鹽堿地玉米‖花生間作對(duì)群體覆蓋和產(chǎn)量的影響

南鎮(zhèn)武 孟維偉 徐杰 王旭清 劉靈艷 林松明 高華鑫 張正

摘要：本試驗(yàn)以玉米單作（CKM）、花生單作（CKP）為對(duì)照，設(shè)置玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4間作（M3P4）種植模式，研究鹽堿地玉米‖花生間作對(duì)作物干物質(zhì)積累、分配及葉面積、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量、土地當(dāng)量比的影響。結(jié)果表明：M3P4間作模式可以顯著提高花生花針期、成熟期和玉米的葉面積指數(shù)，且收獲時(shí)葉面積指數(shù)保持較高值，對(duì)作物群體覆蓋貢獻(xiàn)大;與單作相比，成熟期兩作物單株干物質(zhì)重?zé)o顯著差異，且成熟期玉米各器官干物質(zhì)分配也無(wú)顯著差異，但間作花生果仁及果皮占比顯著降低;土地當(dāng)量比為1.13，間作優(yōu)勢(shì)明顯?？梢?jiàn)，M3P4間作模式利于提高黃河三角洲地區(qū)群體覆蓋度和土地利用效率。

關(guān)鍵詞：鹽堿地;玉米‖花生間作;群體覆蓋;產(chǎn)量;土地當(dāng)量比

中圖分類號(hào)：S513.01+S565.201文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2018）12-0026-05

黃河三角洲地區(qū)蒸發(fā)強(qiáng)度高、降雨量少，受氣候和多年來(lái)灌排條件等因素影響，導(dǎo)致該地區(qū)植物群落組成簡(jiǎn)單、生態(tài)環(huán)境脆弱、多數(shù)植物不能正常生長(zhǎng)、植被覆蓋率低、土地蒸發(fā)量較大，造成土壤表層不斷積鹽、鹽漬化不斷加重，嚴(yán)重制約著該區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1，2]。依據(jù)鹽漬土水鹽運(yùn)動(dòng)“鹽隨水來(lái)，鹽隨水去”的特點(diǎn)，控制土壤水分蒸發(fā)可減輕鹽分的“淺集表聚”[3]，從而達(dá)到改良目的。在水循環(huán)過(guò)程中，地表蒸發(fā)是重要一環(huán)，蒸發(fā)影響土壤水分及鹽分的再分布，不僅關(guān)系到土壤水分的保持，且在某些條件下易引起土壤的鹽漬化[4]。土壤積鹽程度主要與大氣蒸發(fā)能力、土壤特性、地下水埋深和礦化度等密切相關(guān)，當(dāng)土壤特性、地下水埋深和礦化度等因素基本相同時(shí)，土壤積鹽程度則主要取決于蒸發(fā)[2，5]。

地面覆蓋措施具有保墑、降低土面蒸發(fā)、提高土壤水分利用率的特點(diǎn)[6]。在鹽堿地上覆蓋作物秸稈后，阻止水分與大氣間直接交流，對(duì)土表水分上行起到阻隔作用，抑制鹽分表聚[7]，同時(shí)還增加光的反射率和熱量傳遞，降低土表溫度，從而降低土壤水分蒸發(fā)[3，8]。除秸稈覆蓋和地膜覆蓋外，綠色覆蓋也可以進(jìn)行鹽堿地改良，后者能夠營(yíng)造出土壤表層較為濕潤(rùn)、空氣流通較為緩慢的小環(huán)境，從而減少土壤表層水分的自然蒸發(fā)[9，10];另土壤的失水過(guò)程由土壤的自然蒸發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樽魑锔祻耐寥乐形账秩缓笤購(gòu)淖魑锶~面蒸騰的過(guò)程，從而減少了鹽分隨水向地表的聚集[11]。種植不同作物增加綠色覆蓋，在減少農(nóng)田土壤無(wú)效蒸發(fā)、調(diào)節(jié)鹽分在土體中分布、促進(jìn)作物出苗、提高產(chǎn)量等方面均具有一定作用[9]。且近年來(lái)，對(duì)植物的耐鹽性研究多集中在鹽堿傷害機(jī)理、植物的適應(yīng)性反應(yīng)和如何提高植物耐鹽性等方面，但不同作物及種植方式對(duì)地面覆蓋度的影響尚不明晰，與國(guó)外存在差距。因此，在鹽堿地條件下，本試驗(yàn)以玉米單作、花生單作為對(duì)照，設(shè)置玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4間作種植模式試驗(yàn)，旨在探明鹽堿地玉米‖花生間作對(duì)作物群體覆蓋度和產(chǎn)量的影響，從而為黃河三角洲地區(qū)鹽堿地利用和作物增產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年5—10月在山東省東營(yíng)市河口區(qū)“渤海農(nóng)場(chǎng)”（118°36′ E，37°41′ N）進(jìn)行。該地屬華北濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫12℃，極端最高氣溫41℃，極端最低氣溫-23℃，年降水量約600 mm，年蒸發(fā)量約1 800 mm，全年無(wú)霜期為202～210 d。供試土壤為沙壤、中度鹽堿土，播前0～20 cm土層主要理化性狀見(jiàn)表1。

1.2?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)?zāi)Ｊ綖橛衩住ㄉ?∶[KG-*2/3]4間作。具體為：帶寬3.5 m，玉米約6萬(wàn)株/hm2，窄行距55 cm，株距14 cm;花生8 萬(wàn)穴/hm2，壟寬85 cm，一壟2行，2粒播種，穴距14 cm。設(shè)玉米單作（CKM）、花生單作（CKP）為對(duì)照。玉米單作約6萬(wàn)株/hm2，行距60 cm，株距27 cm;花生單作約15萬(wàn)穴/hm2，穴距15.5 cm，其它同間作花生。試驗(yàn)為大區(qū)試驗(yàn)，面積約0.667 hm2。供試玉米品種登海605，花生品種花育25。玉米、花生基施氮磷鉀復(fù)合肥（15-15-15）750 kg/hm2，玉米（帶）追施尿素100 kg/hm2，花生（帶）不追肥。5月23日機(jī)播，9月13日收獲玉米，9月21日收獲花生，其它田間管理措施基本一致。

1.3?測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1?植株干物質(zhì)?分別于玉米、花生成熟期每處理選取玉米3株、花生6株，烘干測(cè)定干物質(zhì)（每處理重復(fù)3次，下同）。

1.3.2?葉面積及葉面積指數(shù)?分別于花生花針期、莢果期、成熟期，玉米抽雄期、灌漿期、成熟期每處理選取玉米3株、花生6株進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)3次?；ㄉ~面積采用鮮樣打孔稱重法[12]、玉米葉面積采用長(zhǎng)×寬×0.75計(jì)算[13]。葉面積指數(shù)=作物葉面積×密度/土地面積。

1.3.3?產(chǎn)量及凈面積產(chǎn)量?玉米成熟期單作選取兩行5 m樣段內(nèi)所有雌穗、間作分別選取一個(gè)帶寬5 m樣段內(nèi)所有雌穗，均風(fēng)干脫粒后測(cè)產(chǎn)，并計(jì)量百粒重;花生成熟期單作選取兩壟2 m樣段、間作選取一個(gè)帶寬2 m樣段，風(fēng)干后測(cè)花生莢果產(chǎn)量[12，14]，并計(jì)量剝殼后百仁重。間作玉米和間作花生產(chǎn)量是基于總間作帶占地面積的產(chǎn)量，玉米、花生凈面積產(chǎn)量則為基于實(shí)際占地面積的產(chǎn)量[14]。

1.3.4?土地當(dāng)量比（LER）?該指標(biāo)用于衡量間作優(yōu)勢(shì)， LER﹥1表示有間作優(yōu)勢(shì)，LER﹤1 則無(wú)間作優(yōu)勢(shì)[14]。計(jì)算公式：

式中：Yim和Yip分別指在間作總面積上玉米和花生的籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）;Ysm和 Ysp分別指單作玉米和花生的籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）。

1.4?數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2?結(jié)果與分析

2.1?鹽堿地玉米‖花生間作對(duì)作物葉面積及葉面積指數(shù)的影響

由表2可以看出，與CKM、CKP相比，M3P4對(duì)玉米、花生單株葉面積和葉面積指數(shù)的影響不同。抽雄期M3P4玉米單株葉面積與CKM差異不顯著，但灌漿、成熟期顯著低于CKM，分別降低14.1%和15.7%;抽雄、灌漿、成熟期M3P4模式的玉米葉面積指數(shù)均顯著高于CKM，增加141.9%～176.1%。

M3P4花生莢果期單株葉面積與CKP差異不顯著，但花針、成熟期均顯著高于CKP，分別增加24.2%和31.8%;M3P4花生葉面積指數(shù)與CKP相比，變化趨勢(shì)與單株葉面積基本一致，花針、成熟期分別顯著增加17.6%和28.2%。由此看出，鹽堿地玉米花生寬幅間作模式能顯著提高玉米各生育期的葉面積指數(shù)，即提高了作物覆蓋度。

2.2?鹽堿地玉米‖花生間作對(duì)作物干物質(zhì)積累及分配的影響

由表3可以看出，與CKM、CKP相比，M3P4對(duì)玉米、花生干物質(zhì)積累影響不同。抽雄、灌漿、成熟期，M3P4處理與CKM相比玉米單株地上部干物質(zhì)重?zé)o顯著差異。與CKP相比，M3P4花生整株干物質(zhì)重，花針期顯著增加35.6%，莢果期顯著降低15.1%，成熟期差異不顯著。

由表4可以看出，與CKM、CKP相比，M3P4對(duì)玉米、[JP2]花生成熟期干物質(zhì)分配影響不同。與CKM相比，M3P4玉米成熟期各器官干物質(zhì)比重差異不顯著，但M3P4玉米莖、葉干物質(zhì)比重高于CKM，苞葉、穗軸、籽粒干物質(zhì)比重低于CKM;與CKP相比，M3P4花生成熟期根、果針干物質(zhì)比重差異不顯著，莖、葉分別顯著增加22.6%和196.3%，果仁、果皮分別顯著降低18.2%和29.5%。

2.3?鹽堿地玉米‖花生間作對(duì)作物產(chǎn)量及土地當(dāng)量比的影響

由表5可以看出，與CKM、CKP相比，M3P4處理對(duì)玉米、花生產(chǎn)量和凈面積產(chǎn)量影響顯著。M3P4玉米產(chǎn)量較CKM顯著降低24.9%，M3P4花生產(chǎn)量較CKP顯著降低62.2%;而M3P4玉米凈面積產(chǎn)量較CKM顯著增加81.4%，M3P4花生凈面積產(chǎn)量較CKP顯著降低35.5%。與CKM、CKP相比，M3P4對(duì)玉米百粒重、花生百仁重的影響差異不顯著，但M3P4使玉米百粒重增加9.8%，使花生百仁重降低4.8%。本試驗(yàn)條件下，M3P4土地當(dāng)量比大于1.0，可見(jiàn)玉米‖花生間作優(yōu)勢(shì)明顯。

3?討論與結(jié)論

葉面積是植物截獲光能的物質(zhì)載體，合理的葉面積指數(shù)是反映玉米群體光合能力的重要指標(biāo)。適宜的葉面積指數(shù)能夠保證光熱資源的有效利用，可以避免玉米植株、葉片間的相互遮蔽，創(chuàng)造一個(gè)通風(fēng)透光性良好的群體環(huán)境，有利于光合作用的進(jìn)行、有機(jī)產(chǎn)物的合成與積累，進(jìn)而獲得高產(chǎn)[15]。合理的間作模式不僅能集約利用光、溫、水、肥、土等資源，提高單位面積復(fù)合生產(chǎn)力，也是增加農(nóng)田覆蓋度的有效措施，進(jìn)而增加農(nóng)田覆蓋度又是改良鹽堿地的重要舉措[6]。前人研究表明，玉米花生間作復(fù)合群體后期具有較高的光合物質(zhì)積累量，最大葉面積指數(shù)高于單作玉米和單作花生，且后期保持較高的葉面積指數(shù)[16];葉面積指數(shù)在整個(gè)生育期內(nèi)均呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，灌漿期達(dá)最大值，然后開(kāi)始下降[15]。本研究中，抽雄期間作玉米單株葉面積與單作玉米差異不顯著，但灌漿期、成熟期顯著低于單作，這可能是因?yàn)樵撻g作模式縮小了玉米的株行距、局部增加了玉米密度所導(dǎo)致;而玉米凈面積密度增加導(dǎo)致間作玉米葉面積指數(shù)顯著高于單作。間作花生單株葉面積、葉面積指數(shù)較單作在不同時(shí)期變化規(guī)律基本相同，這可能與兩種模式的花生種植規(guī)格相同有關(guān)。此外，M3P4間作模式收獲時(shí)仍保持較高的葉面積指數(shù)，對(duì)作物群體覆蓋的貢獻(xiàn)明顯大于單作。

干物質(zhì)積累是作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要指標(biāo)，其籽粒產(chǎn)量的高低主要由干物質(zhì)積累量所決定，同時(shí)也受到收獲指數(shù)的影響。間作玉米單株地上部干物質(zhì)重與單作差異均不顯著，但成熟期間作玉米積累量大于單作，可能是間作玉米受益于邊行優(yōu)勢(shì)所致。本試驗(yàn)條件下，兩種模式對(duì)成熟期玉米干物質(zhì)分配的影響差異不顯著，但花生果仁及果皮占比顯著降低，可能主要因?yàn)殚g作玉米對(duì)花生產(chǎn)生光脅迫，不利于花生對(duì)光能的捕獲、傳遞和轉(zhuǎn)化[17]。另因M3P4模式后期群體覆蓋度大于單作，使水分蒸發(fā)速率較單作慢，進(jìn)而提高水肥利用率，增加收獲期間作玉米、花生干物質(zhì)重。這也可能是導(dǎo)致莢果期單作花生整株干物質(zhì)重顯著大于間作，而收獲期差異不顯著的原因之一?；ㄉ鷨巫魈幚硗寥浪终舭l(fā)速率較快，導(dǎo)致收獲期單作花生葉片較間作花生脫落嚴(yán)重，整株干物質(zhì)重差異不顯著。

本試驗(yàn)條件下，玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4間作模式葉面積指數(shù)高于單作，且后期保持較高的葉面積指數(shù);與單作相比，成熟期兩作物單株干物質(zhì)重差異不顯著，且成熟期玉米干物質(zhì)分配也無(wú)顯著差異，但花生果仁及果皮占比顯著降低;土地當(dāng)量比大，具有明顯的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，提高土地利用效率?？梢?jiàn)，推行玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4間作種植模式利于提高該地區(qū)群體覆蓋、鹽堿地土地利用效率及促進(jìn)糧經(jīng)飼生產(chǎn)協(xié)調(diào)發(fā)展。

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