膠園林下間作對(duì)玫瑰茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

袁淑娜，潘 劍，黃堅(jiān)雄，鄭定華，涂寒奇，周立軍

(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所/農(nóng)業(yè)部儋州熱帶作物科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站/中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院林下資源綜合利用研究中心，海南 ?？?571101)

【研究意義】天然橡膠(Heveabrasiliensis)是重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料，受膠價(jià)下跌影響，膠農(nóng)收入銳減，在我國各植膠區(qū)均出現(xiàn)膠園棄割棄管現(xiàn)象，植膠業(yè)單一栽培模式的弊端初現(xiàn)[1-2]。膠園林下間作可通過第二作物的種植，提高林下土地資源的利用效率，促進(jìn)膠園生產(chǎn)多元化，增加膠園產(chǎn)值[3]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】傳統(tǒng)成齡膠園蔭蔽度大，可間作作物少，林下間作研究進(jìn)展緩慢，因此近年來更有利于林下間作的全周期模式膠園[種植密度為(2 m × 4 m)× 20 m]發(fā)展迅速[4]。而豐富全周期膠園林下可間作物類型，建立并推廣其間作模式是推動(dòng)膠園林下經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的關(guān)鍵之一。目前已有在全周期膠園寬行(20 m)中間作多種作物，包括花生，豆薯，土豆，五指毛桃，地膽頭，廣金錢，柱花草，生姜，蘿卜，矮生四季豆等的探索性研究[5-9]，篩選出一批適宜膠園林下間作的部分作物。但大部分作物的經(jīng)濟(jì)效益不佳，膠農(nóng)種植積極性不大，成為限制其模式建立和推廣的主要因子。玫瑰茄為一年生草本植物或多年生灌木，用途廣泛，其花萼紅色素為天然食用色素，是我國批準(zhǔn)使用的食品添加劑[GB/T12493-1990(08.125)][10]，具有抗氧化、降血脂、降血壓等生物活性[11-14]。目前玫瑰茄已被開發(fā)出飲料，茶葉，酒，糕點(diǎn)，油等產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益[10,15]。玫瑰茄生長于熱帶和亞熱帶地區(qū)，對(duì)環(huán)境要求不嚴(yán)苛，適種面積廣，若能在全周期膠園林下種植，可帶來的較好經(jīng)濟(jì)效益?！颈狙芯康那腥朦c(diǎn)】本論文基于此，研究全周期膠園林下不同光照時(shí)長和光照強(qiáng)度間作區(qū)玫瑰茄的植株發(fā)育，產(chǎn)量表現(xiàn)和品質(zhì)特征。【擬解決的關(guān)鍵問題】為橡膠樹/玫瑰茄間作模式的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2016年5-11月和2017年5-11月進(jìn)行，試驗(yàn)地位于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場三隊(duì)(19°32′55″N，109°28′30″E)，為熱帶海洋季風(fēng)氣候。試驗(yàn)所用膠林為全周期膠園，林段坡度約為10°，橡膠樹種植模式如圖1所示，株距為2 m，行距為4 和20 m。試驗(yàn)林段南北向種植，橡膠樹密度為420株·hm-2，樹種為直立速生品種熱研72059。膠園于2002年3月定植，2010年8月開割，處于產(chǎn)量旺期，施肥溝(坑)位于窄行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

如圖1所示，間作小區(qū)的面積為12 m × 12 m，種植方向與橡膠樹行向相同(南北方向)，以附近裸地地段單作玫瑰茄為對(duì)照。試驗(yàn)種植株行距為60 cm × 60 cm，在間作小區(qū)中共種植21行，每個(gè)處理3次重復(fù)。玫瑰茄種植日期和采收日期如表1所示。在全周期膠園間作試驗(yàn)區(qū)附近空曠地裸地段作對(duì)照處理，對(duì)照小區(qū)面積6 m × 6 m，其他管理均與試驗(yàn)區(qū)一致。

圖1 全周期間作膠園林下間作玫瑰茄種植示意圖

1.3 試驗(yàn)方法

玫瑰茄種子播前處理：經(jīng)40～50 ℃的溫水浸種過夜；直播：株行距60×60開穴，每穴播種3粒，覆土1.5～2 cm，播后澆足水。

試驗(yàn)處理劃分：全周期膠園間作小區(qū)按照位置分別選取距離橡膠樹(從東至西距離)4 m (記E4)、7 m(記E7)、10 m(記M10)、13 m (記W7)、16 m(記 W4)處進(jìn)行植株株高，莖粗，葉片數(shù)和分枝數(shù)，產(chǎn)量，產(chǎn)量相關(guān)因子，花萼礦質(zhì)元素和營養(yǎng)成分等指標(biāo)的測(cè)定。

生育期觀察：記錄不同觀測(cè)位置玫瑰茄植株的始花期，采收始期和末次采收日期。

株高，莖粗，分枝數(shù)和葉片數(shù)測(cè)定：于第一次采收前進(jìn)行全周期膠園林下間作區(qū)和對(duì)照玫瑰茄株高，莖粗，分枝數(shù)和葉片數(shù)測(cè)定。每個(gè)處理測(cè)定5株。

產(chǎn)量指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定：在林下間作區(qū)的觀測(cè)行連續(xù)選取10株玫瑰茄，在采收期進(jìn)行持續(xù)采收，統(tǒng)計(jì)其單株莢果數(shù)，單果重，和玫瑰茄花萼產(chǎn)量。采收后玫瑰茄花萼清洗干凈后在85 ℃下烘干，進(jìn)行礦質(zhì)元素和營養(yǎng)物質(zhì)含量測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel 2010和SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，在P<0.05統(tǒng)計(jì)水平上采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

表1 全周期膠園林下間作區(qū)不同位置玫瑰茄生育進(jìn)程

2 結(jié)果與分析

2.1 全周期間作膠園林下間作玫瑰茄生育期，植株株高，莖粗，分枝數(shù)和葉片數(shù)

如表1所示，各觀測(cè)區(qū)差異不大。2016年的各處理的平均采收持續(xù)時(shí)長較2017年減少12 d。由圖2可以看出，全周期膠園林下間作區(qū)M10，W7和E7玫瑰茄的株高，莖粗與對(duì)照沒有顯著差異，E4和W4的株高和莖粗比裸地對(duì)照分別降低了10.8 %，16.6 %和17.7 %，20.7 %。間作區(qū)玫瑰茄植株的分枝數(shù)和葉片數(shù)均顯著低于裸地對(duì)照，從大到小依次為CK>E7>M10>W7>E4>W4。間作區(qū)不同位置中，W4植株分枝數(shù)和葉片數(shù)最少，與裸地對(duì)照相比分別降低了57.5 %和45.5 %；E7的分枝數(shù)和葉片數(shù)最多，與裸地對(duì)照相比分別降低了14.6 %和13.6 %。

2.2 橡膠林下間作玫瑰茄莢果產(chǎn)量及相關(guān)產(chǎn)量指標(biāo)

如表2所示，全周期膠園林下間作區(qū)玫瑰茄的單株收果數(shù)，單果重和新鮮花萼產(chǎn)量均顯著低于裸地對(duì)照，分別降低42.71 %，26.07 %和55.88 %。間作區(qū)M10產(chǎn)量性狀表現(xiàn)最優(yōu)，單果重與裸地單作對(duì)照沒有顯著差異，但單株收果數(shù)和新鮮花萼產(chǎn)量顯著低于裸地對(duì)照，分別降低26.04 %和31.86 %。間作區(qū)E4和W4玫瑰茄植株的產(chǎn)量相關(guān)性狀顯著低于M10，E7，W7和裸地對(duì)照。E7的單株收果數(shù)和新鮮花萼產(chǎn)量與M10沒有顯著差異，W7單果重與M10沒有顯著差異。

圖2 全周期膠園間作區(qū)玫瑰茄株高，莖粗，分枝數(shù)和葉片數(shù)

表2 全周期間作膠園林下玫瑰茄產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

2.3 橡膠林下間作玫瑰茄花萼礦質(zhì)元素含量表現(xiàn)

由圖3所示，全周期膠園林下間作區(qū)花萼中Ca和Mg含量表現(xiàn)為全周期膠園林下各個(gè)處理均顯著低于裸地對(duì)照。間作玫瑰茄花萼中Ca含量比裸地對(duì)照降低49.82 %，間作區(qū)各個(gè)位置間沒有顯著差異。間作玫瑰茄花萼中Mg含量比裸地對(duì)照降低21.42 %，間作區(qū)M10，W7和W4花萼中Mg顯著高于E4和E7。間作區(qū)玫瑰茄花萼中N，P，K，F(xiàn)e和Zn的含量變化與Ca和Mg相反，顯著高于裸地對(duì)照。間作區(qū)玫瑰茄花萼中N，P，K，F(xiàn)e和Zn的含量分別比裸地對(duì)照增加19.53 %，39.87 %，24.40 %，23.04 %和56.90 %。Mn含量變化與其它礦質(zhì)元素有所不同，M10含量最低，比對(duì)照降低33.25 %，比W4降低38.23 %。CK，E4，E7和W4花萼Mn含量沒有顯著差異。

圖3 全周期膠園間作區(qū)玫瑰茄株25DPA花萼N,P,K含量

圖4 全周期膠園間作區(qū)玫瑰茄株25DPA花萼粗蛋白，纖維素，總糖和總黃酮含量

2.4 全周期膠園林下間作玫瑰茄花萼營養(yǎng)成分含量表現(xiàn)

由圖4所示，全周期膠園間作玫瑰茄花萼粗蛋白含量顯著高于裸地對(duì)照，平均增幅為19.53 %。間作區(qū)M10玫瑰茄花萼總糖比裸地對(duì)照提高27.15 %，間作區(qū)其它位置玫瑰茄花萼的總糖含量與裸地對(duì)照沒有顯著差異。間作區(qū)各處理玫瑰茄花萼總黃酮含量顯著低于裸地對(duì)照，平均下降42.87，林下間作區(qū)E4玫瑰茄花萼總黃酮含量最低，比對(duì)照降低58.98 %，間作區(qū)其它位置之間的花萼總黃酮含量沒有顯著差異。全周期膠園間作玫瑰茄花萼纖維素含量與裸地對(duì)照沒有顯著差異。

3 討 論

光照條件的不足會(huì)引起植株株型的改變，不同類型作物對(duì)遮蔭反應(yīng)表現(xiàn)不同[16-17]。光照條件對(duì)全周期林下間作玫瑰茄最主要影響是單株分枝數(shù)和植株葉片數(shù)的顯著降低。全周期間作膠園間作區(qū)的光照時(shí)長為2～4 h，且間作區(qū)不同位置的光照時(shí)長差異較大，表現(xiàn)為M10 > W7 > E7 > E4 > W4，最長M10為4 h，最短為E4為2 h，而裸地對(duì)照的光照時(shí)長為11 h[18]。4個(gè)小時(shí)的光照時(shí)長間作區(qū)，玫瑰茄新鮮花萼產(chǎn)量可以達(dá)到裸地對(duì)照的70 %，3 h光照時(shí)長區(qū)和2 h光照時(shí)長間作區(qū)，玫瑰茄新鮮花萼產(chǎn)量有所降低，為對(duì)照的50 %和30 %。間作區(qū)玫瑰茄植株的株高和莖粗與裸地對(duì)照差異不顯著或略有減小，但其植株分枝數(shù)和單株葉片數(shù)顯著低于裸地對(duì)照，最高降低57.5 %(E7)，產(chǎn)量表現(xiàn)較好的M10和E7間作區(qū)玫瑰茄植株分枝數(shù)比對(duì)照分別降低14.64 %和25 %。單株分枝數(shù)減少最直接的影響為單株收果數(shù)降低，單株葉片數(shù)減少可能會(huì)因?yàn)楣夂袭a(chǎn)物的減少而引起的單果重的顯著降低，共同造成新鮮花萼減產(chǎn)。單位面積作物的高產(chǎn)主要依靠群體密度的增加[19-20]，林下間作玫瑰茄分枝數(shù)減少，可以通過適當(dāng)?shù)脑黾臃N植密度來增加新鮮花萼產(chǎn)量。

玫瑰茄花萼的礦質(zhì)元素含量和營養(yǎng)成分含量關(guān)系玫瑰茄花萼產(chǎn)品品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，膠園林下弱光環(huán)境可以增加玫瑰茄花萼中N，P，K，F(xiàn)e，Zn和粗蛋白的含量，與前人的研究結(jié)果一致[21-23]。間作條件下玫瑰茄花萼中Ca含量顯著降低，僅為裸地對(duì)照的50 %左右。作物對(duì)鈣的吸收及運(yùn)輸主要靠蒸騰拉力，膠園林下環(huán)境濕度越大，光照強(qiáng)度弱導(dǎo)致的林下間作玫瑰茄植株的蒸騰速率，植株對(duì)鈣的吸收減少，花萼鈣含量降低。

黃酮類化合物是植物體內(nèi)一種重要的次生代謝產(chǎn)物，是藥用植物藥用價(jià)值的來源之一，在植物生長發(fā)育及病蟲害抗性等方面有重要作用[24]。光照條件對(duì)植物體內(nèi)總黃酮含量的影響因物種不同差異較大，如光照強(qiáng)度與植物體內(nèi)的黃酮含量呈正相關(guān)的青錢柳[25]，和濕度遮蔭有助于黃酮含量增加的銀杏，裸花紫珠等[26-27]。玫瑰茄莢果總黃酮的變化符合前者，間作區(qū)各個(gè)處理均顯著低于裸地對(duì)照。全周期膠園林下弱光環(huán)境不利于玫瑰茄花萼中總黃酮的合成與積累。

4 結(jié) 論

本研究分析全周期膠園林下不同位置間作玫瑰茄產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)，結(jié)果表明，間作區(qū)不同位置產(chǎn)量因子差異較大，且都顯著低于裸地對(duì)照，而間作區(qū)各處理間玫瑰茄花萼品質(zhì)差異不大，總黃酮含量顯著低于裸地對(duì)照。全周期膠園林下間作區(qū)W7～E7中間6米的位置更適宜玫瑰茄的生長，宜獲得較高產(chǎn)量，W7～W4，E7～E4位置可種植耐陰性更好的作物，進(jìn)行林下組合種植，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。