种植方式小气候效应zhongzhi fangshi xiaoqihou xiaoyingmicroclimaticeffects of planting pattern

采取不同的种植密度、种植方式以及种植行向等措施以后，在作物生育的一定阶段内，对农田小气候所产生的影响。采用不同的种植方式，可以在一定程度上改变作物群体结构，引起农田中辐射、通风、温度、湿度和CO₂浓度等条件的改变，对作物的生育、光能利用以及产量形成均有重要影响。

图1 实测各行向小麦60厘米高处光照度日变化比较(山西交城 1978年6月8～12日)

种植行向的小气候效应 作物的种植行向不同，会引起株间日照时间和辐照度的差异。夏半年沿东西向行间的照射时间比沿南北向行间要长，并且东西向行间的透光率除中午前后一段时间由于行与行之间可因遮蔽作用比南北向行间的透光率低以外，其他时间行间各层的透光率均比南北行向要高。图1是麦田60厘米高处两种行向行间直射光照度、漫射光照度和总光照度的日变化。对比东西行与南北行的曲线，三种光照度都是东西向比南北向高；东西向的行间气温和土温要比南北向行间的高。冬半年沿南北向行间的照射时间比沿东西向行间的要长，透光率要高，故土温、气温也高。因此，种植行向的太阳辐射及其热效应，高纬度地区要比低纬度地区显著得多。在高纬度地区，对热量需求突出的作物，应考虑种植行向，如秋播作物采取南北行向、春播作物采取东西行向，均能获得较好的光热条件。此外，通风条件也与种植行向有关。为了给作物创造良好的通风条件， 在行向选择上要注意兼顾使行向与作物生育关键时期的盛行风向相接近， 这对低纬度地区是有重要意义的。在某些地形条件比较复杂的丘陵或山地， 常因受到周围地形的遮蔽作用， 会使行向的小气候效应受到干扰和破坏。

表1 不同密度水稻田株间辐射透射率/%(南京 1958年7月20日)

密度/(万株/hm2)	2/3株高处	离地表20厘米处	上下层差值
240 360 720	64 57 53	35 30 28	29 27 25

图 2 不同密度水稻田植株基部20厘米高度的风速(贵阳 1959)

种植密度的小气候效应 作物种植密度的不同，对株间通风透光情况有直接的影响， 并将引起农田热量平衡各分量的改变，从而产生显著的小气候效应。作物在生育初期， 植株之间相互影响不大； 随着植株长大， 不同密度会使株间郁闭程度出现明显差别， 并且密度加大会使植株提早封行。密度增加， 株间郁闭程度随之增加， 从株顶到地面太阳辐射的透射率迅速减小， 而株间上、下层透射率的差别， 则随密度增加有减小的趋势，见表1。随着种植密度的增加， 农田中光照度条件将逐渐恶化。株间风速随种植密度增加而减小。通常情况下， 当田间作物密度增加时， 风速减小较快； 当密度到达某一限度后， 风速随密度增加而缓慢减小 (图2); 当密度过大时， 株间因风速很小，导致乱流交换减弱， 致使CO2供应不足。农田的温度随种植密度的变化， 主要表现在昼间。昼间， 温度随密度增大而降低； 夜间， 地面有效辐射受植株阻挡作用， 所以温度随密度增加而有增高的趋势。这样就形成了株间日平均温度和日较差随密度增加而减小， 如表2所示。农田的土壤湿度和株间的空气湿度也随种植密度而变化。密度增大， 农田消耗水分增多， 即农田蒸散量增加， 引起土壤湿度降低，空气湿度增加。同时乱流交换减弱， 导致株间空气湿度增加。合理的密植可以增加作物对光能的利用率，提高单位面积产量。在有干热风侵袭时， 密植能在一定程度上降低温度和保持株间空气湿度， 减轻灾害

表2 玉米地50厘米高处株间极端气温及日较差随种植密度的变化(太原 1959年7月23日)

密度/(株/亩) 温度/℃	2500	3000	4000
最高温度 最低温度 日 较 差	31.2 18.8 12.4	30.9 18.8 12.1	30.7 18.9 11.8

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间作、套种的小气候效应 间作、套种可改变作物行间通风透光条件， 扩大农田的边际效应。由于不同作物的株高、株型、叶型等的不同， 在间作、套种的农田中形成了高低搭配、疏密相间的群体结构。与单作比较， 在辐射能的分布上具有以下的特点： 当太阳斜射时， 侧边叶片受光面积增大； 不同作物相互搭配， 可以减少株行间的漏光与茎叶的反射光； 中午前后， 当辐照度过高时， 单作作物的光合作用一般都要减弱， 而间套作的农田上因高秆作物的茎叶对入射光强的消光作用， 使强光减弱， 有利于下层矮秆作物对光能的利用。因此， 间套作能增加作物对光能的利用率。在间作或套种农田中， 高秆作物对矮秆作物有一定的遮蔽作用， 当高秆作物受光充足时， 矮秆作物受光就会较差。处于苗期的矮秆作物若是喜阴作物， 小气候环境对两者都是有利的； 反之， 矮秆作物如果是喜光作物， 小气候环境对矮秆作物的生长将起到不利的影响。间作、套种对农田温、湿度状况也会引起改变， 此种影响以套种农田尤为明显。当高秆作物对矮秆作物产生显著的遮荫作用时， 套种的矮秆作物带行中的地温和气温要比单作地偏低，湿度要比单作地偏高，而且这种影响还有随带宽缩小而加剧的趋势(表3)。例如，小麦、玉米套作的农田，由于小麦对玉米的遮光影响，造成套作玉米带比单作玉米田温度偏低和湿度偏高的情况。

表 3 小麦、玉米套作带和单作玉米田旬平均温度、湿度对比(山西交城 1978年5月下旬)

要素 深（高）度/cm 带 宽/cm	地 温/℃				气温/℃		空气相对 湿度/%
	5	10	15	20	20	70	20	70
53 66 113 单作	—	22.3	21.8	20.9	20.2	20.8	83	77
	23.0 24.7 25.0	22.3 23.4 24.0	21.3 22.2 23.2	20.5 21.2 22.6	20.6 20.9 22.1	20.8 20.8 21.7	80 82 59	77 77 61