玉米套種遮陰密度對(duì)花魔芋產(chǎn)量及病害的影響

段龍飛，郭邦利，蔡陽(yáng)光，覃劍峰，陳國(guó)愛，劉次鵬，王宗方

(安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 安康市魔芋產(chǎn)業(yè)研究院，陜西 安康 725021)

魔芋(Amorphophalluskonjac)又名蒟篛、蛇頭草、花桿蓮、麻芋子，為單子葉植物綱天南星科魔芋屬多年生宿根草本植物，由于其富含葡甘聚糖而被廣泛應(yīng)用于食品、化學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域[1，2]。

魔芋是一種半陰性植物，喜散射光和弱光，忌強(qiáng)光。魔芋與玉米多樣性種植充分發(fā)揮了地上部分錯(cuò)層優(yōu)勢(shì)，魔芋有效利用了高稈作物對(duì)光的遮擋作用，可促進(jìn)其自身的生長(zhǎng)[3]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為魔芋只適宜在中高山區(qū)種植。然而，中高山區(qū)土地資源有限且不利于機(jī)械化操作，極大的增加了運(yùn)輸、勞動(dòng)成本，導(dǎo)致魔芋種植效益不高[4]。而低海拔地區(qū)土地資源較多，土壤條件良好，交通運(yùn)輸便利，便于小型機(jī)械化操作，可極大的降低勞動(dòng)成本。目前，有關(guān)玉米與魔芋間作的研究已有報(bào)道，然而，不同區(qū)域、不同魔芋品種在實(shí)際大田生產(chǎn)中套種的密度存在顯著差異，尤其在低海拔區(qū)域，光照強(qiáng)度較大，玉米遮陰套種密度對(duì)魔芋的生長(zhǎng)發(fā)育、病害發(fā)生以及產(chǎn)量形成顯得尤為關(guān)鍵。

本研究以嵐皋花魔芋為材料，在安康川道低海拔區(qū)域研究玉米套種密度對(duì)魔芋光合色素、農(nóng)藝性狀、病害發(fā)生以及產(chǎn)量形成等的影響，篩選花魔芋在低海拔地區(qū)最佳的玉米套種密度，為低海拔魔芋大田套種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2017年4-10月在陜西省安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所魔芋種芋繁育基地進(jìn)行，海拔280 m。試驗(yàn)田土壤為水稻土，前茬為玉米，收獲后部分秸稈還田，含有有機(jī)質(zhì)1.84%，銨態(tài)氮10 mg·kg-1，速效磷56 mg·kg-1，速效鉀86 mg·kg-1，pH值為7.05。

1.2 試驗(yàn)材料

供試魔芋為安康當(dāng)?shù)鼗в螅衩走x用正大999(高桿)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該試驗(yàn)設(shè)置6種玉米套種密度，1行魔芋+1行玉米，具體玉米套種密度： CK(0株·hm-2)；A.20 850株·hm-2(株行距60 cm×80 cm)；B.25 020株·hm-2(株行距50 cm×80 cm)；C.31 260株·hm-2(株行距40 cm×80 cm)；D.41 685株·hm-2(株行距30 cm×80 cm)；E. 62 520株·hm-2(株行距20 cm×80 cm)。每處理3 次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積4 m×12 m=48 m2，各重復(fù)內(nèi)處理隨機(jī)排列。

魔芋播種株行距為40 cm×80 cm，每個(gè)小區(qū)播種120個(gè)魔芋，種芋大小基本相同(100 g左右)。4 月25日，試驗(yàn)小區(qū)播種，有機(jī)肥和農(nóng)家肥作為底肥一次性施入，有機(jī)肥3 000 kg·hm2，農(nóng)家肥按15 000 kg·hm-1。播種前魔芋進(jìn)行晾曬，種芋消毒處理(甲醛-高錳酸鉀熏蒸處理)。

1.3.2 測(cè)定內(nèi)容和方法

(1)農(nóng)藝性狀測(cè)定

生長(zhǎng)發(fā)育數(shù)據(jù)調(diào)查于2017 年8 月中下旬，每個(gè)處理選擇30株進(jìn)行調(diào)查，分別測(cè)定株高、葉柄長(zhǎng)度、葉柄直徑、葉盤直徑、頂裂葉長(zhǎng)、寬[5，6]。(注：葉柄長(zhǎng)度：地面到葉柄分叉處的長(zhǎng)度；葉柄直徑：葉柄基部緊貼地面直徑；葉盤直徑：葉片張開角度最大的距離。)

(2)光合色素含量測(cè)定

測(cè)定魔芋葉片光合色素含量，包括葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素以及光合總色素。具體方法如下：魔芋葉片采集的時(shí)間選在早晨9：00 -10：00。光合色素提取用丙酮∶乙醇∶蒸餾水=4∶5∶1(體積比) 的提取液，用直徑0.9 cm 的打孔器取新鮮葉片約0.4 g(避開主葉脈)，在50 mL容量瓶避光浸提10～12 h，分別在波長(zhǎng)665 nm、649 nm、470 nm 和652 nm下測(cè)定浸提液的吸光度值，計(jì)算葉綠素a、b、類胡蘿卜素和總色素的含量[7]。

(3)魔芋軟腐病及產(chǎn)量分析

統(tǒng)計(jì)7～9月魔芋軟腐病的發(fā)病規(guī)律，每月統(tǒng)計(jì)一次。魔芋收獲后，每個(gè)處理選有代表性的30株魔芋，計(jì)算單株球莖鮮重以及葡甘聚糖KGM 含量。

發(fā)病率=(發(fā)病株數(shù)/播種株數(shù))×100%

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2003與SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米套種密度對(duì)魔芋葉生長(zhǎng)發(fā)育的影響

通常情況下，魔芋地上部分只有一個(gè)葉片，因此，魔芋葉片的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)地下球莖的生長(zhǎng)起到關(guān)鍵作用。由表1可見，不同的玉米套種密度對(duì)魔芋地上部分葉的生長(zhǎng)影響顯著。具體表現(xiàn)為，隨著玉米套種密度的增加，魔芋株高逐漸減小，葉盤直徑呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，葉柄直徑和葉柄長(zhǎng)度差異不顯著。此外，玉米套種遮陰下，魔芋葉色呈深綠色，小葉平展，頂裂葉展開度較大，呈“T型”；相反，魔芋凈作時(shí)(CK)，魔芋葉色明顯變黃，葉柄顏色變淺，小葉發(fā)生明顯的卷曲顯現(xiàn)，頂裂葉明顯上舉即葉型由“T型”變?yōu)椤癥型”。

表1 玉米套種密度對(duì)魔芋葉生長(zhǎng)發(fā)育的影響Table 1 Comparison of main agronomic traits under different mize interplanting density

注：同列不同小字母表示處理間差異5%顯著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

表2 玉米套種密度對(duì)魔芋葉片光合色素的影響Table 2 Comparison of leaf pigments concentration under mize interplanting density

注：同列不同小字母表示處理間差異5%顯著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

2.2 玉米套種密度對(duì)魔芋葉片光合色素的影響

光合色素影響作物光合性能，其含量的高低在一定程度上反映了葉片衰老的程度。由表2可見，不同的玉米套種密度對(duì)魔芋光合色素含量具有一定的影響。

隨著玉米套種密度的增加，魔芋葉片光合總色素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素都呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。其中，魔芋凈作時(shí)(CK)光合色素含量最低。由此可知，適當(dāng)?shù)恼陉帉?duì)于魔芋光合色素的合成具有一定的促進(jìn)作用。

2.3 玉米套種密度對(duì)魔芋軟腐病發(fā)病率的影響

由表3可見，不同的玉米套種密度與魔芋軟腐病的發(fā)病率密切相關(guān)。較CK而言，各處理魔芋套種玉米后，魔芋的發(fā)病率明顯降低，然而，隨著玉米套種的密度的進(jìn)一步增加，魔芋發(fā)病率呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢(shì)。由此推測(cè)，合適的玉米套種密度在一定程度上能降低魔芋病害的發(fā)生。

2.4 玉米套種密度對(duì)魔芋產(chǎn)量及品種的影響

由表4可見，不同玉米套種密度對(duì)魔芋的單株球莖鮮重、膨大倍數(shù)以及小區(qū)產(chǎn)量有一定影響。具體表現(xiàn)為，較CK而言，玉米遮陰處理下，魔芋單株球莖鮮重、膨大系數(shù)、小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量明顯提高，各處理間葡甘聚糖含量差異不顯著。然而，隨著玉米套種密度的增加，魔芋的單株球莖鮮重有減小的趨勢(shì)，由此表明，玉米和魔芋之間可能存在一定的水肥競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。此外，當(dāng)魔芋凈作時(shí)(CK)，除發(fā)病率高外，其倒苗期較其他處理提前32天。

3 討論與結(jié)論

魔芋是一種半陰性植物，喜散射光和弱光，忌強(qiáng)光。因此，采用高桿作物間作套種顯得尤為重要。已有研究表明，魔芋具有相對(duì)較低的光飽和點(diǎn)，一旦光照超過其飽和點(diǎn)，葉片溫度迅速上升，光合效率下降，直接影響魔芋正常生長(zhǎng)[8]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，玉米套種遮陰下，魔芋葉色呈深綠色，小葉平展，頂裂葉展開度較大，呈“T型”；相反，魔芋凈作時(shí)(CK)，魔芋葉色明顯變黃，葉柄顏色變淺，小葉發(fā)生明顯的卷曲顯現(xiàn)，頂裂葉明顯上舉即葉型由“T型”變?yōu)椤癥型”。魔芋植株由“T型”到“Y型”的變化，縮小了魔芋葉片的受光面積，在一定程度上降低強(qiáng)光對(duì)其造成的傷害，這是植物面對(duì)環(huán)境脅迫應(yīng)激反應(yīng)。光合色素含量的高低在一定程度上反映了葉片衰老的程度。魔芋凈作時(shí)(CK)，其光合色素含量明顯低于其他的遮陰處理，由此推測(cè)，長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)光導(dǎo)致魔芋葉片葉綠素a、葉綠素b等色素發(fā)生降解，葉片黃化，直接影響魔芋的光合效率和產(chǎn)量形成。

表3 玉米套種密度對(duì)魔芋軟腐病發(fā)病率的影響Table 3 The effect of different mize planting density on konjac soft rot

注：同列不同小字母表示處理間差異5%顯著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

表4 玉米套種密度對(duì)魔芋產(chǎn)量及KGM的影響Table 4 The effect of different mize planting density on yield and KGM of konjac

注：同列不同小字母表示處理間差異5%顯著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

大田魔芋栽培中高桿作物的套種遮陰對(duì)魔芋生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成以及病害的發(fā)生至關(guān)重要[9]。然而，高桿植物的套種顯然與魔芋存在爭(zhēng)水爭(zhēng)肥的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。本試驗(yàn)研究表明，隨著玉米套種密度的增加，魔芋的球莖鮮重有減小的趨勢(shì)，魔芋的田間發(fā)病率明顯降低，小區(qū)的實(shí)際產(chǎn)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。因此，本試驗(yàn)研究表明，在低海拔魔芋種植區(qū)域，魔芋大田栽培必須間作套種，一般玉米套種密度為25 020株·hm-2左右。