统实际生产中的胁地效应,主要是由防护林根系与作物争夺土壤中水分而产生的。(1)含水率的高低决定了植物地上、地下部分的生长范围。通过对土壤含水量的测定,探索建设防护林的不同造林树种根系分布与土壤水分的关系,进而研究出胁地规律。对两种防护林带土壤含水量的研究分析显示:根系的分布和根系生物量在一定的范围内与土壤的含水量呈现正相关趋势。由于林带有效根集中分布在0—40cm土层范围内,所以0—40cm土层也是吸收和利用水分的主要区域。两种防护林带的根系分布与土壤水分的消耗特征相似。在林木生长的旺盛期,林带消耗0—20cm土层的水分较多,所以说20—40cm土层内土壤含水量较上层的高。土壤含水量的大小受到林带树冠的影响,树冠边缘处的土壤含水量有明显的变化趋势。三种试验样地的两种处理样带含水量与对照带含水量相比较,均有较为明显的差异。两个土层含水量均有明显的季节变化,对合理有效利用季节性降水有着重要的意义。杨树—牧草试验地的胁迫范围在8m左右,杨树—杂草试验样地的影响范围在4m左右,北面胁迫较重。泡桐试样地的胁迫在3m左右,东西两侧大致相同。(2)在三块试验样地中,对不同处理样带及对照带的土样通过测定、计算得出:土壤有机质含量随着距林带距离的增加,并无明显变化。这说明由防护林所产生的胁地效应对土壤营养元素的含量没有影响。(3)林带根系分布情况随着远离林带距离的增大,三种林带根系生物量和长度均有明显下降趋势,根株附近的大根所占的比例较高,同时远离林带处的细根所占比重较高,并且在垂直土层分布中0—20cm土层的根长和根重都较20—40cm土层的比率高。由此得出植物根长总体上随着垂直土层深度增加和远离树干距离增大而逐渐减小,根量呈现为两边多中间少的规律。三种复合模式相比,杨树林带根系比泡桐根系发达。行距30m、20年生杨树林带根系水平分布达到1.3H(H=11.5m)且中根数量较大,占整个研究样带的81%,须根较少只占到总根量的19%。根系生物量中根占整条研究样带的76%,须根占整条样带的24%。行距12m、7年生杨树林带根系水平分布范围在0.4H。行距15m泡桐2年生,防护林带的根系分布范围较杨树林带明显减少,泡桐根系水平分布达0.3—0.4H。0—20cm土层中,根系生物量占整个样带生物量的73.3%,根长占81.6%,由于0—25cm土层为农事作业层,所以在这个垂直土层范围内,根系必定与农作物争夺水肥,产生胁地效应。(4)三块样地生物量的变化呈现林地中央高于林带边缘的趋势,越靠近林带中央的作物的株高及生物量越大。说明林下农作物受到树冠遮荫效果很明显,采取有效的控制技术是很有必要的。