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    2BX型玉米/甘薯間作系統(tǒng)優(yōu)勢分析

    2014-11-22 12:48:23王新華等
    江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年10期
    關(guān)鍵詞:間作甘薯玉米

    王新華等

    摘要:對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: S344.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號: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: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:Z2010-02-02)。

    作者簡介:王新華(1963—),男,河南民權(quán)人,高級農(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、糧食緊缺使人們再次關(guān)注間套作模式[1-2]。農(nóng)作物間作套種模式的優(yōu)勢首先是社會效益、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]。“甘薯/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。

    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)期測定作物的葉面積、株高,收獲時(shí)進(jìn)行田間測產(chǎn)并考察農(nóng)藝性狀;光照強(qiáng)度測定采用ST-80C型多點(diǎn)平均式照度計(jì);風(fēng)速測定采用熱偶電極式風(fēng)速儀;葉綠素含量測定使用日本產(chǎn)葉綠素計(jì);CO2含量、光合強(qiáng)度測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,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,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,同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益增加,是較為理想的種植模式[15-17]。

    參考文獻(xiàn):

    [1]史本林,尤瑞玲,蘆杰. 河南省甘薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的SWOT分析[J]. 資源開發(fā)與市場,2011,27(5):450-452.

    [2]楊文鈺,雍太文,任萬軍,等. 發(fā)展套作大豆,振興大豆產(chǎn)業(yè)[J]. 大豆科學(xué),2008,27(1):1-7.

    [3]雍太文,任萬軍,楊文鈺,等. 旱地新3熟“麥/玉/豆”模式的內(nèi)涵、特點(diǎn)及栽培技術(shù)[J]. 耕作與栽培,2006(6):48-50.

    [4]王自力,楊愛梅,劉忠玲,等. 洛陽旱地西瓜間作甘薯效益及技術(shù)要點(diǎn)[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊,2010(12):221-222.

    [5]劉偉明. 春玉米、甘薯套種的主要農(nóng)藝措施優(yōu)化研究[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),1994(3):105-107.

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    [8]向紅梅,黃文美,李桂平,等. 玉米與不同密度甘薯套種對甘薯產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)技服務(wù),2009,26(5):30.

    [9]高陽,段愛旺,劉戰(zhàn)東,等. 玉米/大豆間作條件下的作物根系生長及水分吸收[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2009,20(2):307-313.

    [10]馬代夫,李強(qiáng),曹清河,等. 中國甘薯產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,28(5):969-973.

    [11]寧運(yùn)旺,馬洪波,張輝,等. 氮、磷、鉀對甘薯生長前期根系形態(tài)和植株內(nèi)源激素含量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,29(6):1326-1332.

    [12]馬劍鳳,程金花,汪潔,等. 國內(nèi)外甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(12):1-5.

    [13]欒春榮,蘇彩霞,馬小鳳,等. 鮮食黑糯玉米/紫甘薯立體套種關(guān)鍵技術(shù)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(10):86-87.

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    [17]楊愛梅,王家才,紀(jì)允安,等. 高淀粉甘薯新品種商薯19高產(chǎn)栽培措施研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(7):41-42,50.

    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,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,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,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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    [14]盧廣遠(yuǎn),楊愛梅.甘薯/鮮食玉米套作模式下產(chǎn)量與效益的分析[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(21):135-139.

    [15]王家才,孟自力,張曦,等. 甘薯新品種商薯6號套種模式及其效益分析[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(5):40-41.

    [16]楊愛梅,王家才,謝幸華,等. 甘薯商薯19高產(chǎn)生理基礎(chǔ)研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(5):46-48.

    [17]楊愛梅,王家才,紀(jì)允安,等. 高淀粉甘薯新品種商薯19高產(chǎn)栽培措施研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(7):41-42,50.

    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,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,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,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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