專利名稱：確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)林復合系統(tǒng)果農(nóng)復合模式下，農(nóng)作物與果樹的適宜間作距離的確定方法，特別涉及一種黃土地區(qū)果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的確定方法。
背景技術：
農(nóng)林復合系統(tǒng)是一種動態(tài)的、以生態(tài)學為基礎的自然資源管理系統(tǒng)，通過林農(nóng)復合、林牧復合及與其他土地利用類型的復合，為土地使用者增加了產(chǎn)品的多樣化和產(chǎn)量，增進了社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。實現(xiàn)對農(nóng)林復合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，充分發(fā)揮農(nóng)林復合系統(tǒng)功能，將直接對該地區(qū)生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。黃土地區(qū)，氣候較干旱，降水相對集中，植被稀疏，水土流失嚴重。作為黃土地區(qū)主要農(nóng)林復合模式之一的果農(nóng)間作模式，可以在保持水土、減少土壤侵蝕的同時，增加農(nóng)民的經(jīng)濟收益和提高土地利用率。在黃土地區(qū)，較為常見的果農(nóng)間作模式為蘋果、核桃、桃等經(jīng)濟樹種與大豆、花生、玉米、谷子、馬鈴薯等農(nóng)作物進行的間作。果農(nóng)間作模式中果樹具有較高的經(jīng)濟收益，深受農(nóng)民歡迎，并且果樹在一定程度上可以改善農(nóng)田小氣候，在其下進行農(nóng)作物的輪作，更能充分利用土地和氣候資源。對農(nóng)作物的中耕、施肥、補水等管理，也能夠改善果樹的生長環(huán)境，促進果樹的生長發(fā)育。同時，作物秸桿也可以供給牲畜食用，促進畜牧業(yè)發(fā)展，或是進行返田，增加果園土壤肥力，提高土壤中營養(yǎng)元素的活性，有利于林木對營養(yǎng)元素的吸收。但是，果樹與農(nóng)作物的間作必然會導致種間競爭的發(fā)生。研究表明農(nóng)林間作會造成作物減產(chǎn)，作物減產(chǎn)的原因主要分為地上遮光和地下水肥競爭兩方面。在果樹幼齡期可能表現(xiàn)的并不特別突出，但隨著樹齡增大，果樹冠幅的不斷向外擴張，根系的不斷延伸，果樹與農(nóng)作物之間的競爭將日益激烈。這時就需要適當增大農(nóng)作物與果樹之間的距離。如果農(nóng)作物栽植距離果樹太近，會導致作物產(chǎn)量大幅度減少，造成投入的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的浪費，同時對果樹的正常生長造成較大的不利影響，進而影響經(jīng)濟效益。為了獲取盡可能多的產(chǎn)出，同時盡量減少由于農(nóng)作物的復合而對果樹產(chǎn)生的不利影響，保證果樹的正常發(fā)育，果農(nóng)間作適宜距離的確定就顯得尤為重要。在目前的果農(nóng)間作技術中，農(nóng)作物栽植與果樹之間適宜距離的選擇主要靠農(nóng)民的經(jīng)驗，即根據(jù)人的主觀經(jīng)驗，依據(jù)上一年農(nóng)作物的生長狀況和產(chǎn)量減少程度來確定，缺乏一個相對客觀的衡量標準。由此可以看出，在目前已有果農(nóng)復合系統(tǒng)的適宜間作距離確定方法中存在著一定的缺陷(1)隨意性強，無法科學合理的確定適宜的間作距離；(2)考慮因素不夠全面，僅從農(nóng)作物的生長狀況和產(chǎn)量來衡量，沒有考慮到農(nóng)作物對果樹的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，能夠綜合考慮地上遮蔭和地下競爭，簡便、宜推廣。
本發(fā)明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于將果樹的地上遮蔭與農(nóng)作物和果樹的地下競爭分為相互獨立的兩個部分進行考慮，將僅考慮地上遮蔭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離X年生果樹冠幅設為L1，僅考慮地下競爭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離設為L2，最終得到的X年生果樹與農(nóng)作物的適宜間作距離為L，所述的L — H1￡Ix{Li，L2}；所述果樹的地上遮蔭是將果樹冠幅垂直投影看作圓形，果樹冠幅的垂直投影區(qū)域作為考慮地上遮蔭情況下，農(nóng)作物不適宜種植的區(qū)域；所述的農(nóng)作物和果樹的地下競爭是將果樹細根水平分布和農(nóng)作物根系分布看作圓形，果樹的細根分布區(qū)域和農(nóng)作物根系分布區(qū)域應無重疊情況發(fā)生。
果樹冠幅伸展半徑隨樹齡的變化規(guī)律根據(jù)以下公式確定L1 = alnX+b①其中a、b為擬合常數(shù)，X為樹齡A1為X年生果樹冠幅,為僅考慮地上遮光因素下的得到的果農(nóng)間作適宜距離。果樹細根水平分布伸展半徑隨樹齡的變化規(guī)律根據(jù)以下公式確定Y1 = clnX+d②其中c、d為擬合常數(shù)，X為樹齡A為X年生果樹細根水平分布半徑。所述的L2根據(jù)以下公式確定L2 = Y^Y2③其中Y2為農(nóng)作物根系水平伸展半徑。為擬合上述公式所需要的不同樹齡果樹冠幅、果樹細根水平分布半徑以及農(nóng)作物根系水平伸展半徑通過現(xiàn)有技術資料或通過實地調(diào)查及儀器測量獲得。所述的方法用于確定黃土區(qū)果樹與農(nóng)作物的間作距離。對所述的果樹冠幅及細根水平分布半徑隨樹齡的變化趨勢結(jié)合具體環(huán)境條件進行調(diào)整后，應用于非黃土區(qū)域。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用果樹冠幅及細根生長水平半徑隨樹齡的變化，并結(jié)合農(nóng)作物根系特征來確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離。本發(fā)明果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的確定方法充分考慮到了地上遮蔭和地下競爭的雙重影響，綜合得到果樹與農(nóng)作物的適宜間作距離，考慮因素全面科學，測定方法簡便易行，可以解決現(xiàn)有技術隨意性強，無法科學合理的確定適宜間作距離，考慮因素不夠全面的問題，可以準確的確定果樹與農(nóng)作物的適宜間作距離。


圖I本發(fā)明的具體實施例中當L1 > L2時農(nóng)作物與果樹適宜間作距離示意2本發(fā)明的具體實施例中當L1 < L2時農(nóng)作物與果樹適宜間作距離示意圖L1-果樹冠幅，L2-果樹細根生長分布半徑與農(nóng)作物根系水平分布半徑之和圖中J-L1果樹冠幅，2-Yi果樹細根生長分布半徑，3-Y2農(nóng)作物根系水平分布半徑，4-果樹
具體實施例方式圖1-2所示，一種確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于將果樹的地上遮蔭與農(nóng)作物和果樹的地下競爭分為相互獨立的兩個部分進行考慮，將僅考慮地上遮蔭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離X年生果樹冠幅設為L1，僅考慮地下競爭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離設為L2，最終得到的X年生果樹與農(nóng)作物的適宜間作距離為L,所述的L = max (L1, L2I ；所述果樹的地上遮蔭是將果樹冠幅垂直投影看作圓形，果樹冠幅的垂直投影區(qū)域作為考慮地上遮蔭情況下，農(nóng)作物不適宜種植的區(qū)域；所述的農(nóng)作物和果樹的地下競爭是將果樹細根水平 分布和農(nóng)作物根系分布看作圓形，果樹的細根分布區(qū)域和農(nóng)作物根系分布區(qū)域應無重疊情況發(fā)生。果樹冠幅伸展半徑隨樹齡的變化規(guī)律根據(jù)以下公式確定L1 = alnX+b①其中a、b為擬合常數(shù)，X為樹齡A1為X年生果樹冠幅,為僅考慮地上遮光因素下的得到的果農(nóng)間作適宜距離。果樹細根水平分布伸展半徑隨樹齡的變化規(guī)律根據(jù)以下公式確定Y1 = clnX+d②其中c、d為擬合常數(shù)，X為樹齡J1為X年生果樹細根水平分布半徑。所述的L2根據(jù)以下公式確定L2 = YJY2③其中Y2為農(nóng)作物根系水平伸展半徑。為擬合上述公式所需要的不同樹齡果樹冠幅、果樹細根水平分布半徑以及農(nóng)作物根系水平伸展半徑通過現(xiàn)有技術資料或通過實地調(diào)查及儀器測量獲得。所述的方法用于確定黃土區(qū)果樹與農(nóng)作物的間作距離。對所述的果樹冠幅及細根水平分布半徑隨樹齡的變化趨勢結(jié)合具體環(huán)境條件進行調(diào)整后，應用于非黃土區(qū)域。本發(fā)明中，果樹的冠幅及細根水平分布半徑是通過對研究區(qū)域典型立地條件、不同樹齡的果樹實地調(diào)查獲得，按照下列對數(shù)函數(shù)模型進行擬合L1 = alnX+b①Y1 = clnX+d②當間作距離小于兩者中的任意一者時，都會對果樹以及樹下間作農(nóng)作物的生長產(chǎn)生較大影響，結(jié)合以上公式③和公式④L = max IL1, L2I可以得出黃土區(qū)果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的確定方法。本發(fā)明用于確定黃土區(qū)果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的確定方法，但并不僅限于黃土區(qū)。在對上述的果樹冠幅及細根水平分布半徑的公式參數(shù)結(jié)合當?shù)丨h(huán)境條件進行合理的調(diào)整后，也可推廣應用到其他區(qū)域。下面通過具體實施例子對本申請進行詳細描述蘋果樹與大豆間作是晉西黃土區(qū)果農(nóng)復合的主要模式之一。該地區(qū)主要種植品種大豆根系的水平分布半徑為O. 2m。晉西黃土區(qū)蘋果農(nóng)作物間作擬合出的蘋果樹冠幅及細根水平分布半徑與樹齡對數(shù)函數(shù)模型為L1 = I. 7217 X InX-L 1332Y1 = O. 632 X 1ηΧ+0. 0413X為蘋果樹樹齡A為果樹細根水平分布半徑A1為果樹冠幅。為擬合上述公式所需要的不同樹齡蘋果樹冠幅、蘋果樹細根水平分布半徑可以通過現(xiàn)有技術資料獲得，也可以通過實地調(diào)查和儀器測量獲得。對上述模型進行檢驗，決定系數(shù)為O. 931，擬合效果良好。L1 = I. 7217X InX-L 1332①Y1 = O. 632 X 1ηΧ+0. 0413②·L2 = Yi+0. 2③L = IiiaxlLljL2I④利用以上公式①、②、③、④對該地區(qū)典型的蘋果樹栽植模式間作農(nóng)作物的適宜年
限進行計算，結(jié)果如下表所示
樹齡(年)_I_23_4_5 6 7_8_
L (m)-I. 13· 0.06 0.76 1.25 1.64 1.95 2.22 2.45
Li (in)0.24 0.73 0.97 I. 14 1.27 1.38 1.47 1.55
L (m)_0.24 0.73 0.97 1.25 1.64 1.95 2.22 2.45注*該負值數(shù)據(jù)為公式擬合計算得到，無實際意義。如上表所示，當蘋果樹樹齡小于等于3年時，果樹根系分布是農(nóng)作物間作適宜距離確定的限制性因子，當蘋果樹樹齡大于3年時，果樹冠幅是農(nóng)作物間作的距離選擇的限制性因子。該表所示數(shù)據(jù)是通過對晉西黃土區(qū)典型立地條件、不同樹齡蘋果樹冠幅及細根分布半徑進行調(diào)查研究基礎上，結(jié)合本發(fā)明得出的與農(nóng)作物的適宜間作距離，如果小于該適宜距離，不僅農(nóng)作物生長會受到較大影響，而且也不利于果樹的生長發(fā)育。
權利要求
1.一種確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于將果樹的地上遮蔭與農(nóng)作物和果樹的地下競爭分為相互獨立的兩個部分進行考慮，將僅考慮地上遮蔭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離X年生果樹冠幅設為u，僅考慮地下競爭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離設為L2，最終得到的X年生果樹與農(nóng)作物的適宜間作距離為L，所述的L 所述果樹的地上遮蔭是將果樹冠幅垂直投影看作圓形，果樹冠幅的垂直投影區(qū)域作為考慮地上遮蔭情況下，農(nóng)作物不適宜種植的區(qū)域； 所述的農(nóng)作物和果樹的地下競爭是將果樹細根水平分布和農(nóng)作物根系分布看作圓形，果樹的細根分布區(qū)域和農(nóng)作物根系分布區(qū)域應無重疊情況發(fā)生。
2.如權利要求1所述的確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于果樹冠幅伸展半徑隨樹齡的變化規(guī)律根據(jù)以下公式確定 b = alnX+b① 其中a、b為擬合常數(shù)，X為樹齡A為X年生果樹冠幅,為僅考慮地上遮光因素下的得到的果農(nóng)間作適宜距離。
3.如權利要求1所述的確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于果樹細根水平分布伸展半徑隨樹齡的變化規(guī)律根據(jù)以下公式確定 Yi = clnX+d② 其中c、d為擬合常數(shù)，X為樹齡ル為X年生果樹細根水平分布半徑。
4.如權利要求1所述的確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于所述的L2根據(jù)以下公式確定 L2 = Y!+Y2③ 其中\(zhòng)為農(nóng)作物根系水平伸展半徑。
5.如權利要求1至4之一所述的確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在干為擬合上述公式所需要的不同樹齡果樹冠幅、果樹細根水平分布半徑以及農(nóng)作物根系水平伸展半徑通過現(xiàn)有技術資料或通過實地調(diào)查及儀器測量獲得。
6.如權利要求1至4之一所述的確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于所述的方法用于確定黃土區(qū)果樹與農(nóng)作物的間作距離。
7.如權利要求1至4之一所述的確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于對所述的果樹冠幅及細根水平分布半徑隨樹齡的變化趨勢結(jié)合具體環(huán)境條件進行調(diào)整后，應用于非黃土區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離的方法，其特征在于將果樹的地上遮蔭與農(nóng)作物和果樹的地下競爭分為相互獨立的兩個部分進行考慮，將僅考慮地上遮蔭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離X年生果樹冠幅設為L1，僅考慮地下競爭因素下得到的果農(nóng)間作適宜距離設為L2，最終得到的X年生果樹與農(nóng)作物的適宜間作距離為L，所述的L＝max{L1，L2}；所述果樹的地上遮蔭是將果樹冠幅垂直投影看作圓形，果樹冠幅的垂直投影區(qū)域作為考慮地上遮蔭情況下，農(nóng)作物不適宜種植的區(qū)域；所述的農(nóng)作物和果樹的地下競爭是將果樹細根水平分布和農(nóng)作物根系分布看作圓形，果樹的細根分布區(qū)域和農(nóng)作物根系分布區(qū)域應無重疊情況發(fā)生。本發(fā)明利用果樹冠幅及細根生長水平半徑隨樹齡的變化，并結(jié)合農(nóng)作物根系特征來確定果農(nóng)復合系統(tǒng)農(nóng)作物與果樹適宜間作距離。
文檔編號A01G17/00GK102948320SQ201210431039
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者畢華興, 高路博, 許華森, 鮑彪, 畢超, 次仁曲西, 潘迪 申請人:北京林業(yè)大學