朱紹坤,孫凌俊*,喬軍,呂春晶
(1遼寧省果樹科學(xué)研究所,遼寧熊岳115009;2遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧熊岳115009)
葡萄(grapevines)作為世界上古老的物種之一,在世界果樹生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。目前我國(guó)鮮食葡萄的產(chǎn)量與面積已經(jīng)居世界第一,但隨著葡萄種植年限的增加,產(chǎn)業(yè)化與規(guī)?;l(fā)展,葡萄連作障礙問題凸顯,如病蟲害加重,品種更新困難,苗圃利用年限降低等問題,制約著葡萄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。
目前,間作作為緩解連作障礙的措施之一,表現(xiàn)有效,且方法簡(jiǎn)單,受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。已有研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期連作的棉田間作洋蔥,可使棉田土中化感物質(zhì)含量降低67.9%,棉花根長(zhǎng)、根質(zhì)量提高54.5%、45.7%,凈光合速率增加12.2%;西瓜間作小麥可提高西瓜內(nèi)WRKY6等抗病基因表達(dá),使西瓜枯萎病的發(fā)生率降低20%??梢姡侠淼拈g作可以有效緩解連作障礙。但目前關(guān)于果樹連作的間作體系研究較少,尚沒有適合緩解葡萄連作障礙的間作物研究。
本試驗(yàn)選取間作研究中常用的8種作物與‘貝達(dá)’葡萄間作種植,以期發(fā)掘出改善葡萄連作障礙的間作物,為后期探究葡萄適宜的間作模式及間作緩解葡萄連作障礙機(jī)理提供指導(dǎo)。
供試葡萄為一年生‘貝達(dá)’葡萄扦插苗。供試間作物為白三葉、大蔥、洋蔥、花生、韭菜、苦荬菜、紫花苜蓿、大蒜,種子購(gòu)自農(nóng)發(fā)源種子公司。試驗(yàn)連作土壤取自沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)葡萄試驗(yàn)園。該園建立于1978年,至今葡萄已更新3次,第3次更新后已15年。該園土壤堿解氮為98.35 mg/kg,有效磷109.44 mg/kg,速效鉀189.8mg/kg,有機(jī)質(zhì)26.53g/kg,pH值6.85。
試驗(yàn)于2017年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)葡萄試驗(yàn)園進(jìn)行,采用槽式栽培方式(80 cm×65 cm×70 cm)。將栽于連作土壤中的‘貝達(dá)’與8種作物間作定植,間作物與葡萄的行距分別設(shè)5、10、15、20、25cm,以不間作為對(duì)照,共6個(gè)處理。葡萄株距為10cm,間作物株距為7cm。避雨栽培,常規(guī)統(tǒng)一管理。
定植10d后開始測(cè)定葡萄的株高(從新梢基部開始)、莖粗(測(cè)定新梢基部第2節(jié)寬面)。每隔10d測(cè)定1次,共測(cè)定5次。
化感效應(yīng)敏感指數(shù)(RI)采用Willianmson的方法,RI=1-C/T(T≥C);RI=T/C-1(T<C)。其中T為間作值,C為對(duì)照值。當(dāng)RI>0時(shí),表示促進(jìn)作用;當(dāng)RI<0時(shí),表示抑制作用。化感作用強(qiáng)度用RI絕對(duì)值的大小表示。數(shù)據(jù)采用SPSS17.0、Excel2017軟件分析處理。
圖1為各處理葡萄株高的化感效應(yīng)指數(shù),其中圖1-2和1-4間作大蔥、花生處理對(duì)葡萄株高表現(xiàn)出較強(qiáng)促進(jìn)作用。間作大蔥的,除間作距離5、15 cm處理外,初期各間作距離對(duì)葡萄均表現(xiàn)為促進(jìn)作用。其中間作距離10cm的6月28日對(duì)葡萄株高促進(jìn)作用最強(qiáng),化感效應(yīng)指數(shù)為0.41,葡萄株高是對(duì)照的1.7倍。間作花生的,除間作距離20 cm的后期表現(xiàn)較弱抑制作用外,各處理對(duì)葡萄株高表現(xiàn)促進(jìn)作用,其中間作距離15 cm的各測(cè)定時(shí)期對(duì)株高的促進(jìn)作用均高于其他間作距離,其6月28日葡萄株高的化感效應(yīng)指數(shù)最高,為0.44,葡萄株高是對(duì)照的1.79倍。圖1-6為間作苦荬菜處理,除間作距離10cm處理初期、間作距離20cm處理各期對(duì)株高有較弱促進(jìn)作用外,其他間作距離和其余時(shí)期對(duì)葡萄株高產(chǎn)生抑制效果,其中間作距離25cm處理對(duì)葡萄株高抑制作用最強(qiáng),7月18日抑制效果達(dá)到最高,化感指數(shù)為-0.63。圖1-1、1-3、1-5分別為間作白三葉、大蒜、韭菜處理,除間作白三葉距離15cm外,均對(duì)連作葡萄表現(xiàn)抑制作用。圖1-7、1-8為間作苜蓿和洋蔥處理,其對(duì)葡萄株高的作用效果不明顯。
圖1 不同間作模式對(duì)葡萄株高的影響
各處理對(duì)葡萄莖粗的化感效應(yīng)指數(shù)如圖2所示。圖2-2為間作大蔥,除間作距離5 cm處理外,其他間作距離對(duì)莖粗整體表現(xiàn)出較強(qiáng)促進(jìn)作用。其中間作距離10cm處理促進(jìn)效果最佳,化感效應(yīng)指數(shù)在各時(shí)期依次為0.38、0.35、0.36、0.19、0.07,但隨時(shí)間增加對(duì)莖粗的促進(jìn)效果減弱;間作距離15、20、25cm處理的前期有促進(jìn)作用,后期表現(xiàn)較弱的抑制作用。圖2-4為間作花生,除間作距離5 cm處理外,均對(duì)莖粗表現(xiàn)出較強(qiáng)的促進(jìn)作用,間作距離20 cm處理的整體促進(jìn)效應(yīng)最強(qiáng),6月18日化感效應(yīng)指數(shù)為0.52,葡萄莖粗是對(duì)照的2.1倍。圖2-6為間作苦荬菜,各處理在間作初期對(duì)莖粗有一定促進(jìn)作用,隨時(shí)間增加表現(xiàn)出顯著的抑制作用。其中化感抑制作用最強(qiáng)為間作距離25 cm,6月28日的葡萄莖粗為對(duì)照的-0.64倍。從圖2-1、2-3、2-5、2-7、2-8可看出,間作初期白三葉、大蒜、韭菜、紫花苜蓿、洋蔥(除間作距離20 cm處理外)處理初期對(duì)葡萄莖粗表現(xiàn)為促進(jìn)作用,隨間作時(shí)間增加對(duì)葡萄莖粗表現(xiàn)抑制作用。
圖2 不同間作模式對(duì)葡萄莖粗的影響
間作是一種高效利用空間的傳統(tǒng)耕作技術(shù),是我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精髓之一。合理的間作可以改善土壤理化狀況及根區(qū)微域環(huán)境,提升養(yǎng)分資源利用效率,有效降低土傳病害的發(fā)生,增加作物產(chǎn)量與品質(zhì)。目前,間作已成為緩解作物連作障礙的一種有效措施。本試驗(yàn)通過研究8種間作物對(duì)連作葡萄的作用效果,發(fā)現(xiàn)不同間作模式對(duì)連作葡萄的作用效果不同。
間作效果因間作物種類的不同而不同。前人研究發(fā)現(xiàn),大蔥可使連作桔梗土壤微生物總量增加2.43倍,土壤細(xì)菌/真菌比值提高3.18倍;花生與連作甘蔗間作具有明顯的促進(jìn)效應(yīng)。本研究與前人研究結(jié)果相似,發(fā)現(xiàn)間作花生與間作大蔥對(duì)連作葡萄株高、莖粗均表現(xiàn)出較高的促進(jìn)作用,可改善連作葡萄的長(zhǎng)勢(shì),說明間作花生、大蔥對(duì)葡萄連作具有緩解效果。
間作效果因間作距離、時(shí)間的不同而不同。本研究發(fā)現(xiàn),間作效果隨間作距離的增加,部分處理呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),這與前人的研究結(jié)果類似。Gao等人發(fā)現(xiàn),玉米大豆間作體系中大豆根系對(duì)土傳病害的抑制作用隨間作玉米距離的增加而減小,證實(shí)間作距離對(duì)間作效果的影響。而本研究在間作后期或間作距離較近時(shí),間作促進(jìn)效應(yīng)減弱,可能是由于生長(zhǎng)空間、土壤養(yǎng)分等因素的影響所致。
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),間作苦荬菜等抑制連作葡萄生長(zhǎng),推測(cè)原因,可能是這些間作物與葡萄未達(dá)到適宜間作距離;也可能是這些間作物對(duì)連作葡萄產(chǎn)生化感等抑制作用,據(jù)報(bào)道,蜀葵間作紫花苜蓿后,地上、地下生物量受到明顯抑制作用,與不間作相比下降8%和23%。本試驗(yàn)間作物抑制連作葡萄生長(zhǎng)的原因需進(jìn)一步明確。