混播比例和時(shí)期對(duì)玉米—秣食豆群體內(nèi)小氣候的影響

劉殿鵬　張淑艷　白梅榮

摘要[目的]研究播期和混播比例對(duì)玉米-秣食豆群體內(nèi)小氣候的影響。[方法]以玉米和秣食豆為試驗(yàn)材料，按秣食豆與玉米同期播種和延后播種2個(gè)播期，玉米與秣食豆3個(gè)混播比例進(jìn)行混播試驗(yàn)。[結(jié)果]混播時(shí)期對(duì)作物群體內(nèi)散射光有顯著影響，對(duì)總?cè)肷涔狻囟群拖鄬?duì)濕度無顯著影響?；觳ケ壤龑?duì)群體內(nèi)光照和溫度、濕度影響顯著，隨秣食豆比例的增加，群體內(nèi)各層次的總?cè)肷涔夂蜕⑸涔饩@著減少，溫度減低，濕度增加；而且生育前期隨秣食豆比例的增加，群體內(nèi)溫度顯著降低，生育后期相對(duì)濕度顯著增加。[結(jié)論]播期和混播比例對(duì)群體內(nèi)小氣候有顯著影響。混作復(fù)合群體通過改變田間小氣候，影響作物的生理活動(dòng)。

關(guān)鍵詞玉米；抹食豆；混播；小氣候

中圖分類號(hào)S344文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）31-0039-03

Abstract[Objective]To study the effects of sowing time and mixed sowing ratio on microclimate in Zea maysGlycine max population.[Method]Taking Zea maysGlycine max as experimental materials，mixed seeding test was conducted by 2 kinds of sowing date （simultaneous sowing and delayed sowing）， 3 kinds of Zea maysGlycine max ratio.[Result] The sowing time had a significant effect on the scattering light of Zea mays population.It had no significant effect on the total incident light，temperature and relative humidity.The proportion of mixed sowing had significant effect on the illumination，temperature and humidity.With the increase of Glycine max proportion， the total incident light and scattered light of different groups were significantly reduced，temperature was reduced and humidity was increased.The temperature was significantly decreased with the increase of proportion of Glycine max in early growth stage.Relative humidity increased significantly in late growth stage.[Conclusion]The proportion and time of mixed sowing have significant effect on microclimate.Mixed compound population affects the physiological activities of crops by changing microclimate in the field.

Key wordsZea mays；Glycine max；Mixed sowing；Microclimate

混播作為一種作物種植方式，具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以使群體分布趨于理想，有利于種間協(xié)調(diào)發(fā)展，從而使混播作物獲得高產(chǎn)[1]。相關(guān)研究證明，玉米與一年生豆科植物之間混播，可以協(xié)調(diào)作物之間的競爭和互補(bǔ)關(guān)系，充分利用資源，改善群體結(jié)構(gòu)[2]，提高作物產(chǎn)量和整體的經(jīng)濟(jì)效益[3-4]，改善飼料的青貯品質(zhì)[5-6]。玉米與秣食豆混播，對(duì)玉米的農(nóng)藝性狀有顯著影響[7]，在玉米與豆科植物的混播群體中，玉米高大，占據(jù)上層，決定著群體內(nèi)的光照、溫度、濕度等小氣候特征，反過來，群體內(nèi)小氣候是影響作物生長發(fā)育的因素之一。研究玉米與豆科植物混播群體內(nèi)小氣候變化對(duì)尋找到最優(yōu)的混播比例，充分利用光、溫、水、肥資源具有重要意義。

1材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)用玉米為鄭單958，豆科植物為秣食豆（褐色品種），玉米種子在通遼種子市場購入，秣食豆由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，處理小區(qū)面積32 m2。玉米播種行距0.60 m、株距0.28 m，固定玉米行株距，將秣食豆按試驗(yàn)設(shè)計(jì)同行混播于玉米株間，以玉米單播為對(duì)照。試驗(yàn)處理組合如表1，共8個(gè)處理組合。表中處理組合代號(hào)含義：A1代表同時(shí)播種，A2代表延后播種，Cn中C代表鄭單958，n代表秣食豆混播比例。同期播種是指5月10日將玉米和秣食豆同時(shí)播種，延期播種是5月10日播種玉米，6月10日結(jié)合中耕播種秣食豆。播種時(shí)施磷酸二銨150 kg/hm2、硫酸鉀 135 kg/hm2作為底肥，施尿素50 kg/hm2、磷酸二銨75 kg/hm2作為種肥。在玉米 5～8葉期，結(jié)合中耕追施氮肥 150 kg/hm2，生育期灌溉2次。

1.3測定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)從6月19日開始，每隔15 d測定1次總?cè)肷涔狻⑸⑸涔狻囟群拖鄬?duì)濕度，每小區(qū)重復(fù)測定6次。8∶00—9∶00，采用TRIPOD TP327型群體分析儀，測定地表和距離地表120 cm處的總?cè)肷涔猓?4∶00，采用TES 1360溫濕度計(jì)，測定距離地面30 cm處的溫度和相對(duì)濕度。

2結(jié)果與分析

2.1對(duì)群體內(nèi)總?cè)肷涔獾挠绊?/p>

試驗(yàn)結(jié)果表明，從玉米拔節(jié)到成熟，作物群體內(nèi)總?cè)肷涔庵饾u減少，在玉米的生育前期和成熟期后期，各處理之間的總?cè)肷涔獠町惒伙@著，在生育中期（玉米拔節(jié)后期至乳熟期）則差異顯著。由表2可知，7月2日至8月18日，同一處理的總?cè)肷涔庀聦泳陀谥袑?，平均?.52 μmol/（m2·s）。2個(gè)混播時(shí)期比較，同一時(shí)間同一層次，同期播種的總?cè)肷涔饪偸歉哂谘雍蟛シN的相同處理。

方差分析表明，混播比例顯著影響群體內(nèi)的總?cè)肷涔?。由?可知，除了7月2日各處理中層和8月18日各處理下層，其他時(shí)間，無論群體內(nèi)中層還是下層，各混播處理的總?cè)肷涔饩@著低于單播，并且隨著混播秣食豆比例的增加，群體內(nèi)入射光總量下降，依次表現(xiàn)為C0、C1、C2、C3?；觳?株秣食豆的總?cè)肷涔猓囼?yàn)期間的總平均值為1 751.24 μmol/（m2·s），單作平均為1 809.85 μmol/（m2·s），中層平均總?cè)肷涔釩3分別比C0、C1和C2低3.40%、235%和 1.41%，下層總?cè)肷涔獠钪当戎袑硬钪德孕?，依次?22%、2.45%和1.01 %。

2.2對(duì)群體內(nèi)散射光的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米從拔節(jié)期到成熟期，作物群體內(nèi)散射光逐漸減少。由表3可知，在7月2日至8月18日，各處理的下層散射光均低于中層，平均低5.24 μmol/（m2·s），與作物群體內(nèi)總?cè)肷涔獗憩F(xiàn)出相同的規(guī)律?；觳r(shí)期對(duì)群體內(nèi)散射光有顯著影響，同一時(shí)間同一層次，同期播種的散射光均高于延后播種的相同處理，平均高14.13 μmol/（m2·s）。

方差分析表明，混播比例顯著影響群體內(nèi)的散射光，混播顯著低于單播，各混播處理同層次散射光間均具有顯著差異。隨混播秣食豆比例的增加，群體內(nèi)散射光逐漸降低，依次表現(xiàn)為C0、C1、C2、C3。試驗(yàn)期間，混播3株秣食豆群體內(nèi)散射光的總平均值為347.71 μmol/（m2·s），單作則為36535 μmol/（m2·s），中層平均散射光C3分別比C0、C1和C2低7.59%、4.69%和1.24%，下層差值更大，依次是1105%、7.82%和4.35%。

2.3對(duì)群體內(nèi)溫度的影響

圖1、2是混播群體內(nèi)溫度的動(dòng)態(tài)曲線。各處理群體內(nèi)溫度動(dòng)態(tài)規(guī)律相同，6月19日至8月30日間，一直呈增加趨勢，8月30日達(dá)到最高值，而后迅速下降，整個(gè)作物生育期的溫度動(dòng)態(tài)呈單峰曲線。8月30日，同期播種和延期播種各處理群體內(nèi)平均溫度分別是35.51 ℃和35.37 ℃，而單播、混播1株、2株和3株秣食豆的平均溫度分別是35.22、35.43、35.29和35.60 ℃，各處理群體內(nèi)溫度接近一致。在8月30日前，隨混播秣食豆比例增加，群體內(nèi)溫度下降，依次為C0、C1、C2、C3。8月6日前，各處理間群體內(nèi)溫度差值較大，以后逐漸縮小。

方差分析表明，同期播種和延后播種的群體溫度間無顯著差異，但混播比例間具有顯著差異（表4）。6月19日，單作、混播1株、2株和3株秣食豆群體內(nèi)平均溫度依次為 2780、26.95、26.45和26.00 ℃，同期播種和延后播種的平均值分別為26.68、26.93 ℃，隨混播秣食豆比例增加，溫度顯著下降，混播2株和3株秣食豆群體內(nèi)平均溫度顯著低于單播。而到8月6日時(shí)，只有同期播種混播3株秣食豆的群體內(nèi)溫度顯著低于單播，其他各處理之間均無顯著差異。

2.4對(duì)群體內(nèi)相對(duì)濕度的影響

圖3、4是混播群體內(nèi)相對(duì)濕度的動(dòng)態(tài)曲線，2個(gè)播期的群體內(nèi)相對(duì)濕度在8月18日前均快速上升，在8月18日達(dá)到峰值，之后均迅速下降，整個(gè)作物生育期的相對(duì)濕度動(dòng)態(tài)和溫度動(dòng)態(tài)相同，都呈單峰曲線。整個(gè)生育期，相對(duì)濕度基本規(guī)律與溫度正好相反，依次為C3、C2、C1、C0。各處理的相對(duì)濕度，在7月17日和8月18日差值較大。方差分析表明，延后播種群體內(nèi)相對(duì)濕度略高于同期播種，沒有顯著差異，但混播比例間具有顯著差異。前期（6月19日）只有延后播種混播3株秣食豆處理的群體內(nèi)相對(duì)濕度顯著高于單作；后期（8月6日）混播2株和3株秣食豆群體內(nèi)相對(duì)濕度均顯著高于單作。

3結(jié)論與討論

（1）作物群體內(nèi)的光照條件，是影響植物葉片光合作用的重要因素，影響物質(zhì)的積累。有研究證明，不同株型和葉型的植物，需光特性各不相同，混播可以增加截光量，減少漏光和反射，改善群體內(nèi)部和下部的受光狀況，增強(qiáng)植物的光合作用[8-9]。該試驗(yàn)表明，在玉米生育中期（拔節(jié)后期至乳熟期），混播時(shí)期和混播比例均影響群體內(nèi)總?cè)肷涔夂蜕⑸涔?，其中混播時(shí)期對(duì)散射光影響顯著，同期播種顯著高于延后播種；混播比例對(duì)總?cè)肷涔夂蜕⑸涔饩酗@著影響，混播顯著低于單播，隨混播秣食豆比例的增加，群體內(nèi)總?cè)肷涔夂蜕⑸涔饩来螢镃0、C1、C2、C3，并且在旺盛生長的7月17日至8月2日，C1、C2和C3之間均有顯著差異；總?cè)肷涔夂蜕⑸涔饩鶠橹袑痈哂谙聦?，但隨混播比例的增加，總?cè)肷涔庵袑酉陆悼?，下層?shù)值差變小，而散射光相反，中層的數(shù)值差較小，下層下降幅度較大。秣食豆主要集中在混播群體的中下層，隨著秣食豆增加，復(fù)合群體總?cè)~面積增加，說明秣食豆能利用混播群體的下層散射光。

（2）混作復(fù)合群體通過改變田間小氣候，影響作物的生理活動(dòng)，也影響環(huán)境物理、化學(xué)變化和生物的活動(dòng)，例如有報(bào)道稱通過混播可使對(duì)環(huán)境適應(yīng)性差的病蟲害減少[10]，因此改善群體內(nèi)部小氣候，也是混播中需要關(guān)注的重要問題。該研究中，混播時(shí)期對(duì)群體內(nèi)小氣候影響不顯著，混播比例顯著影響玉米-秣食豆群體內(nèi)小氣候。隨混播秣食豆的比例增加，群體內(nèi)溫度降低，相對(duì)濕度提高；在玉米生育前期對(duì)群體內(nèi)溫度濕度影響都較大，而生育后期對(duì)濕度的影響比對(duì)溫度的影響顯著。這種小氣候變化是否會(huì)影響作物生理活動(dòng)和病蟲害，還有待于進(jìn)一步探討。

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