木薯/花生間作體系中木薯行距配置對(duì)薯塊產(chǎn)量的影響

韓全輝，魏云霞，黃 潔*

(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部 木薯種質(zhì)資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 儋州 571737;2.海南省白沙黎族自治縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,海南 白沙 572800)

木薯/花生間作體系中木薯行距配置對(duì)薯塊產(chǎn)量的影響

韓全輝1,2，魏云霞1，黃 潔1*

(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部 木薯種質(zhì)資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 儋州 571737;2.海南省白沙黎族自治縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,海南 白沙 572800)

在大田條件下,以等行距(0.8 m)和寬窄行(1.0 m+0.6 m)木薯單作為對(duì)照,研究了等行距和寬窄行木薯間作花生對(duì)木薯生長(zhǎng)、薯塊品質(zhì)和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明:寬窄行單作與等行距單作間木薯的生長(zhǎng)、薯塊品質(zhì)和產(chǎn)量均差異不大;與單作比較,間作木薯的生長(zhǎng)、薯塊品質(zhì)和產(chǎn)量均受到較大抑制;與等行距間作比較,寬窄行間作有助于提高木薯的根冠比、相對(duì)生長(zhǎng)率、群體生長(zhǎng)率、葉面積指數(shù)、鮮薯干物率和淀粉含量以及鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量,且寬窄行間作的木薯偏土地當(dāng)量比略高于等行距間作的，表明木薯間作花生模式以寬窄行為優(yōu)。

木薯;花生;間作;行距;產(chǎn)量

木薯(ManihotesculentaCrantz)是世界三大薯類作物之一,也是我國(guó)南亞熱帶地區(qū)的重要淀粉和能源作物,其株行距較寬,植后3～4個(gè)月才封行,間套作可提高其單位面積總產(chǎn)量和效益[1]?；ㄉ?ArachishypogaeaLinnaeus)為我國(guó)華南地區(qū)第一大油料作物[2],其植株矮,生育期短,適于間套作[3]。據(jù)調(diào)研估計(jì),我國(guó)木薯間套作花生的面積約占木薯間套作總面積的50%。國(guó)外,Mason等[4]最早開始研究木薯間作花生的農(nóng)藝性狀變化；隨后,Polthanee等[5]和Kotchasatit[6]對(duì)木薯與花生間作的產(chǎn)量效益及土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行了研究。在國(guó)內(nèi),羅興錄[7]的早期研究表明,木薯間作花生以1∶3行比的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益最好;此后,木薯/花生間套作研究主要集中在光合作用和產(chǎn)量[8-11]以及品種選擇[12-13]等方面。本研究以等行距或?qū)捳心臼韱巫鳛閷?duì)照,研究了等行距或?qū)捳心臼黹g作花生對(duì)木薯生長(zhǎng)、薯塊產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,以期為進(jìn)一步完善木薯間套作花生技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地土壤概況

本試驗(yàn)在海南省儋州市寶島新村的中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行。前茬作物為甘薯;0～20 cm土層pH值5.88,有機(jī)質(zhì)含量1.15 %,堿解氮61.58 mg/kg,速效磷47.71 mg/kg,速效鉀75.02 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試木薯品種為華南8號(hào)(SC8),間作的花生品種為泉花551。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)4個(gè)處理,分別為等行距木薯單作(CK1)、寬窄行木薯單作(CK2)、等行距木薯間作花生 (T1)、寬窄行木薯間作花生(T2);每個(gè)處理8次重復(fù),其中4次重復(fù)為共生期取樣區(qū),另外4次重復(fù)為測(cè)產(chǎn)區(qū)，每個(gè)重復(fù)小區(qū)面積均為5.6 m×4.0 m=22.4 m2。木薯的行距在等行距下為0.8 m，在寬窄行下分別為1.0 m和0.6 m；木薯的株距均為0.8 m。在間作處理中,在等行距木薯的2行中間以0.2 m的株距間作1行花生;在寬窄行木薯的寬行中間以0.2 m×0.2 m的株行距間作2行花生,在窄行之間不間作。2013年4月3日同時(shí)種植木薯和花生;木薯的芽眼均朝東,東西行向種植;試驗(yàn)全程不施肥,田間管理一致;2013年7月28日收獲花生,2013年12月9日收獲木薯。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo) 在木薯與花生共生期,分別在5月18日、6月13日、7月10日,在取樣區(qū)中采集長(zhǎng)勢(shì)一致的3株代表性木薯植株樣品,將地上部與地下部分開,清洗干凈，晾干樣品的表面水分后稱鮮重；然后放進(jìn)烘箱烘至恒重后稱干物重,計(jì)算根冠比(RTR)、相對(duì)生長(zhǎng)率(RGR)、群體生長(zhǎng)率(CGR)。在木薯的苗期(5月26日)、塊根形成期(8月6日)、塊根膨大期(9月23日)、塊根成熟期(12月2日),分別在測(cè)產(chǎn)區(qū)中選取長(zhǎng)勢(shì)一致的3株代表性木薯，采集中部成熟葉樣,采用Photoshop法[14]測(cè)定葉片面積,然后計(jì)算葉面積指數(shù)LAI。

根冠比RTR是地下部干重與地上部干重的比值。葉面積指數(shù)(LAI)是植株的葉片總面積與其所占土地面積的比值,可用來(lái)定量描述植物在群體生長(zhǎng)水平上的葉片生長(zhǎng)情況和葉面積密度,它與作物最終的產(chǎn)量高低密切相關(guān)[15]。作物的相對(duì)生長(zhǎng)率表示單位重量干物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)的增長(zhǎng)量。群體生長(zhǎng)率為葉片凈同化率與葉面積指數(shù)之積。它們的計(jì)算公式如下:

式中:w為干物重,t為時(shí)間,即w2為t2時(shí)間的干物重,w1為t1時(shí)間的干物重;RGR為相對(duì)生長(zhǎng)率，其計(jì)量單位為mg/(g·d)。

式中：y2為t2時(shí)間單位土地面積上的干物重；y1為t1時(shí)間單位土地面積上的干物重；CGR為群體生長(zhǎng)率,其計(jì)量單位為g/(m2·d)。

1.4.2 薯塊產(chǎn)量和品質(zhì) 除去各小區(qū)的邊行(保護(hù)行),收獲中間15株木薯,測(cè)定各小區(qū)的鮮薯重和莖葉重,折算為單位面積產(chǎn)量,計(jì)算木薯的收獲指數(shù)和偏土地當(dāng)量比PLER-C[16]：

PLER-C=Yic/Ymc

式中Yic和Ymc分別表示間作區(qū)和單作區(qū)的鮮薯產(chǎn)量。當(dāng)PLER-C>F(F為間作體系中木薯所占面積比例,本試驗(yàn)的F值為0.75)時(shí)為間作產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)；當(dāng)PLER-C

用烘干法測(cè)定鮮薯干物率；用氯化鈣-旋光法測(cè)定鮮薯淀粉含量[17]。鮮薯產(chǎn)量與干物率的乘積為薯干產(chǎn)量,鮮薯產(chǎn)量與鮮薯淀粉含量的乘積為淀粉產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2003處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),用SAS 9.0軟件進(jìn)行方差分析,采用Duncan氏法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 根冠比

總體而言,在木薯與花生共生期間,不同種植模式的木薯根冠比均隨木薯的生長(zhǎng)而急速提高(見表1)。但與單作比較,間作木薯的根冠比明顯降低;隨著木薯的長(zhǎng)大,等行距與寬窄行的單作木薯根冠比差異縮小,而間作木薯根冠比差異擴(kuò)大?？梢?隨著木薯的長(zhǎng)大,等行距間作的木薯根冠比受到較大抑制,而寬窄行間作有助于提高木薯的根冠比。

表1 種植模式對(duì)木薯根冠比的影響

注:同一列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),無(wú)相同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下同。

2.2 相對(duì)生長(zhǎng)率

試驗(yàn)結(jié)果(表2)表明:木薯與花生共生期間的木薯相對(duì)生長(zhǎng)率,不論在等行距還是在寬窄行種植下,單作對(duì)照均略高于間作處理;隨著木薯的長(zhǎng)大,不同種植模式的木薯相對(duì)生長(zhǎng)率均快速下降;除單作早期寬窄行和等行距方式間木薯相對(duì)生長(zhǎng)率基本無(wú)差異外,在單作后期及間作共生期,不論單作還是間作,寬窄行方式均高于等行距方式的?？梢?寬窄行種植有助于提高間作木薯的相對(duì)生長(zhǎng)率。

表2 種植模式對(duì)木薯相對(duì)生長(zhǎng)率的影響 mg/(g·d)

2.3 群體生長(zhǎng)率

從表3可以看出:木薯與花生共生期間的木薯群體生長(zhǎng)率,不論單作還是間作,寬窄行方式均高于等行距方式的;除早期單作外,兩種方式間的木薯群體生長(zhǎng)率差異均達(dá)顯著或極顯著水平?？梢?寬窄行種植有利于提高木薯的群體生長(zhǎng)率。在共生期的早期,不論等行距方式還是寬窄行方式,間作的木薯群體生長(zhǎng)率均顯著或極顯著低于單作的；在共生期的后期,等行距間作的木薯群體生長(zhǎng)率高于單作的,而寬窄行間作的群體生長(zhǎng)率顯著低于單作的。

表3 種植模式對(duì)木薯群體生長(zhǎng)率的影響 g/(m2·d)

2.4 葉面積指數(shù)

試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果(表4)顯示,從苗期到塊根形成期,不同種植模式的木薯的葉面積指數(shù)均翻倍提高,然后在塊根膨大期有較大幅度的下降,最后在塊根成熟期進(jìn)一步下降。與單作比較,在木薯與花生共生期即木薯的苗期和塊根形成期,不論等行距方式還是寬窄行方式,間作木薯的葉面積指數(shù)均受到較大的抑制。但在收獲花生后,間作木薯的葉面積指數(shù)得到一定恢復(fù),甚至?xí)^(guò)單作的,其中,等行距間作木薯的葉面積指數(shù)受到更大的抑制,從而使寬窄行間作木薯略顯優(yōu)勢(shì)。

表4 種植模式對(duì)木薯葉面積指數(shù)的影響

2.5 鮮薯干物率和淀粉含量

試驗(yàn)結(jié)果(表5)顯示:在木薯收獲期,不論等行距方式還是寬窄行方式,間作的鮮薯干物率和淀粉含量均比單作低,分別低0.82～0.88、1.18～1.78個(gè)百分點(diǎn);不論單作還是間作,寬窄行下的鮮薯干物率和淀粉含量均比等行距下的高,分別高0.14～0.20、0.26～0.86個(gè)百分點(diǎn)?？梢?間作會(huì)降低木薯的鮮薯干物率和淀粉含量,但寬窄行間作有助于減少不利影響。

表5 種植模式對(duì)鮮薯干物率和淀粉含量的影響

2.6 產(chǎn)量和偏土地當(dāng)量比

試驗(yàn)結(jié)果(表6)表明:在收獲期,間作木薯的收獲指數(shù)和單株結(jié)薯數(shù)比單作低;在間作中,寬窄行方式的收獲指數(shù)和單株結(jié)薯數(shù)略高于等行距方式的;等行距間作的鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量顯著低于單作的，分別低24.2%、32.8%、35.2%,而寬窄行間作的鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量比單作分別低19.7%、21.3%、22.8%;寬窄行間作的鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量比等行距間作分別提高5.9%、17.1%、19.1%;在單作中,等行距方式的鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量均略微高于寬窄行方式的,但差異很小?？傮w來(lái)看,等行距單作與寬窄行單作間未見明顯的產(chǎn)量差異,但寬窄行間作比等行距間作有一定的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。此外,等行距和寬窄行間作的偏土地當(dāng)量比(PLER-C)比其間作體系中所占土地面積比(F=0.75)分別高出1.0%和7.0%,說(shuō)明寬窄行間作比等行距間作更具有產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。

表6 不同種植模式對(duì)木薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

3 結(jié)論與討論

在本試驗(yàn)中,單作的木薯,在寬窄行和等行距兩種方式之間,其根冠比、葉面積指數(shù)、鮮薯干物率和淀粉含量以及鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量均差異不大，考慮到寬窄行有利于木薯的機(jī)械化生產(chǎn)管理,建議木薯單作采用寬窄行方式。與單作比較,間作的木薯,不論采用等行距還是寬窄行方式,其生長(zhǎng)、品質(zhì)和產(chǎn)量均受到較大影響;但不論是在共生期還是在收獲期,與等行距間作比較,寬窄行間作有助于提高木薯的根冠比、相對(duì)生長(zhǎng)率、群體生長(zhǎng)率、葉面積指數(shù)、鮮薯干物率和淀粉含量以及鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量,寬窄行間作的鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量及淀粉產(chǎn)量分別比等行距間作高出5.9%、17.1%及19.1%,且寬窄行間作的木薯偏土地當(dāng)量比略高于等行距間作的,也說(shuō)明寬窄行間作更具間作產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。另外,考慮到寬窄行間作比等行距間作更有利于木薯機(jī)械化生產(chǎn)管理,因此,推薦木薯間作花生時(shí)采用寬窄行模式。

唐秀梅等的研究結(jié)果表明,木薯/花生間作可改善根際土壤微生物壞境,且適宜的間作行距更利于土壤養(yǎng)分含量和微生物數(shù)量的增加[18];此外,在一些不同行距配置的作物間套作研究中,也提出了最優(yōu)的寬窄行配置[11,19-21]。本研究?jī)H限于一個(gè)寬窄行配置方式,因此,今后應(yīng)進(jìn)一步研究最優(yōu)的木薯寬窄行配置方式,并深入研究木薯/花生間作中的根際土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量，總微生物數(shù)量和微生物多樣性等指標(biāo),進(jìn)一步探索木薯與花生的寬窄行間作高產(chǎn)機(jī)理。

[1] 黃潔.木薯間套作與高效利用技術(shù)[M].?？?海南出版社,2015.

[2] 郭洪海,楊萍,李新華,等.華南地區(qū)花生生產(chǎn)與品質(zhì)特征的研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2011,32(1):21-27.

[3] 張建成.花生可持續(xù)發(fā)展研究綜述[J].花生學(xué)報(bào),2010,39(4):1-4.

[4] Mason S C, Leihner D E, Vorst J J. Cassava-cowpea and cassava-peanut intercropping I. Yield and land use efficiency [J]. Agronomy Journal, 1986, 78(1): 43-46.

[5] Polthanee A, Wanapat S, Mangprom P. Row arrangement of peanut in cassava-peanut intercropping II. Nutrient removal and nutrient balance in soil [J]. Khon Kaen Agriculture Journal, 1998, 26(3): 125-131.

[6] Kotchasatit A. Growth, yield and nutrient uptake of cassava and peanut in cassava/peanut intercropping systems under rained conditions at Khon Kaen province [D]. Faculty of Agriculture, Khon Kaen University, 1999.

[7] 羅興錄.木薯與花生間作產(chǎn)量效應(yīng)及生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益研究[J].耕作與栽培,1998(4):1-3.

[8] 唐秀梅,鐘瑞春,揭紅科,等.間作遮蔭對(duì)花生光合作用及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊慬J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,24(5):1703-1707.

[9] 胡飛龍,高倩圓,房靜,等.木薯花生間作系統(tǒng)的生態(tài)穩(wěn)定性研究[J].土壤,2012,44(2):338-344.

[10] 韓全輝,劉子凡,黃潔,等.木薯/花生間作對(duì)花生光合性能、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,41(13):13-16.

[11] 劉子凡,黃潔,魏云霞,等.不同木薯/花生模式下的產(chǎn)量表現(xiàn)及其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2016,37(1):65-69.

[12] 揭紅科,蔣菁,唐秀梅,等.適合木薯間套作的花生品種篩選試驗(yàn)初報(bào)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,42(1):30-32.

[13] 唐秀梅,鐘瑞春,蔣菁,等.木薯花生間作的品種篩選及高效栽培模式[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,54(13):3086-3092.

[14] 肖強(qiáng),葉文景,朱珠,等.利用數(shù)碼相機(jī)和Photoshop軟件非破壞性測(cè)定葉面積的簡(jiǎn)便方法[J].生態(tài)學(xué)雜志,2005,24(6):711-714.

[15] 蔣春姬,鄭英杭,王曉光,等.不同田間配置方式對(duì)花生群體光合特性及產(chǎn)量的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,36(2):134-138.

[16] 焦念元,寧堂原,楊萌珂,等.玉米花生間作對(duì)玉米光合特性及產(chǎn)量形成的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(14):4324-4330.

[17] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T 5514─2008糧油檢驗(yàn)：糧食、油料中淀粉含量測(cè)定[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[18] 唐秀梅,鐘瑞春,蔣菁,等.木薯/花生間作對(duì)根際土壤微生態(tài)的影響[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué),2015,34(1):117-124.

[19] 高仁才,楊峰,廖敦平,等.行距配置對(duì)套作大豆冠層光環(huán)境及其形態(tài)特征和產(chǎn)量的影響[J].大豆科學(xué),2015,34(4):611-615.

[20] 嚴(yán)華兵,陸柳英,謝向譽(yù),等.桂木薯6號(hào)的選育及配套間作套種栽培技術(shù)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2016,47(11):1832-1836.

[21] 程玉柱,李龍,周琴,等.玉米/大豆不同配置下的玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成研究[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,39(1):34-39.

(責(zé)任編輯:黃榮華)

Effect of Cassava Row Spacing on Tuber Yield of Cassava in Cassava-Peanut Intercropping System

HAN Quan-hui1,2, WEI Yun-xia1, HUANG Jie1*

(1. Institute of Tropical Crop Genetics Resources, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Lab of Cassava Germplasm Resource Protection and Utilization, Ministry of Agriculture, Danzhou 571737, China; 2. Baisha Institute of Agricultural Sciences in Hainan Province, Baisha 572800, China)

The single cropping of cassava with equal row spacing (0.8 m) or wide and narrow row spacing (1.0 m+0.6 m) was taken as the control, the effects of equal-row-spacing and wide/narrow-row-spacing cassava-peanut intercropping on the growth, quality and yield of cassava were studied under the field condition. The results showed that there were no great differences in the growth, quality and yield of cassava between two single cropping modes. In comparison with the single cropping of cassava, the cassava-peanut intercropping greatly inhibited the growth, quality and yield of cassava. As compared with the equal-row-spacing cassava-peanut intercropping, the wide/narrow-row-spacing cassava-peanut intercropping could increase the root-shoot ratio, relative growth rate, group growth rate, leaf area index, dry matter rate and starch content of fresh tuber, and yield of fresh tuber, dry tuber and starch of cassava. The partial land equivalent ratio of cassava in wide/narrow-row-spacing intercropping was slightly higher than that in equal-row-spacing intercropping. The above results indicate that wide/narrow-row-spacing cassava-peanut intercropping is the best.

Cassava; Peanut; Intercropping; Row spacing; Yield

2017-03-31

國(guó)家現(xiàn)代木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培管理崗(CARS-12-hnhj)和白沙試驗(yàn)站(CARS-12-hnhqh)。

韓全輝(1988─),男,碩士,主要從事木薯栽培研究與推廣工作。*通訊作者:黃潔。

S533.044

A

1001-8581(2017)07-0001-04