袁婷婷，楊 航，于二汝，李慧琳，奉 斌，向 依

(貴州省油料研究所，貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】間套作是我國傳統(tǒng)耕作方式之一，也是西南丘陵地區(qū)推廣的高效種植方式[1]。間套作通過不同作物搭配產(chǎn)生一定的時間差和空間差，對地上部光、溫資源和地下部養(yǎng)分、水分等資源的利用形成互作，使作物能更好地利用農(nóng)業(yè)資源，提高作物產(chǎn)量[2-4]。豆科作物與其他作物間作是生產(chǎn)中常見的種植模式，花生屬于常見的間套作豆科作物，豆科作物根部富集根瘤菌具有很強(qiáng)的固氮作用，向日葵根系與豆科根系互作，調(diào)控地下部根系的生長，影響?zhàn)B分的吸收利用，進(jìn)而影響兩種作物的營養(yǎng)生長。向日葵/花生間作屬于高稈作物與矮稈作物混作，2種作物冠層的空間分布有利于光能截獲，提高系統(tǒng)光能利用率[5]。因此，開展向日葵與花生不同行比間作試驗研究，對于高稈與矮稈作物互作效應(yīng)提供理論參考，對提高土地利用率具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】王雅梅等[6]研究發(fā)現(xiàn)，玉米與大豆不同播幅間間作能夠提高生產(chǎn)優(yōu)勢。劉景秀等[7]研究向日葵與3種雜豆間作發(fā)現(xiàn)，幾種間作模式均較單種模式增產(chǎn)增收。向日葵與大豆間作栽培能夠在單位面積上實現(xiàn)增產(chǎn)增效[8]。姚遠(yuǎn)等[9]研究表明，玉米與花生間作行比為 2∶4 時，對玉米產(chǎn)量影響不顯著，間作體系花生產(chǎn)量最高，經(jīng)濟(jì)效益明顯高于其他間作行比?！狙芯壳腥朦c】貴州特有的喀斯特地貌及復(fù)雜多變的生態(tài)環(huán)境，形成了適應(yīng)貴州各種生態(tài)環(huán)境的向日葵地方品種和資源類型。黔葵1801是貴州省油料研究所選育的紅殼鮮食型向日葵，開展向日葵/花生間作模式研究，對黔葵1801高效栽培技術(shù)研究具有重要參考意義?！緮M解決的關(guān)鍵問題】根據(jù)不同間作模式下向日葵和花生的農(nóng)藝性狀、光合特性、產(chǎn)量及土地當(dāng)量比的變化，尋找適合黔葵1801的最優(yōu)田間配置方式，以期為向日葵/花生間作模式的推廣應(yīng)用提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為貴州省油料研究所于2017年育成的黔葵1801鮮食向日葵，該品種具有籽粒飽滿、口感香甜、適宜鮮食等特點，近年來在修文、威寧、清鎮(zhèn)、荔波等地累計推廣種植20余hm2；間作花生黔花生5號由貴州省油料研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 按向日葵與花生的種植行比共設(shè)4個處理：T1(向日葵︰花生=2︰2)、T2(向日葵︰花生=2︰3)、T3(向日葵︰花生=2︰4)、T4(向日葵和花生分別單作分別表示為T4向和T4花)，每個處理3次重復(fù)，每重復(fù)采用順次種植模式(圖1)，向日葵單作種植行距為70 cm，株距為50 cm；花生單作種植行距為40 cm，株距為20 cm，向日葵、花生單作寬2.8 m，各小區(qū)長均為7 m。向日葵/花生間作行距同單作種植模式，向日葵與花生間隔均為40 cm。播種基肥為復(fù)合肥20 kg/667m2，整個生育期按田間日常規(guī)范管理。

1.2.2 測定方法

1)農(nóng)藝性狀。分別于2種作物成熟后，參考《向日葵種植資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》和《花生種植資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[10-11]，各種植模式的每種作物各取10株進(jìn)行農(nóng)藝性狀測量。記錄收獲株數(shù)，計算折合產(chǎn)量。

2)光合特性。向日葵開花期采用Li-6400便攜式光合儀測定頂端第2片完全伸展的葉片；花生選擇發(fā)育健康的倒3葉進(jìn)行測定。測定時間為9︰00—12︰00，具體操作參照梁傳斌等[12]的測定方法。

3)土地當(dāng)量比(Land equivalent ratio, LER)。其是作為衡量產(chǎn)量優(yōu)勢的指標(biāo)[13]。

LER=PLERs+PLERp=Ys,I/Ys,S+Yp,I/Yp,S

式中，Ys,I和Yp,I分別為間作花生和向日葵的產(chǎn)量；Ys,S和Yp,S分別為單作花生和單作向日葵的產(chǎn)量。PLERs和PLERp分別為花生和向日葵的偏土地當(dāng)量比。當(dāng)LER>1，表明間作有優(yōu)勢，當(dāng)LER<1為間作劣勢。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用WPS 2019處理原始數(shù)據(jù)；采用DPS(v17.10)對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，利用最小顯著差異法(LSD)檢驗各處理間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式花生和向日葵的農(nóng)藝性狀

從表1看出，向日葵株高隨花生行比的增加呈增加趨勢，與T4向(向日葵單作)相比，T1、T2和T3種植模式下向日葵株高分別降低9.54%、9.82%和3.28%；向日葵莖粗隨花生行比的增加呈增加趨勢，各處理間無顯著差異；間作向日葵葉片數(shù)隨花生行比的增加呈顯著增加趨勢，與T4向相比，T1、T2和T3種植模式下向日葵葉片數(shù)分別顯著減少29.15%、22.14%和16.24%；向日葵盤徑不同行比間作與單作間無顯著差異。表明，向日葵/花生間作較單作處理向日葵的株高顯著降低，葉片數(shù)顯著減少，莖粗和盤徑的變化不顯著。

表1 不同種植模式向日葵的農(nóng)藝性狀

從表2看出，花生主莖高隨花生行比的增加呈顯著增加趨勢，與花生單作(T4花)相比，T1、T2和T3種植模式下花生主莖高分別顯著降低42.31%、32.40%和25.26%；花生側(cè)枝長隨花生行比的增加呈顯著增加趨勢，與花生單作相比，T1、T2和T3種植模式下花生側(cè)枝長分別減少28.07%、17.17%和5.97%；花生總分枝數(shù)隨花生行比的增加呈先減后增趨勢，與花生單作相比，T1、T2和T3種植模式花生總分枝數(shù)分別減少21.81%、26.06%和12.76%；花生結(jié)果枝數(shù)隨花生行比的增加呈顯著增加趨勢，與花生單作相比，T1、T2和T3種植模式花生結(jié)果枝數(shù)顯著分別減少36.81%、12.16%和6.95%；花生結(jié)果數(shù)隨花生行比的增加呈顯著增加趨勢，與花生單作相比，T1、T2和T3種植模式下花生結(jié)果數(shù)分別顯著減少54.98%、46.54%和43.57%。表明，花生單作的主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)和結(jié)果數(shù)均大于向日葵/花生間作；間作花生的主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)和結(jié)果數(shù)隨花生行比的增加呈增加趨勢。

表2 不同種植模式花生的農(nóng)藝性狀

2.2 不同種植模式向日葵、花生的光合作用

從表3看出，向日葵/花生間作下向日葵葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率隨花生行比的增加呈增加趨勢。向日葵的光合特性各間作處理與單作相比：葉片凈光合速率T1降低6.72%，T2和T3分別增加1.89%和2.41%；葉片氣孔導(dǎo)度T1降低14.55%，T2和T3分別增加12.73%和29.09%；葉片胞間CO2濃度T1降低4.07%，T2和T3分別增加3.59%和7.68%；葉片蒸騰速率T1降低14.09%，T2和T3分別增加2.35%和11.24%。表明，隨花生行比的增加，間作向日葵葉片中凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率總體均呈逐漸增加趨勢，向日葵間作各光合特性指標(biāo)均高于T1種植模式，低于T2、T3種植模式。

表3 不同種植模式向日葵和花生的光合特性

向日葵/花生間作下花生葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率隨花生行比的增加呈逐漸增加趨勢，胞間CO2濃度隨花生行比的增加呈降低趨勢。與花生單作相比，T1、T2和T3種植模式下花生凈光合速率分別顯著降低70.28%、57.80%和36.00%；氣孔導(dǎo)度分別降低30.00%、22.50%和15.00%，各處理間無顯著差異；蒸騰速率分別降低29.16%、16.88%和14.52%；T1、T2和T3種植模式下花生胞間CO2濃度分別增加38.54%、23.84%和13.30%。表明，向日葵/花生間作降低了花生葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，增加了花生葉片胞間CO2濃度。

2.3 不同種植模式向日葵、花生的產(chǎn)量

從表4看出，隨著花生行比的增加，向日葵產(chǎn)量呈降低趨勢，與向日葵單作相比，T1、T2和T3種植模式下向日葵產(chǎn)量均顯著降低23.30%、30.94%和34.50%；隨著花生行比的增加，間作花生產(chǎn)量呈逐漸增加趨勢，與花生單作相比，T1、T2和T3種植模式下花生產(chǎn)量均顯著減少79.18%、58.34%和51.49%。表明，向日葵/花生間作下向日葵產(chǎn)量隨花生行比的增加呈降低趨勢，間作花生產(chǎn)量隨花生行比的增加呈逐漸增加趨勢，單作向日葵、單作花生的產(chǎn)量均比間作各處理的高。

表4 不同種植模式向日葵和花生的產(chǎn)量及土地當(dāng)量比

向日葵/花生在不同行比復(fù)合種植模式下，LER隨花生行比的增加而增加，其中T1模式的LER為0.98，小于1；T2和T3模式的LER分別為1.11和1.14，均大于1。表明，隨著花生行比的增加LER也逐漸增加；T3種植模式下LERmax為1.14，大于1，具有間作生產(chǎn)優(yōu)勢。

3 討論

3.1 向日葵/花生間作對農(nóng)藝性狀的影響

向日葵/花生間作存在高稈與矮稈作物的種間競爭，在此間作系統(tǒng)中向日葵有資源競爭優(yōu)勢，不同的行間配比對其農(nóng)藝性狀影響程度不盡相同[14]。試驗結(jié)果顯示，向日葵/花生間作復(fù)合種植，不同行比對向日葵莖粗和盤莖影響不顯著，但會使向日葵株高變矮、葉片數(shù)減少。原因可能是由于花生屬豆科植物，共生根瘤菌具有固氮作用，間作對向日葵生長具有促進(jìn)作用，而向日葵單作由于周圍葉片遮陰導(dǎo)致向日葵株高變高，葉片數(shù)增多。

在高稈與矮稈作物間套作系統(tǒng)中，至少一種作物的生長或發(fā)育會由于種間競爭而受抑制，高稈作物通常會對矮稈作物的營養(yǎng)生長造成抑制[15]。試驗結(jié)果顯示，向日葵/花生間作種植模式下，花生的主莖高、側(cè)枝長、結(jié)果枝數(shù)和結(jié)果數(shù)隨花生行比的增加而增加，但均顯著低于花生單作；花生總分枝數(shù)先降后增，雖在T2(向日葵︰花生=2︰3)間作模式下最低，但是該種植模式的總分枝數(shù)與T1(向日葵︰花生=2︰2)種植模式無顯著差異，向日葵/花生間作花生總分枝數(shù)均比單作少。該結(jié)果可能是由于花生與向日葵間作種植模式下，隨花生行比增加，向日葵遮陰減少，導(dǎo)致花生主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)和結(jié)果數(shù)隨花生行比的增加呈增加趨勢；花生單作無高稈作物遮陰，各農(nóng)藝性狀長勢均較間作模式優(yōu)。

3.2 向日葵/花生間作對向日葵、花生光合作用的影響

光合作用影響植物的物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)化，是光環(huán)境對植物的直接作用[16]。崔亮等[17]研究發(fā)現(xiàn)，群體光分布造成光合作用的差異遠(yuǎn)大于其他因素造成的差異，是導(dǎo)致作物光合特性變化的主要原因。試驗結(jié)果顯示，向日葵/花生間作隨花生行比的增加，向日葵凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率均呈逐漸增加趨勢，而向日葵單作各光合特性指標(biāo)低于T2(向日葵︰花生=2︰3)和T3(向日葵︰花生=2︰4)種植模式。向日葵花生復(fù)合種植中，高稈作物向日葵在光能競爭中占優(yōu)勢，因而各光合特性指標(biāo)隨花生行比的增加而增加，而向日葵單作的各光合特性指標(biāo)受周圍植株的遮陰影響，導(dǎo)致其光合值均低于T2和T3種植模式。

大量研究表明，豆科作物與中高稈作物的間套作模式中，矮稈的豆科作物易受中高稈作物遮陰的影響，生長勢減弱[18-21]。試驗結(jié)果顯示，向日葵/花生間作模式下，由于高稈作物向日葵的遮陰作用，導(dǎo)致花生在光能吸收上處于劣勢，因而其凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率均比單作低。

3.3 向日葵/花生間作對向日葵和花生產(chǎn)量及土地當(dāng)量比的影響

向日葵產(chǎn)量的構(gòu)成要素為單位面積株數(shù)、單盤粒數(shù)和千粒重等；花生產(chǎn)量的構(gòu)成要素為單位面積株數(shù)、株結(jié)果數(shù)和千粒重等。試驗結(jié)果顯示，向日葵/花生間作中向日葵的產(chǎn)量隨間作花生行比的增加而減小。主要因間作模式下，單位面積的向日葵株數(shù)隨花生行比的增加而減少，進(jìn)而導(dǎo)致向日葵單位面積產(chǎn)量降低。作物產(chǎn)量干物質(zhì)中的90%～95%來源于光合作用，而光環(huán)境的改變會影響套作群體的光合作用，進(jìn)而影響作物的籽粒產(chǎn)量[22]。間作花生為劣勢作物，由于向日葵的遮蔽作用，其生育后期植株的光合作用受到影響，導(dǎo)致光合物質(zhì)積累減少，從而影響到花生的單株產(chǎn)量。試驗結(jié)果顯示，間作花生的產(chǎn)量隨花生行比的增加而增加，一方面是由于行比增加后，花生冠層通風(fēng)透光環(huán)境變好，葉片的光合作用增強(qiáng)，使得植株干物質(zhì)的積累增加，最終導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量的增加[23]，另一方面是隨花生行比的增加，花生種植比例增加，導(dǎo)致產(chǎn)量呈增加趨勢。合理搭配不同作物進(jìn)行間作種植可有效提高單位面積土地產(chǎn)值，達(dá)到增產(chǎn)增收的目的[24]。

間作系統(tǒng)中每種作物的產(chǎn)量與該作物單作的產(chǎn)量相比，并不能全面衡量土地生產(chǎn)力的優(yōu)劣。需要用評價間作系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)土地當(dāng)量比(LER)來衡量[20]。試驗結(jié)果顯示，T2(向日葵︰花生=2︰3)和T3(向日葵︰花生=2︰4)不同行比的間作復(fù)合種植系統(tǒng)的LER均大于1，與劉洋等[14]的研究結(jié)果一致。說明向日葵和花生間作具有一定的產(chǎn)量優(yōu)勢。

4 結(jié)論

向日葵/花生間作模式中，有效促進(jìn)向日葵和花生葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，間作胞間CO2濃度向日葵葉片表現(xiàn)為促進(jìn)作用，花生表現(xiàn)為抑制作用；隨花生間作行比的增加，向日葵、花生長勢均逐漸變好。間作向日葵產(chǎn)量隨花生行比的增加呈降低趨勢，花生產(chǎn)量隨花生行比的增加呈逐漸增加趨勢，間作的土地當(dāng)量比以向日葵花生2︰4種植模式最佳。在實際生產(chǎn)中通過追肥、選擇更耐陰的花生品種等措施可獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。