王新華等

摘要：對(duì)2BX型玉米/甘薯間作系統(tǒng)的生態(tài)生理效應(yīng)和綜合效益的分析結(jié)果表明，間作后系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境得到改善，玉米群體內(nèi)的光照強(qiáng)度增大，光分布合理，風(fēng)速增大，

關(guān)鍵詞：玉米；甘薯；間作；生態(tài)因子；生理特征

中圖分類號(hào)： S344.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）10-0106-04

收稿日期：2013-12-08

基金項(xiàng)目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（編號(hào)：CARS-11-C-12）；河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（編號(hào)：Z2010-02-02）。

作者簡介：王新華（1963—），男，河南民權(quán)人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)作物栽培和技術(shù)推廣工作。

通信作者：盧廣遠(yuǎn)，副研究員，主要從事玉米育種和栽培技術(shù)研究。E-mail：lugy378@163.com。隨著全球性人口的劇增，資源匱乏、環(huán)境惡化、糧食緊缺使人們?cè)俅侮P(guān)注間套作模式[1-2]。農(nóng)作物間作套種模式的優(yōu)勢(shì)首先是社會(huì)效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益高于單作，其次是作物品種的搭配豐富了農(nóng)產(chǎn)品，最后是合理配置了田間結(jié)構(gòu)。前人研究指出：要提高套種玉米和甘薯的產(chǎn)量及產(chǎn)值，應(yīng)十分重視將玉米的播種期、移栽密度、施肥量等作為首要考慮因子[3-5]；在試驗(yàn)條件下，適當(dāng)增加并協(xié)調(diào)好春玉米與甘薯的栽種密度，注重春玉米的施氮水平，便可有效增加春玉米與甘薯的總產(chǎn)量[6]，增加甘薯的密度、總產(chǎn)量[7]?！案适?鮮食玉米”模式就是依據(jù)喜光與耐陰作物相組合、高稈與矮稈作物相搭配、根系深淺疏密結(jié)合、生育期長短前后交錯(cuò)[8-9]而確定合理的群體與田間結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了滿足農(nóng)業(yè)增收、農(nóng)民增效的需要而提出的。甘薯投入少，產(chǎn)出多，單位面積可食用的干物質(zhì)居各種作物之首；此外，甘薯抗災(zāi)力強(qiáng)，耐旱、耐瘠薄，在其他作物較難生長的地方也能獲得較好的收成[10-13]。本研究探討玉米/甘薯間作作模式，以期尋求甘薯、玉米共同高產(chǎn)的最佳種植行比，為完善玉米/甘薯間作新模式的配套技術(shù)及示范推廣提供科學(xué)依據(jù)[14]。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)條件與供試品種

試驗(yàn)于2011、2012年在河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院雙八試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，沙質(zhì)壤土，前茬作物為小麥，單產(chǎn)7 500 kg/hm2，小麥?zhǔn)斋@后立即中耕滅茬，播種玉米并栽植甘薯。

玉米品種選用鄭單958，甘薯品種選用商薯9號(hào)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

玉米/甘薯間作共設(shè)6個(gè)處理，各處理的株行距配置見表1，2BX型間作系統(tǒng)指2行玉米X行甘薯。處理采用完全隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每個(gè)處理種植3帶（單作玉米和單作甘薯各種10行），帶長10 m，小區(qū)之間有 1 m 的隔離帶，東西行種植，四周種甘薯作保護(hù)區(qū)。單作玉米施復(fù)合肥（氮、磷、鉀含量均為15%）6 750 kg/hm2；單作甘薯在中等肥力條件下，鮮薯產(chǎn)量37 500～45 000 kg/hm2，施優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥（漚肥、堆肥） 37 500～45 000 kg/hm2、尿素150 kg/hm2、過磷酸鈣450 kg/hm2、硫酸鉀375 kg/hm2；間作玉米和甘薯的施肥量為單作施肥量乘以該作物的種植密度比例。生育期間及時(shí)中耕、澆水、防治病蟲害。

在主要生育時(shí)期測(cè)定作物的葉面積、株高，收獲時(shí)進(jìn)行田間測(cè)產(chǎn)并考察農(nóng)藝性狀；光照強(qiáng)度測(cè)定采用ST-80C型多點(diǎn)平均式照度計(jì)；風(fēng)速測(cè)定采用熱偶電極式風(fēng)速儀；葉綠素含量測(cè)定使用日本產(chǎn)葉綠素計(jì)；CO2含量、光合強(qiáng)度測(cè)定使用便攜式紅外線CO2分析儀。

2結(jié)果與分析

2.1玉米/甘薯間作群體田間小氣候的變化

2.1.1玉米/甘薯間作群體內(nèi)光照強(qiáng)度的變化及分布狀況光照強(qiáng)度及其在空間中的分布是影響光合作用和產(chǎn)量的重要因子。在玉米大喇叭口期和甘薯薯塊膨大初期，于晴天連續(xù)3 d測(cè)定復(fù)合群體的光照強(qiáng)度和光分布狀況，結(jié)果見表2。由表2可以看出，間作玉米株高2/3處、基部（距地面10cm處，下同）光照強(qiáng)度的平均值分別比單作玉米提高33.93%、1098%，平均透光率分別提高27.65%、1159%，這2個(gè)層次是玉米功能葉的活躍部位，光合作用最強(qiáng)，制造的干物質(zhì)最多。從不同的間作方式看，A5處理玉米各部位的光照度最大，2/3株高處光照強(qiáng)度、透光率分別比單作玉米提高5408%、4172%，基部處光照強(qiáng)度、透光率分別比單作玉米提高1970%、23.69%。

由以上分析可知，實(shí)行玉米/甘薯2BX型間作，玉米生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善，2行玉米的光溫氣熱得到更好的協(xié)調(diào)，邊行優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮。而且在適宜的間作方式（2B6型和2B8型）下，也不會(huì)使甘薯的生境發(fā)生惡化，反而使得互補(bǔ)效應(yīng)增加。

2.2間作群體玉米/甘薯生理特性的變化

2.2.1葉綠素含量的變化葉綠素含量與作物的光合強(qiáng)度和生長發(fā)育緊密相關(guān)。測(cè)定了不同處理中每行葉片的葉綠素含量，記錄相同2行的平均值。表4結(jié)果表明，間作玉米葉片（穗位葉）葉綠素含量均比單作玉米提高，平均提高了713%，大小為A5>A4>A2>A3；甘薯的不同行位葉片（主莖上部葉片）的葉綠素含量與單作甘薯相比都有不同程度降低，降低幅度為邊1行>邊2行>邊3行>邊4行，平均分別比單作甘薯降低8.92%、4.01%、2.95%、1.17%，并且隨著甘薯行數(shù)的增加，邊1行受到的影響整體上減少，這與甘薯行數(shù)增加后田間小氣候的改善有關(guān)，因此表現(xiàn)出2B6和2B8型中玉米葉片受邊行優(yōu)勢(shì)的影響，葉綠素含量增加的幅度較大，而甘薯葉片受邊行劣勢(shì)的影響，葉綠素含量減少的幅度變小。

2.2.2玉米/甘薯間作光合強(qiáng)度的變化光合強(qiáng)度的大小直接反映了干物質(zhì)的積累速率和群體結(jié)構(gòu)的優(yōu)異情況。由表5可見，間作后玉米穗位葉片的光合強(qiáng)度均比單作提高，甘薯葉片的光合強(qiáng)度均比單作降低，但是平均都隨2BX型甘薯行數(shù)的增加而增大，玉米A4與A5比較接近，提高幅度分別為2914%、31.11%，而甘薯的光合強(qiáng)度均比較接近單作。

玉米/甘薯間作后，玉米增產(chǎn)潛力的根本性生理機(jī)制得到充分體現(xiàn)，在2B6型間作帶中發(fā)揮得較為充分，即使再增加

表4玉米/甘薯間作群體中不同行的葉綠素含量變化

處理葉綠素含量（SPAD值）玉米甘薯邊1行邊2行邊3行邊4行A148.53A251.2738.21A350.8239.8842.06A452.5842.4342.8443.17A553.2941.1242.8742.9543.85A644.37

甘薯行數(shù)，光合強(qiáng)度變化也不大，該趨勢(shì)與光照強(qiáng)度在群體內(nèi)的變化情況基本一致。同時(shí)，與單作相比，甘薯葉片（主莖上部葉片）光合強(qiáng)度降低的幅度也不大，日平均光合強(qiáng)度比單作甘薯下降了16.38%，這種生理特性的變化是間作后生態(tài)因子變化后綜合作用的結(jié)果，同時(shí)又是以后產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)和動(dòng)力。表5玉米/甘薯間作群體中光合強(qiáng)度的變化

作物名稱測(cè)定時(shí)間光合強(qiáng)度3結(jié)論與討論

2BX型玉米/甘薯間作系統(tǒng)充分發(fā)揮了玉米的邊行優(yōu)勢(shì)，使得平均光照強(qiáng)度提高，而且光分布更加趨于合理，植株2/3處功能活躍層的光量增多，同時(shí)群體中風(fēng)速提高，促進(jìn)了CO2的擴(kuò)散和輸送。這種生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育優(yōu)勢(shì)，使群體的正相互作用趨于增加，負(fù)相互作用趨于減少，即在間作后甘薯群體中，CO2含量和風(fēng)速加大，并且隨著甘薯行比的增加，群體內(nèi)的光照強(qiáng)度和光分布狀況逐步好轉(zhuǎn)，從而建立起一個(gè)互補(bǔ)共榮的生態(tài)空間。玉米/甘薯間作后，生態(tài)因子的改變引起了植株內(nèi)部生理特性的變化。2B6型和2B8型間作群體玉米葉片的葉綠素含量和光合強(qiáng)度明顯提高，而甘薯葉片的葉綠素含量和光合強(qiáng)度降低最少，這為后期產(chǎn)量的形成奠定了物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。玉米/甘薯間作后的產(chǎn)量效益和經(jīng)濟(jì)效益分析表明，2B8型玉米-甘薯的群體優(yōu)勢(shì)較好，農(nóng)藝性狀改善，群體的復(fù)合產(chǎn)量最高，保證了玉米、甘薯增產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益增加，是較為理想的種植模式[15-17]。

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玉米/甘薯間作后，玉米增產(chǎn)潛力的根本性生理機(jī)制得到充分體現(xiàn)，在2B6型間作帶中發(fā)揮得較為充分，即使再增加

表4玉米/甘薯間作群體中不同行的葉綠素含量變化

處理葉綠素含量（SPAD值）玉米甘薯邊1行邊2行邊3行邊4行A148.53A251.2738.21A350.8239.8842.06A452.5842.4342.8443.17A553.2941.1242.8742.9543.85A644.37

甘薯行數(shù)，光合強(qiáng)度變化也不大，該趨勢(shì)與光照強(qiáng)度在群體內(nèi)的變化情況基本一致。同時(shí)，與單作相比，甘薯葉片（主莖上部葉片）光合強(qiáng)度降低的幅度也不大，日平均光合強(qiáng)度比單作甘薯下降了16.38%，這種生理特性的變化是間作后生態(tài)因子變化后綜合作用的結(jié)果，同時(shí)又是以后產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)和動(dòng)力。表5玉米/甘薯間作群體中光合強(qiáng)度的變化

作物名稱測(cè)定時(shí)間光合強(qiáng)度3結(jié)論與討論

2BX型玉米/甘薯間作系統(tǒng)充分發(fā)揮了玉米的邊行優(yōu)勢(shì)，使得平均光照強(qiáng)度提高，而且光分布更加趨于合理，植株2/3處功能活躍層的光量增多，同時(shí)群體中風(fēng)速提高，促進(jìn)了CO2的擴(kuò)散和輸送。這種生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育優(yōu)勢(shì)，使群體的正相互作用趨于增加，負(fù)相互作用趨于減少，即在間作后甘薯群體中，CO2含量和風(fēng)速加大，并且隨著甘薯行比的增加，群體內(nèi)的光照強(qiáng)度和光分布狀況逐步好轉(zhuǎn)，從而建立起一個(gè)互補(bǔ)共榮的生態(tài)空間。玉米/甘薯間作后，生態(tài)因子的改變引起了植株內(nèi)部生理特性的變化。2B6型和2B8型間作群體玉米葉片的葉綠素含量和光合強(qiáng)度明顯提高，而甘薯葉片的葉綠素含量和光合強(qiáng)度降低最少，這為后期產(chǎn)量的形成奠定了物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。玉米/甘薯間作后的產(chǎn)量效益和經(jīng)濟(jì)效益分析表明，2B8型玉米-甘薯的群體優(yōu)勢(shì)較好，農(nóng)藝性狀改善，群體的復(fù)合產(chǎn)量最高，保證了玉米、甘薯增產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益增加，是較為理想的種植模式[15-17]。

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玉米/甘薯間作后，玉米增產(chǎn)潛力的根本性生理機(jī)制得到充分體現(xiàn)，在2B6型間作帶中發(fā)揮得較為充分，即使再增加

表4玉米/甘薯間作群體中不同行的葉綠素含量變化

處理葉綠素含量（SPAD值）玉米甘薯邊1行邊2行邊3行邊4行A148.53A251.2738.21A350.8239.8842.06A452.5842.4342.8443.17A553.2941.1242.8742.9543.85A644.37

甘薯行數(shù)，光合強(qiáng)度變化也不大，該趨勢(shì)與光照強(qiáng)度在群體內(nèi)的變化情況基本一致。同時(shí)，與單作相比，甘薯葉片（主莖上部葉片）光合強(qiáng)度降低的幅度也不大，日平均光合強(qiáng)度比單作甘薯下降了16.38%，這種生理特性的變化是間作后生態(tài)因子變化后綜合作用的結(jié)果，同時(shí)又是以后產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)和動(dòng)力。表5玉米/甘薯間作群體中光合強(qiáng)度的變化

作物名稱測(cè)定時(shí)間光合強(qiáng)度3結(jié)論與討論

2BX型玉米/甘薯間作系統(tǒng)充分發(fā)揮了玉米的邊行優(yōu)勢(shì)，使得平均光照強(qiáng)度提高，而且光分布更加趨于合理，植株2/3處功能活躍層的光量增多，同時(shí)群體中風(fēng)速提高，促進(jìn)了CO2的擴(kuò)散和輸送。這種生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育優(yōu)勢(shì)，使群體的正相互作用趨于增加，負(fù)相互作用趨于減少，即在間作后甘薯群體中，CO2含量和風(fēng)速加大，并且隨著甘薯行比的增加，群體內(nèi)的光照強(qiáng)度和光分布狀況逐步好轉(zhuǎn)，從而建立起一個(gè)互補(bǔ)共榮的生態(tài)空間。玉米/甘薯間作后，生態(tài)因子的改變引起了植株內(nèi)部生理特性的變化。2B6型和2B8型間作群體玉米葉片的葉綠素含量和光合強(qiáng)度明顯提高，而甘薯葉片的葉綠素含量和光合強(qiáng)度降低最少，這為后期產(chǎn)量的形成奠定了物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。玉米/甘薯間作后的產(chǎn)量效益和經(jīng)濟(jì)效益分析表明，2B8型玉米-甘薯的群體優(yōu)勢(shì)較好，農(nóng)藝性狀改善，群體的復(fù)合產(chǎn)量最高，保證了玉米、甘薯增產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益增加，是較為理想的種植模式[15-17]。

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