玉米不同品種與密度對間作花生生長發(fā)育的影響

郭峰　李慶凱　張慧　李宗新　張佳蕾　唐朝輝　王建國　孟維偉　萬書波

摘要：為明確適宜玉米‖花生間作的玉米品種和種植密度，采用玉米、花生行比3∶4的間作模式，以魯單818和登海605為材料，設(shè)置3個種植密度（株距18、16、14 cm），研究玉米不同品種與密度對間作花生生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，玉米‖花生間作在一定程度上增加了成熟期花生主莖高和側(cè)枝長，降低了分枝數(shù)和各器官干物質(zhì)累積量;間作花生中后期葉面積指數(shù)、生長率亦呈降低趨勢。從整體來看，同一玉米品種，隨著種植密度增加，間作花生的生長發(fā)育受到的影響呈增強趨勢，但處理間并不明顯;相同種植密度，登海605對間作花生的影響小于魯單818。本試驗條件下，選擇登海605、密度控制在株距14 cm左右，可較好地兼顧玉米、花生復(fù)合群體產(chǎn)量，為進(jìn)一步優(yōu)化玉米‖花生間作種植模式提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：玉米;品種;密度;花生;間作;生長發(fā)育

中圖分類號：S565.2+S513文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2019）09-0151-05

Effects of Different Varieties and Planting Densities of Maize on Growth and Development of Intercropped Peanut

Guo FengLi QingkaiZhang Hui2， Li Zongxin2， Zhang JialeiTang Zhaohui

Wang JianguoMeng WeiweiWan Shubo1

（1. Biotechnology Research Center，Shandong Academy of Agricultural Sciences/Shandong Provincial

Key Laboratory of Crop Genetic Improvement，Ecology and Physiology，Jinan 250100，China;

2. Maize Research Institute，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100，China）

Abstract In order to clarify suitable varieties and planting densities of maize intercropped with peanut， three planting densities with plant spacing at 14， 16 and 18 cm were set under the intercropping mode of 3∶4 row ratio of maize to peanut using Ludan 818 and Denghai 605 as materials. The effects of different varieties and densities of maize on the growth and development of intercropped peanuts were studied. The results showed that maize-peanut intercropping increased the main stem height and lateral branch length of peanut to a certain extent， and decreased the number of branches and dry matter accumulation in various organs of peanut during maturity. The leaf area index and growth rate of peanut also showed decreasing trends in the middle and late stages. On the whole， with the increase of planting density， the growth and development of intercropped peanut showed an increasing trend， but the effect between treatments was not obvious. With the same planting density， the effect of Denghai 605 on intercropped peanut was less than that of Ludan 818. Under the experimental conditions， the yield of maize-peanut complex population could be given better consideration with the cultivar Denghai 605 at 14 cm of plant spacing. This study could provide a theoretical basis for further optimizing the maize-peanut intercropping mode.

Keywords Maize; Variety; Density; Peanut; Intercropping; Growth and development

隨著我國人口數(shù)量增加，人均耕地面積減少，糧食生產(chǎn)出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。提高單位土地面積的糧食產(chǎn)出成為解決糧食短缺問題的重要措施之一。間作作為一種重要的增產(chǎn)增效的種植模式，可充分利用有限的資源，在時間和空間上實現(xiàn)光能、熱量、水分、養(yǎng)分、土地等資源的集約化利用，從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量、改善籽實品質(zhì)的效果[1]。玉米‖花生間作作為典型的豆科與禾本科間作方式之一，主要分布于我國華北、東北地區(qū)及花生集中種植區(qū)域，在改善花生鐵營養(yǎng)[2]和田間小氣候[3]、提高作物對光能高效利用[4]、保障黃淮海平原糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)和緩解糧油爭地矛盾[5]等方面發(fā)揮著重要作用。

目前，國內(nèi)外對玉米‖花生間作方面的研究多數(shù)集中于花生玉米不同帶型篩選、產(chǎn)量形成特征、光合作用、養(yǎng)分利用及土壤肥力等方面[6]，而針對玉米不同品種與密度對間作花生生長發(fā)育的研究少有報道。課題組同期研究了不同玉米花生間作模式（玉米花生行比分2∶3、2∶4、3∶3、3∶4）對系統(tǒng)產(chǎn)量及土地當(dāng)量比的影響，發(fā)現(xiàn)玉米花生3∶4 模式提高玉米凈面積穗數(shù)和凈面積產(chǎn)量，減小間作玉米產(chǎn)量的降幅，在達(dá)到玉米穩(wěn)產(chǎn)的同時增加花生產(chǎn)量，系統(tǒng)總產(chǎn)量較玉米單作增加0.8%、4.3%，土地利用效率增加15%、21%，是供試4種模式下穩(wěn)糧增油、增產(chǎn)增效的最佳間作模式[5]。

玉米‖花生間作系統(tǒng)中高位作物玉米發(fā)揮邊行優(yōu)勢可顯著增產(chǎn)，而處于邊際劣勢的花生產(chǎn)量有所下降，玉米產(chǎn)量對間作群體土地利用效率提升起到主導(dǎo)作用[7，8]。有研究認(rèn)為，在間作系統(tǒng)中，縮小優(yōu)勢作物和劣勢作物的競爭能力差距，可顯著提高間作系統(tǒng)的間作優(yōu)勢[9]。因此，合理的間作品種、帶型及適宜的種植密度是提高資源利用率和土地生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素[10]。為進(jìn)一步提高玉米花生間作模式的系統(tǒng)產(chǎn)量和土地利用率，本試驗采用玉米、花生行比3∶4的間作模式，以魯單818和登海605為材料，研究玉米不同品種與密度對間作花生生長發(fā)育的影響，以期篩選出適合間作花生的玉米品種和適宜的種植密度，為玉米‖花生間作栽培技術(shù)推廣提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2013—2014年在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院龍山試驗基地（117°32′E，36°43′N）進(jìn)行。該基地位于黃淮海夏玉米區(qū)，屬溫帶大陸季風(fēng)性氣候，年均降水量693.4 mm，年均氣溫13.6℃，年均日照時數(shù)2 558.3 h，無霜期209 d。試驗田土壤類型為棕壤，地勢平坦、灌溉良好。耕層土壤有機質(zhì)含量15.6 g/kg、速效氮86.9 mg/kg、速效磷32.1 mg/kg、速效鉀88.6 mg/kg。前茬作物為冬小麥。

1.2 試驗設(shè)計

小麥?zhǔn)斋@后秸稈還田，666.7m2撒施氮磷鉀復(fù)合肥（15-15-15）80 kg，旋耕3遍。試驗共設(shè)單作花生（CK）和玉米‖花生3∶4間作兩種種植模式（圖1）。玉米選用魯單818（LD818）、登海605（DH605），設(shè)置株距18、16、14 cm三個密度，666.7m2分別約為3 170、3 570、4 080株，行距均為55 cm（表1）?；ㄉx用花育22號（HY22），單作花生（CK）666.7m2密度約11 200穴，間作花生約5 440穴。壟距85 cm，壟高10 cm。一壟兩行，小行距35 cm，穴距14 cm，每穴2粒，花生與玉米間行距60 cm。試驗于6月22日播種，10月6日收獲。播種后噴灌澆水，花生四葉期覆膜，隨覆膜隨摳膜;8月5日，單作與間作花生統(tǒng)一噴施多效唑化控。玉米帶大喇叭口期666.7m2追施尿素30 kg，花生帶不追肥。試驗采用大區(qū)設(shè)置，每處理3個帶寬，寬度10.5 m，長度30 m，面積315 m 南北向種植。田間管理同其它高產(chǎn)田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 花生葉面積指數(shù) 分別于花生開花下針期、結(jié)莢期、飽果期和成熟期，在各小區(qū)邊行和中間行各選取有代表性的花生10株（5穴），即5個重復(fù)。葉面積指數(shù)采用打孔器法測定，具體方法如下：從每株花生上選取30片葉（其中下部6片，中部15片，上部9片），使葉脈對齊，疊成一摞，用打孔器對準(zhǔn)中央位置打取小圓葉片，之后與植株其它葉片一起放入烘箱殺青（105℃）并烘干（80℃）至恒重，稱其重量，之后根據(jù)公式[單株葉面積（cm2）=圓片總面積（cm2）×單株葉片重（g）/小圓片葉總重（g）]計算單株葉面積，然后，根據(jù)單位面積株數(shù)及單株葉面積計算其葉面積指數(shù)。

1.3.2 花生生長率 以單位時間單位土地面積上增加的干物質(zhì)量表示，單位為g/（m2·d）。其計算公式：CGR=（W2-W1）/A（t2-t1）。式中，t1、t2表示前后生育時期的日期，t2-t1表示間隔天數(shù)，W1、W2分別是t1、t2時測得的花生干物質(zhì)重;A為土地面積。

1.3.3 花生植株生育性狀、干物質(zhì)積累與分配比例 于花生成熟期，選取生長均勻一致的植株10株，測定各處理花生主莖高、側(cè)枝長（第一對側(cè)枝長的平均值）、分枝數(shù);將植株各器官分開，放入烘箱中于105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重，分別稱取各部位干物質(zhì)重，計算花生各器官干物質(zhì)的分配比例，取其平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2013作圖、處理和分析試驗數(shù)據(jù)。兩年試驗數(shù)據(jù)結(jié)果變化趨勢基本一致，全文數(shù)據(jù)采用兩年數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米品種與密度對間作花生葉面積指數(shù)的影響

由圖2可知，各處理葉面積指數(shù)變化趨勢基本一致。與花生單作（CK）相比，不同品種與不同密度的間作玉米均在一定程度上降低間作花生葉面積指數(shù)。在開花下針期，各處理葉面積指數(shù)相差不大;但從花生結(jié)莢期到成熟期，間作花生的葉面積系數(shù)與對照的差異逐漸增大，其中成熟期比對照降低9.33%～14.22%。不同品種玉米間作花生葉面積指數(shù)亦相差不大，DH605對花生葉面積指數(shù)的影響略小于LD818。不同玉米株距對花生葉面積指數(shù)的影響大小依次為14 cm>16 cm>18 cm，但處理之間差異亦不明顯。

2.2 玉米品種與密度對間作花生生長率的影響

從圖3可以看出，在整個生育期，無論是單作還是間作花生，其生長率均呈先增后降的趨勢。不同處理花生在開花下針期生長率基本一致。其中，CK和處理LD-14、LD-16、LD-18的生長率在結(jié)莢期達(dá)到最大，而處理DH-14、DH-16和DH-18在飽果期到達(dá)最大，且間作均小于單作。四次取樣，間作花生生長率以結(jié)莢期所受影響較大，降幅為36.02%～56.41%。在整個生育期，同一玉米品種不同株距處理對花生生長率的影響不明顯;相同株距不同玉米品種處理以DH605間作花生生長率較高。在花生結(jié)莢期、飽果期和成熟期，LD818間作花生的生長率較DH605分別平均減少13.67%、37.01%和69.02%。

2.3 玉米品種與密度對間作花生主莖高、側(cè)枝長及分枝數(shù)的影響

由圖4可見，間作花生主莖高和側(cè)枝長均大于對照，分枝數(shù)少于對照。不同玉米品種間作存在一定差異，LD818間作花生主莖高和側(cè)枝長大于DH605，而分枝數(shù)則呈相反趨勢。同一品種玉米、不同株距處理亦存在一定差異：隨著玉米密度增加，花生的主莖高和側(cè)枝長均逐漸增大，但處理間差異不大;分枝數(shù)呈降低趨勢，且株距14 cm與18 cm間作條件下差異較大，其中處理LD-14的花生分枝數(shù)比LD-18降低8.05%，DH-14的花生分枝數(shù)比DH-18降低9.65%。說明玉米花生間作易使花生旺長，不利于花生分枝壯苗。

2.4 玉米品種與密度對間作花生干物質(zhì)積累與分配比例的影響

由表2可見，無論是單作還是間作，花生根、莖、葉和果干重所占總干重比例的規(guī)律一致：果>莖>葉>根。間作花生根、莖、葉、果和總干重均明顯小于對照，分別減少22.0%～29.3%、16.5%～22.5%、8.2%～12.5%、24.7%～31.5%和19.0%～25.1%。隨著玉米密度增加，同一玉米品種間作花生的各器官干重均有逐漸減少的趨勢，但差異不大。相同密度條件下，DH605間作花生的根、莖、葉、果和總干重均大于LD818。

3 討論與結(jié)論

花生是喜光作物，在間作條件下，花生受到高稈作物的蔭蔽較重，影響花生的形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)。研究表明，蔭蔽可以致使作物葉片數(shù)量較少，葉片變薄變小，葉面積指數(shù)降低，比葉重、干重下降，而株高、節(jié)間伸長，易發(fā)生倒伏[11]。李美等[12]報道，玉米‖花生間作體系中，間作花生處于光照劣勢，間作后期玉米遮蔭導(dǎo)致花生光合產(chǎn)物減少，干物質(zhì)積累量下降而導(dǎo)致間作花生單株果數(shù)、出仁率和百仁重均顯著降低。本研究發(fā)現(xiàn)，不同品種和密度玉米‖花生間作均增加了成熟期花生主莖高和側(cè)枝長，降低了分枝數(shù)和各器官干物質(zhì)累積量;間作花生中后期葉面積指數(shù)、生長率亦呈降低趨勢。這與前人的研究結(jié)果基本一致[8，13]。葉面積指數(shù)是群體結(jié)構(gòu)的重要量化指標(biāo)，是影響作物產(chǎn)量的重要因素。本研究中，各處理花生在開花下針期葉面積指數(shù)差異不大，說明該時期玉米株高并未達(dá)到對花生生長造成明顯影響的閾值。不同品種和密度玉米‖花生間作均降低了間作花生中后期葉面積指數(shù)，且在同一玉米品種條件下，隨著種植密度增加，間作花生的生長發(fā)育受到的影響呈增強趨勢。玉米‖花生間作栽培模式改善了田間通風(fēng)條件[3]及玉米光照吸收[4]，同時受到邊際效應(yīng)的影響，間作高稈作物玉米的優(yōu)勢在花生中后期變得更為明顯;另外，玉米種植密度的增加也一定程度上增強了玉米對花生的遮蔭作用。蔭蔽降低了間作花生葉面積指數(shù)，導(dǎo)致其光合產(chǎn)物減少，進(jìn)而降低了間作花生成熟期分枝數(shù)和各器官干物質(zhì)累積量。

作物生長率反映了作物不同生長階段單位土地面積上作物群體的干物質(zhì)總重的增長率。與葉面積指數(shù)的變化規(guī)律類似，不同處理花生在開花下針期生長率差異不明顯;在結(jié)莢期、飽果期和成熟期，各處理間作花生生長率均低于單作花生，以結(jié)莢期所受影響最大?；ㄉY(jié)莢期是吸收養(yǎng)分和干物質(zhì)積累的最盛期，也是營養(yǎng)生長與生殖生長并盛期，該時期光照不足對花生產(chǎn)量影響最大[14]。間作玉米導(dǎo)致花生光照不足，降低花生的果重;另一方面，玉米遮蔭降低了花生冠層溫度也在一定程度上影響花生生長率。植物的生產(chǎn)過程是光合作用制造有機物的過程，作物目標(biāo)產(chǎn)量的高低也取決于干物質(zhì)向目標(biāo)器官分配的多少[15]，光合產(chǎn)物的多少和分配不僅受外部環(huán)境因素影響，還受自身遺傳特性、生長發(fā)育等因素制約[16，17]。本研究發(fā)現(xiàn)，無論是單作還是玉米‖花生間作，各處理花生根、莖、葉和果干重所占總干重比例的規(guī)律均一致：果>莖>葉>根。說明不同品種與不同密度玉米‖花生間作并不影響花生各器官干物質(zhì)的分配比例。

緊湊型玉米‖大豆套作模式下，大豆被蔭蔽的程度有所減緩，碳氮代謝變化趨勢朝著利于產(chǎn)量形成的方向發(fā)展[18]。隨著前作玉米株型的擴展，套作大豆葉面積下降，株高增加，莖粗減少，倒伏率增加[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，相同種植密度下，登海605對間作花生生長發(fā)育的影響要小于魯單818，這可能與兩玉米品種株型與株高差異有關(guān)。同一玉米品種不同密度對花生干物質(zhì)積累的影響存在一定差異，密度越小遮蔭越小，高（株距14 cm）低（株距18 cm）密度差異相對較大。間作應(yīng)充分、合理利用作物對立互補的特征，應(yīng)充分利用矮稈作物，改善作物的通風(fēng)和透光條件，適當(dāng)增加高稈作物或主要作物的種植密度。在充分利用土地的前提下，盡可能照顧到低層作物的生長發(fā)育。生產(chǎn)上玉米‖花生間作，建議選擇株型緊湊、株高相對較矮的玉米品種，玉米種植密度要兼顧玉米和花生產(chǎn)量，不可一味追求低密度。本試驗條件下，選擇登海605、密度控制在株距14 cm左右較為適宜，可較好地兼顧復(fù)合群體產(chǎn)量。

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收稿日期：2019-09-05

基金項目：山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項目（SD2019ZZ011）;山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項目（CXGC2016B03）;國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-13）

作者簡介：郭峰（1976—），男，副研究員，主要從事花生栽培生理與種植制度研究。E-mail：gf123456gh@126.com

通訊作者：萬書波（1962—），男，研究員，主要從事花生栽培生理生態(tài)研究。E-mail：wanshubo2016@163.com