孫彬杰 姜舒雅 李雙江 陳文杰 鄒天浩 宋勇

摘 要：為研究甜瓜和木薯間作模式下甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)、光合性能和土壤酶活性的變化，以甜瓜（湘甜薄脆）和木薯（南植199）為試驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)以甜瓜單作（CK）為對(duì)照，甜瓜和木薯間作時(shí)甜瓜3種種植密度（T1、T2、T3，株距分別為0.5 m、0.7 m、0.9 m）為處理。結(jié)果表明，與CK相比，T1和T2處理降低了甜瓜蔓長(zhǎng)與莖粗；T2和T3處理下的可溶性固形物、可溶性糖、還原糖含量和果肉厚度，較CK分別降低10.08%～10.40%、18.94%～20.44%、15.41%～33.36%和8.99%～10.69%；T1處理所測(cè)品質(zhì)指標(biāo)均與CK無(wú)顯著性差異，T1和T2處理下每667 m2產(chǎn)值比CK處理增收376.55～411.30元；不同間作處理下甜瓜葉片的葉綠素含量、凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）均低于CK處理；T1處理可顯著提高土壤過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性。綜上所述，T1栽培模式最優(yōu)，為適合長(zhǎng)沙產(chǎn)區(qū)的甜瓜和木薯間作模式。

關(guān)鍵詞：甜瓜；木薯；間作；光合性能；土壤酶活性；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S652+S533 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2023）06-043-07

Effects of intercropping patterns between muskmelon and cassava on growth and soil enzyme activities of muskmelon

SUN Binjie1， JIANG Shuya1， LI Shuangjiang1， CEHN Wenjie1， ZOU Tianhao1， SONG Yong1，2，3，4

（1. College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China; 2. Potato Center of Hunan Province， Changsha 410128， Hunan， China; 3. Engineering Research Center for Horticultural Crop Germplasm Creation and New Variety Breeding， Ministry of Education， Changsha 410128， Hunan， China; 4. Key Laboratory for Vegetable Biology of Hunan Province， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract： To study the changes of yield， quality， photosynthetic performance and soil enzyme activity of melon under the intercropping mode between melon and cassava， in this experiment， muskmelon （Xiang sweet and crisp） and cassava （Nanzhi 199） were used as experimental materials. Muskmelon single cropping （CK） was used as control， and the planting densities （T1， T2， T3 plant spacing of 0.5 m， 0.7 m， 0.9 m） of muskmelon intercropping with cassava were used as treatment. The results show that compared with CK， T1 and T2 treatments reduced melon vine length and stem diameter. The soluble solid， soluble sugar， reducing sugar and pulp thickness under T2 and T3 treatments decreased by 10.08%-10.40%， 18.94%-20.44%， 15.41%-33.36% and 8.99%-10.69% compared with CK， respectively. There was no significant difference between T1 treatment and CK. The output value per 667 m2 under T1 and T2 treatment increased by 376.55-411.30 Yuan compared with CK treatment. Chlorophyll， net photosynthetic rate （Pn）， stomatal conductance （Gs） and transpiration rate （Tr） of melon leaves under different intercropping treatments were lower than those under CK treatment. T1 treatment could increase the activities of catalase and sucrase in soil. In conclusion， T1 is the best cultivation mode， which is suitable for the intercropping mode of melon and cassava in Changsha.

Key words： Muskmelon; Cassava; Intercropping; Photosynthetic performance; Soil enzyme activity; Yield; Quality

甜瓜（Cucumis melo）是葫蘆科黃瓜屬一年生蔓性草本植物，全球十大水果之一，栽培歷史悠久，分布廣泛，具有重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于甜瓜的需求量越來(lái)越大，擴(kuò)大其種植面積和尋找新的合理有效的種植模式成為甜瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要途徑。前人多項(xiàng)研究結(jié)果表明，相對(duì)于單一的傳統(tǒng)種植模式，間作可提高土地利用率，提高復(fù)種指數(shù)與提高作物產(chǎn)量[2]。同時(shí)，兩種作物還可產(chǎn)生互補(bǔ)作用，減少肥料的投入，降低對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的破壞，減少病蟲(chóng)害的發(fā)生，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。

木薯（Manihot esculenta Crantz）屬大戟科木薯屬植物，為全球第六大糧食作物，具有耐旱、抗貧瘠、容易栽培和高產(chǎn)等優(yōu)良特性[4-5]。但木薯生育期較長(zhǎng)（8～11個(gè)月），初期生長(zhǎng)緩慢，種植密度?。ㄖ晷芯嗉s1.0 m×1.0 m）。木薯與甜瓜的間作模式利用了高、矮作物的有效搭配，有效地利用了土地，提高了復(fù)種指數(shù)，從而提高了種植效益[6-8]。陳仲南[6]在研究木薯間作西瓜時(shí)發(fā)現(xiàn)，間作比單作木薯每hm2增收26 400～48 600元。宋付平等[7]在木薯間作蜜本南瓜時(shí)發(fā)現(xiàn)間作比單作木薯產(chǎn)量提高38%左右。廖浩培等[8]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，木薯套種香瓜的凈收入是單作木薯的4.7倍。光能是植物產(chǎn)生有機(jī)物的能源，其強(qiáng)弱將直接影響到作物的光合生理特征和干物質(zhì)量[9]。一般認(rèn)為高矮作物間作時(shí)，低位作物受到遮蔽的影響會(huì)降低葉綠素含量及凈光合速率[10]。范元芳等[11]在研究玉米大豆間作時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于間作大豆處于低位作物，雖然植株的莖、柄生物量顯著增加，但葉生物量、葉綠素a含量、葉綠素總含量及凈光合速率（Pn）均顯著低于單作大豆。有研究進(jìn)一步指出，合理的栽培密度對(duì)緩解種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)、提高作物光合作用有一定的促進(jìn)作用。吳娜等[12]在對(duì)馬鈴薯燕麥間作時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于馬鈴薯處于低位，作物生長(zhǎng)受到抑制，將馬鈴薯行數(shù)由2行增加到4行后改善了馬鈴薯的光照條件，提高了葉片葉綠素含量，此時(shí)燕麥光合生理特性表現(xiàn)最優(yōu)。張昆等[13]在對(duì)玉米花生間作研究時(shí)也指出，提高花生行比可以保持花生葉片較高的光合能力，獲得產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。前人研究表明，作物間作有助于改善土壤環(huán)境，提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性[14-15]。蘇必孟[14]在研究木薯間作花生時(shí)表明，間作模式的木薯理論最大氮素、磷素的累積量均高于單作木薯，間作模式中以2行木薯間作4行花生的種植模式木薯根際土壤的肥力最高。唐秀梅等[15]對(duì)木薯花生的間作試驗(yàn)結(jié)果顯示，1行木薯間作1行花生，木薯與花生行距為0.3 m間作時(shí)，木薯根際土壤過(guò)氧化氫酶活性較單作木薯提高59.20%。

可見(jiàn)，合理的種植方式對(duì)提高作物的光合性能、改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤品質(zhì)具有重要作用。但目前對(duì)甜瓜與木薯間作時(shí)的土壤酶活性變化研究甚少。因此，筆者以甜瓜單作為對(duì)照，甜瓜和木薯間作時(shí)甜瓜3種種植密度為處理，并對(duì)單作與間作模式下甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)、光合性能及土壤酶活性進(jìn)行測(cè)定分析，探究甜瓜和木薯間作模式下甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)、光合性能和土壤酶活性的變化，為改進(jìn)長(zhǎng)沙產(chǎn)區(qū)甜瓜和木薯間作栽培技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在湖南省長(zhǎng)沙縣湘研種業(yè)試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)田耕種前0～20 cm耕層土壤理化性質(zhì)為：pH為5.83，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量（w，下同）分別為24.7、1.38、0.81、9.9 g·kg-1，水解性氮、有效磷、速效鉀含量分別為122、35.9、172 mg·kg-1。

甜瓜品種為湘甜薄脆（早熟雜交薄皮甜瓜，植株生長(zhǎng)健壯），由湖南湘研種業(yè)公司提供。木薯品種為南植199（甜木薯品種，植株直立、株型緊湊、頂端一般不分枝或分枝極少），由廣西武鳴農(nóng)技推廣站提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共置4個(gè)處理，分別為單作甜瓜（用CK表示），甜瓜和木薯間作時(shí)甜瓜的3種不同種植密度（用T1、T2、T3表示），采用1.6 m包溝起壟種植，壟寬1.0 m，溝寬0.6 m，種植前統(tǒng)一施用（N-P2O5-K2O 12-5-25）復(fù)合肥。木薯種植方式采用寬窄行種植，木薯寬行為1.0 m，窄行為0.6 m，木薯株距均為1.0 m。甜瓜和木薯間作處理為2行木薯1行甜瓜，甜瓜均在壟上種植，木薯與甜瓜之間行距均為0.5 m。T1處理的甜瓜株距為0.5 m，T2處理的甜瓜株距為0.7 m，T3處理的甜瓜株距為0.9 m。種植設(shè)計(jì)參照?qǐng)D1。試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組排列，每處理3次重復(fù)，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為1.6 m×10 m=16 m2。甜瓜于2022年3月11日育苗，4月14日移栽，6月23日收獲，整個(gè)生長(zhǎng)周期共105 d；木薯于2022年4月14日種植，11月25日收獲，木薯與甜瓜的共生生長(zhǎng)期為71 d。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 ? ?甜瓜生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 ? ?每個(gè)處理選取健康、無(wú)病蟲(chóng)害且具有代表性的植株5株，測(cè)量蔓長(zhǎng)、莖粗。蔓長(zhǎng)用卷尺測(cè)定甜瓜莖基部至生長(zhǎng)點(diǎn)的長(zhǎng)度，用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖基部的莖粗。

1.3.2 ? ?甜瓜光合指標(biāo)的測(cè)定 ? ?在甜瓜移栽20 d后，每10 d從小區(qū)隨機(jī)選取5株健康、無(wú)病蟲(chóng)害且具有代表性的甜瓜植株，采用 LI–6400 XT光合儀測(cè)定甜瓜功能葉的凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）；采用葉綠素測(cè)定儀測(cè)定甜瓜功能葉的葉綠素含量。

1.3.3 ?土壤酶活性的測(cè)定 ?取土?xí)r間：于甜瓜種植前（3月26日）、甜瓜收獲期（6月23日）分別采集土樣。

取樣方法：甜瓜單作時(shí)，在兩株甜瓜中間采用五點(diǎn)交叉取樣法；間作時(shí)，在木薯與甜瓜中間采用五點(diǎn)交叉取樣法；每個(gè)取樣點(diǎn)在垂直方向上取0～20 cm土層。樣品放于37 ℃烘干箱內(nèi)烘干，烘干后分別過(guò)40目與60目篩，供土壤酶活性的分析測(cè)定使用。

測(cè)定方法：采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定土壤脲酶活性，采用3，5–二硝基水楊酸比色法測(cè)定土壤蔗糖酶活性，采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定土壤過(guò)氧化氫酶活性，采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定土壤酸性磷酸酶活性[16-17]。

1.3.4 ? ?作物產(chǎn)量與品質(zhì)的測(cè)定 ? ?甜瓜小區(qū)產(chǎn)量測(cè)定：自甜瓜采收期開(kāi)始記錄每小區(qū)甜瓜實(shí)際產(chǎn)量。

甜瓜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量測(cè)定：根據(jù)每小區(qū)甜瓜實(shí)際產(chǎn)量，折算每667 m2產(chǎn)量。

甜瓜667 m2產(chǎn)值測(cè)定：根據(jù)其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量結(jié)合當(dāng)時(shí)甜瓜價(jià)格以4元·kg-1計(jì)算。

木薯單株產(chǎn)量測(cè)定：收獲時(shí)各處理隨機(jī)選取10株木薯，實(shí)測(cè)鮮薯塊根質(zhì)量。

木薯經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量測(cè)定：收獲時(shí)各處理隨機(jī)選取10株木薯，實(shí)測(cè)鮮薯塊根質(zhì)量，根據(jù)小區(qū)的株數(shù)折算每667 m2產(chǎn)量。

木薯667 m2產(chǎn)值測(cè)定：根據(jù)其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量結(jié)合當(dāng)時(shí)鮮薯價(jià)格以800元·t-1計(jì)算。

甜瓜品質(zhì)測(cè)定：采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量[18]，采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定可溶性蛋白含量[19]，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定維生素C含量[20]，采用直尺直接測(cè)定果肉厚度，采用手持測(cè)糖儀測(cè)定果實(shí)中心、邊部可溶性固形物含量，采用3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定還原糖含量[21]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖，用SPSS 26軟件的ANOVA對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間作模式對(duì)甜瓜生長(zhǎng)特性的影響

2.1.1 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜蔓長(zhǎng)的影響 ? ?由圖2可知，在甜瓜所有測(cè)定時(shí)期，T1處理各個(gè)時(shí)期甜瓜蔓長(zhǎng)均低于CK，僅果實(shí)膨大期與CK無(wú)顯著差異，其他時(shí)期與CK均存在顯著差異；T2處理在果實(shí)膨大期和成熟期均低于CK；T3處理僅在果實(shí)成熟期低于CK且無(wú)顯著差異。在伸蔓期，T1處理甜瓜蔓長(zhǎng)比CK處理顯著降低了25.60%，其他處理與CK無(wú)顯著差異。在開(kāi)花坐果期，T1處理甜瓜蔓長(zhǎng)比CK處理顯著降低了10.05%，T3處理甜瓜蔓長(zhǎng)比CK處理顯著提高了17.02%。在果實(shí)膨大期，各處理無(wú)顯著差異。在果實(shí)成熟期，T1和T2處理甜瓜蔓長(zhǎng)分別比CK處理顯著降低20.39%和18.82%。從以上結(jié)果可以看出，T1和T2處理降低了甜瓜蔓長(zhǎng)，T3與CK處理無(wú)顯著性差異。

2.1.2 ?不同間作模式對(duì)甜瓜莖粗的影響 ?由圖3可知，在甜瓜伸蔓期，各間作處理甜瓜莖粗均顯著低于CK處理；在開(kāi)花坐果期，T3處理甜瓜莖粗比CK處理顯著提高了15.38%，其他處理與CK無(wú)顯著差異；在果實(shí)膨大期，各處理甜瓜莖粗無(wú)顯著差異；在果實(shí)成熟期，T3處理甜瓜莖粗比CK處理顯著提高27.52%。從以上結(jié)果可以看出，T3處理提高了甜瓜從開(kāi)花坐果期到果實(shí)成熟期的莖粗。

2.2 不同間作模式對(duì)甜瓜光合特性的影響

2.2.1 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜葉綠素相對(duì)含量的影響 ? ?由圖4可知，甜瓜葉片的葉綠素相對(duì)含量隨生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，均在開(kāi)花坐果期達(dá)到最高。間作處理的甜瓜葉片的葉綠素相對(duì)含量均低于CK處理，但各處理間差異不顯著，表明間作處理對(duì)甜瓜葉綠素相對(duì)含量無(wú)顯著影響。

2.2.2 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜凈光合速率（Pn）的影響 ? ?由圖5可知，各處理甜瓜葉片的Pn隨生育期的推進(jìn)均呈現(xiàn)出先升高后降低趨勢(shì)，均在果實(shí)膨大期達(dá)到最大值。在各生長(zhǎng)期，間作各處理的Pn均低于CK，T1和T2處理的Pn 在甜瓜開(kāi)花坐果期和果實(shí)膨大期均與CK存在顯著差異，說(shuō)明間作處理降低了甜瓜葉片的Pn。在甜瓜伸蔓期，T2處理的Pn比CK顯著降低了20.17%，其他處理與CK無(wú)顯著差異；在開(kāi)花坐果期，T1、T2處理的Pn分別比CK顯著降低了14.37%、8.33%；在果實(shí)膨大期，間作處理的Pn顯著低于CK 11.65%～15.74%；在果實(shí)成熟期，T3處理的Pn比CK顯著降低18.21%，其他處理與CK無(wú)顯著差異。

2.2.3 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜氣孔導(dǎo)度（Gs）的影響 ? ?由圖6可知，T1和T3處理甜瓜葉片的Gs隨生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，均在開(kāi)花坐果期達(dá)到最大值。在甜瓜伸蔓期，T2處理的Gs顯著低于其他處理，比CK顯著降低了30.64%；在開(kāi)花坐果期，間作處理的Gs均顯著低于CK，不同間作處理間無(wú)顯著差異；在果實(shí)膨大期與果實(shí)成熟期，T3處理的Gs比CK分別顯著降低了20.89%和45.04%，其他處理均與CK無(wú)顯著差異。說(shuō)明間作處理顯著降低了甜瓜伸蔓期與開(kāi)花坐果期葉片的Gs。

2.2.4 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜胞間CO2濃度（Ci）的影響 ? ?由圖7可知，CK、T1和T2處理的甜瓜葉片的Ci隨生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，果實(shí)膨大期達(dá)到最大值。在甜瓜伸蔓期，T2處理的Ci比CK顯著降低了2.92%，T1、T3處理間無(wú)顯著差異；在開(kāi)花坐果期，T3處理的Ci顯著降低于其他處理，比CK顯著降低了6.56%，其他處理與CK無(wú)顯著差異；在果實(shí)膨大期，T1處理的Ci顯著高于CK和T3處理，比CK顯著提高了9.65%；在果實(shí)成熟期，各處理間Ci存在顯著差異，從大到小依次為T(mén)1處理>CK>T2處理>T3處理。說(shuō)明T1處理提高了從甜瓜開(kāi)花坐果期到果實(shí)成熟期葉片的Ci，T2和T3處理降低了甜瓜葉片的Ci。

2.2.5 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜蒸騰速率（Tr）的影響 ? ?由圖8可知，在甜瓜伸蔓期，T1和T2處理的Tr分別比CK處理顯著降低了7.42%和12.66%，T3處理與CK無(wú)顯著差異；在開(kāi)花坐果期，T2處理的Tr與其他處理存在顯著差異，比CK顯著降低了7.58%，其他處理與CK無(wú)顯著差異；在果實(shí)膨大期，各處理間均無(wú)顯著差異；在果實(shí)成熟期，T1處理的Tr顯著低于CK，其他處理與CK無(wú)顯著差異。說(shuō)明間作處理降低了甜瓜葉片的Tr。

2.3 不同間作模式對(duì)土壤酶活性的影響

由表1可知，T1處理的土壤過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性均顯著高于CK、T2、T3處理，T2和T3處理的土壤過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性與CK相比均差異不顯著；間作處理的土壤酸性磷酸酶活性均顯著低于CK；各處理的土壤脲酶活性無(wú)顯著差異。說(shuō)明T1處理可提高土壤過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性。

2.4 不同間作模式對(duì)甜瓜產(chǎn)量、產(chǎn)值與品質(zhì)的影響

2.4.1 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響 ? ?由表2可知，T1、T2處理甜瓜小區(qū)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量雖低于CK，但均與CK差異不顯著，T3處理的甜瓜小區(qū)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均顯著低于CK。各間作處理綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均顯著高于CK，T1和T2處理的667 m2產(chǎn)值比CK增收376.55～411.30元，T3處理綜合產(chǎn)值低于CK。說(shuō)明T1和T2處理可提高單位面積土地的綜合產(chǎn)值。

2.4.2 ? ?不同間作模式對(duì)甜瓜品質(zhì)的影響 ? ?由表3可知，T1處理的甜瓜的品質(zhì)指標(biāo)與CK相比差異均不顯著；T2處理的可溶性蛋白和維生素C含量與CK差異不顯著，可溶性固形物、可溶性糖、還原糖含量和果肉厚度均顯著低于CK，分別比CK顯著降低了10.08%、18.94%、15.41%、10.69%；T3處理下可溶性固形物、可溶性糖、還原糖、維生素C含量和果肉厚度均顯著低于CK，分別比CK顯著降低了10.40%、20.44%、33.36%、32.00%、8.99%。說(shuō)明T1處理對(duì)甜瓜品質(zhì)影響不大，T2和T3處理降低了甜瓜品質(zhì)，且T3處理的影響最大。

3 討論與結(jié)論

在間作體系中，通常高位作物會(huì)對(duì)低位作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。株高、莖粗等是反映植株各個(gè)時(shí)期生長(zhǎng)發(fā)育狀況的外觀指標(biāo)，它們能夠直接地體現(xiàn)作物的農(nóng)藝學(xué)性狀[3]。本研究結(jié)果表明，甜瓜和木薯間作處理，隨著甜瓜密度的增加，農(nóng)藝性狀中的蔓長(zhǎng)在各個(gè)生育時(shí)期多呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，在成熟期T1和T2處理蔓長(zhǎng)均顯著低于單作處理；間作處理莖粗也隨著密度的增加呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，在開(kāi)花坐果期到果實(shí)成熟期，T1和T2處理與CK差異不顯著，T3處理在開(kāi)花坐果期和果實(shí)成熟期，莖粗均顯著高于CK。這與張西亮[22]和高瑩[23]的研究結(jié)果一致。這是由于合理的栽培密度可充分利用光能和土壤肥力，甜瓜和木薯間作，甜瓜屬于低位作物，木薯生長(zhǎng)迅速對(duì)甜瓜產(chǎn)生了遮蔽作用，且隨著種植密度的增加會(huì)導(dǎo)致種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，影響甜瓜蔓長(zhǎng)和莖粗，合理的栽培密度可改善光照和養(yǎng)分的供給條件，促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育[24]。

光能是植物產(chǎn)生有機(jī)物的能源，其強(qiáng)弱將直接影響到作物的光合生理特征和干物質(zhì)量[9]，葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，與植物光合作用密切相關(guān)。唐秀梅等[15]和范虹等[25]認(rèn)為，高矮作物間作時(shí)，矮作物受到遮蔽會(huì)導(dǎo)致葉片葉綠素含量下降，葉片光合作用受到抑制。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)，間作條件下甜瓜所有時(shí)期葉片的葉綠素含量均低于單作處理，且葉片Pn、Gs和Tr也低于單作處理，但T1處理的甜瓜葉片的Ci在果實(shí)膨大期與果實(shí)成熟期均顯著高于CK。這是由于參與葉綠素形成的酶與光照度密切相關(guān)，一般認(rèn)為弱光會(huì)使葉綠素合成受到抑制[26]，因此在選擇間作的作物時(shí)應(yīng)充分考慮高矮作物對(duì)強(qiáng)光和弱光的適應(yīng)性，以實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)光和弱光的充分利用。Pn是指光合作用積累的有機(jī)物質(zhì)，是影響作物發(fā)育的主要因子。吳正峰等[27]研究發(fā)現(xiàn)，遮陰會(huì)導(dǎo)致Rubisco酶活性降低，碳同化受到抑制，從而導(dǎo)致Pn下降。閆慶祥等[28]研究發(fā)現(xiàn)，Ci與Pn呈負(fù)相關(guān)，認(rèn)為葉片Ci越高，氣孔內(nèi)外CO2濃度差越小，氣孔能吸收的CO2越少，導(dǎo)致光合速率越低。本研究結(jié)果表明，隨著種植密度的增加，Ci呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，T1處理從甜瓜開(kāi)花坐果期到果實(shí)成熟期均顯著高于T3處理，但整個(gè)生育期的變化卻不與Pn呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明Pn不僅受Ci的影響，還與Gs和Tr及環(huán)境因素等密切相關(guān)。因此，在間作時(shí)不僅要考慮合理的栽培密度，創(chuàng)造良好的微環(huán)境，還要給與適當(dāng)?shù)姆仕芾恚岣吖饽芾寐?，從而?shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)。

土壤酶是土壤的組成成分之一，主要來(lái)源于土壤中動(dòng)植物殘?bào)w的分解物以及微生物的細(xì)胞分泌物，在土壤有機(jī)質(zhì)礦化和元素循環(huán)中起重要作用[20]。前人研究表明，作物間作有助于改善土壤酶種類的組成，對(duì)土壤酶活性的提高具有重要意義[15]。在土壤中，蔗糖酶對(duì)增加土壤中易溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起著重要作用；過(guò)氧化氫酶能加速過(guò)氧化氫的降解，并能有效地阻止其對(duì)植物的毒性[29]。試驗(yàn)結(jié)果顯示，T1處理的土壤過(guò)氧化氫酶與蔗糖酶活性均顯著高于CK，這是由于木薯甜瓜間作時(shí)根系互作可促進(jìn)微生物的形成[17]，改善土壤理化性質(zhì)[30]，甜瓜后期枝蔓的腐化又可增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力水平和熟化程度，提高蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性。間作處理的土壤酸性磷酸酶活性均顯著低于CK，其原因可能是間作種類不同，根系分泌物質(zhì)也不相同，木薯甜瓜間作時(shí)根系分泌物質(zhì)隨著植株的生長(zhǎng)逐漸積累，導(dǎo)致土壤pH值升高，使酸性磷酸酶活性均低于單作處理。

作物產(chǎn)量與品質(zhì)除了受遺傳因素的影響之外，還與光照、溫度、濕度等自然因素以及施肥量、栽培模式密切相關(guān)[31]。本研究結(jié)果表明，T1、T2處理的甜瓜小區(qū)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量雖低于CK，但均與CK差異不顯著，T3處理的甜瓜小區(qū)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均顯著低于CK。間作處理的綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均顯著高于CK，T1和T2處理的每667 m2產(chǎn)值比CK增收376.55～411.30元。T2和T3處理的甜瓜可溶性固形物、可溶性糖、還原糖含量和果肉厚度均顯著低于CK，較CK分別降低10.08%～10.40%、18.94%～20.44%、15.41%～33.36%和8.99%～10.69%，T1處理所測(cè)品質(zhì)指標(biāo)均與CK無(wú)顯著差異。這是因?yàn)殚g作處理加劇了種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，但研究發(fā)現(xiàn)合理的栽培密度可改善間作群體的通風(fēng)透光性，減少種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，提高光能利用率[14]，又可改善土壤酶種類的組成，提高了土壤酶活性，從而提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)和單位面積的土壤總產(chǎn)值[15]。

綜上所述，與甜瓜單作相比，甜瓜和木薯間作模式雖然降低了甜瓜光合能力、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和品質(zhì)，但提高了單位面積的土壤總產(chǎn)值，其中以2行木薯間作1行甜瓜、甜瓜株距為0.5 m的栽培模式（T1）最優(yōu)，為適合長(zhǎng)沙產(chǎn)區(qū)的木薯間作甜瓜模式。

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