解放军文职招聘考试空间上的互补   

 合理的间（混）、套作，在空间上配置的共性是将空间生态位不同的作物进行组合，使其在形态上一高一矮，或兼有叶型上的一圆一尖，叶角的一直一平，生理上的一阴一阳，最大叶面积出现的时间一早一晚等。利用作物这些生物学特性之间的差异，使其从各方面适应其空间分配的不匀一性，则可在苗期扩大全田的光合面积，减少漏光损失；在生长旺盛期，增加叶片层次，减少光饱和浪费；生长后期，提高叶面积指数，在整个生育期内实现密植效应，密植效应是指间（混）、套作复合群体的混合密度大于单作所起到的增产、增值效应。据山东农业大学（1984，1985）研究，在玉米单产350一400公斤产量水平下，玉米同大豆间作，玉米密度与单作相同，当玉米与大豆的行比为2：3、  3：3、4：3、6：3等四种情况时，对比单作，叶面积可增加20一40％，光能利用率提高17-22％，产量增长9．1-17．1％，产量土地当量比为1.40一1.69。密植效应的具体表示方法，一种是在不减少主作物密度（比单作）的基础上，增种副作物株数；一种是主作物密度略有减少，但单位土地面积上主副作物混合总密度比两种作物单作时要高（以密度土地当量比表示）。套作时，前后两种作物共处，相当于高、矮作物间作，可使前作的生长后期或后作物的生长前期光合面积增加，减少漏光损失，提高对光能的利用。并可弥补农耗期对光能的损失，实现“四季常青”。

    为什么间（混）、套作能够实现密植效应，而又不出现过密的蔽害呢？主要原因是：

    （1）透光，能充分、经济地利用光能高位作物与矮位作物间（混）、套作，对比单作，首先是全田群体结构高矮相错，相当于单一作物种植时的伞状结构，改变了单一群体的平面受光状态，而为分层用光。当早晚太阳高度角小时，高位作物的叶片可以最大限度地吸收太阳辐射，矮位作物多接受高位作物对太阳光的反射光。而在中午太阳高度角大的时候，能使高位作物叶片减少向空中反射，强光能较多地透射到下层，为矮位作物的水平叶所截获、利用，减少漏光使更多叶片处于中等光下。特别是当高位作物具有窄叶，或近直立叶的形态特征，如玉米、谷子、甘蔗、木薯等，矮位作物具有近水平叶，如豆类、马铃薯、甘薯等，这一结构特点更加明显。

    另一方面，高位作物与矮位作物间（混）、套作，高位作物除了能截获从上面射来的光线外，还增加了侧面受光。山东农业大学于间作玉米雄穗分化和籽粒形成期，株高2/3处，全日测定结果，玉米群体内的光照强度都高于单作玉米，幅度为8．5一38．2％。侧面受光，可增加高位作物中下部叶片的受光面积，改单作的平面用光为立体用光；同时光线由射到平面上改为射到侧面，使受光面积由小变大、由强光变为中等光，也提高了对光能的经济利用。据北京农业大学测定（1979），在9点到15点期间内，单作群体的“光时面积”（作物群体受光面积与时间的乘积）每亩为4000．2m²时，2．5m带间作的为5330．7士时，间作的“光时面积”增加3．3％。这样，在单位土地上单位时间内，光量并没有变化，但是间套作复合群体的受光面积和对光强的利用程度，却都有所增加。

    采用喜光作物与耐荫作物合理搭配，还可在采光上起到异质互补的作用，充分用光。尽管现代种植的作物几乎所有的都可以说是喜光的，但相对喜光程度不同。在生产上，多采用喜光、喜温的作物加玉米、高粱、甘蔗、小麦、大麦等作为高位作物，而以相对较耐弱光的豆科、马铃薯和某些蔬菜作为矮位作物。药用植物具有广泛的生态适应性和特殊经济意义。怕光的砂仁和三七，喜光的薄荷和地黄，还有怕光的多种食用菌都是合理间（混）、套作中可供选择的作物。

    （2）通风，能改善CO₂的供应，CO₂是光合的主要原料。光合所需CO₂，主要由叶从空气中吸收。目前大气中CO₂约含0.034％（340ppm），相当于0．67mg/L。而小麦、甘蔗、亚麻等作物的CO₂，饱和点约在0.05一0．15％之间；马铃薯、甜菜、紫花苜蓿等CO₂浓度在正常浓度的4一5倍范围内，光合大体上仍能成比例地增强。由于空气中低含量的CO₂，不能充分满足叶片光合的需要，而且田间作物在迅速进行光合时，作物株间浓度可降至常量的2／3，个别叶片附近可降至1／2。所以提高CO₂，浓度，可以提高光合速率。

    风速加大，可使CO₂从浓度大处向少处流动。而且Denecke的试验（1931）证明，在同样的CO₂浓度下，加速叶面空气流动速度，也能提高光合强度。风速提高，光合速度提高，主要由于加速了CO₂的扩散。据Lemon（1960）测定，玉米群体距株高60cm处，当风速为200m/s时，CO₂输送量为300×10^-9g CO₂/cm²/s，光能利用率为4％；当风速为120cm/s加时，CO₂输送量为180×10^-9g CO₂/cm²/s，光能利用率下降至2％。据矢吹万寿等研究（1974），水稻群体光合作用的增加，不仅由于辐射的增加，也是由于风速增加，其关系是：

                                P=KU_av^0.7-0.8

    式中，P是群体总光合率，U_av是群体内风速，K是常数。

    CO₂的整个输送通路可划分为多个部分。其前三部分是：①群体以上的大气。主要通过湍流（空气以小团的形式整团的上下转动）交换，其运动随风速的增加而增加，交换阻力不大。②群体内叶片之间，即从群体叶层顶部到各个叶表面的边界层这一段空间。空气流动速度受大气中风速影响，但由于叶片和枝条的阻力，较之大气风速大为降低，在大气风速较大时，湍流交换仍起主要作用，阻力也较小。③叶表面边界层（叶表面的一薄层相对静止的空气）。边界层的厚度随风速增加而减少，这一层内CO₂的传递主要通过气相扩散。

    从CO₂输送的上述三部分通路可以看出，风速加大时，可以加速1、2两段的湍流交换，而对于第3段，则主要可通过缩小叶表面边界层的厚度来减少阻力。

    采用高、矮作物间、套作，矮位作物的生长带成了高位作物通风透光的“走廊”，有利于空气的流通，加速CO₂的交流，并可减少群体内阻力和缩小叶表面边界层的厚度，减少输送阻力，加强扩散。河南省气象局农业气象研究室以风速梯度观测资料计算的湍流交换系数，间作小麦为O.00515m²/s。单作小麦为0.00139 m²/s。自下而上，20一80cm空间间作玉米的湍流交换系数为0.004 m²/s，单作玉米为0.003 m²/s ；20一40cm空间间作大豆的湍流系数为0.0025 m²/s，而单作大豆仅为0.0012 m²/s，提高30一100％。间套作显著地改善了株层内CO₂供应状况。此外，复合群体内，不同作物的群体受热不匀，也促进湍流交换的加强。另一方面，在间套作复合群体的密度显著高于单作情况下，田间风速和CO₂交换也会受到阻碍。