廣西喀斯特地區(qū)花椒套種大豆對花椒生理特性的影響

靳文戈 沈康龍 郝俊霄 甘鳳瓊 黃榮韶 李良波

摘要：廣西喀斯特地形廣布，石漠化問題嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。在喀斯特地區(qū)發(fā)展合理的復(fù)合種植模式既能帶來明顯的經(jīng)濟效益，又能對石漠化治理產(chǎn)生積極作用。大豆是廣西喀斯特地區(qū)常見的經(jīng)濟作物，花椒的引進及推廣也成為喀斯特地區(qū)扶貧產(chǎn)業(yè)之一。在花椒生長早期于行間設(shè)置3種大豆套種密度，分析其對花椒生長特性、葉片含水量、光合能力的影響。結(jié)果表明，套作密度大的處理（大豆45株/m^z）花椒葉片含水量較高，植株生長較好;花椒套種大豆既能獲得大豆短期收益，也具有增強花椒光合作用，促進花椒生長的作用。

關(guān)鍵詞：喀斯特;花椒;大豆;套種;光合

中圖分類號：S567 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）09-0083-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.09.016

廣西是中國喀斯特地形分布最廣闊、石漠化問題最嚴(yán)重的地區(qū)之一，生態(tài)環(huán)境非常脆弱，盡管近年來在石漠化生態(tài)治理方面取得了一定成績，但總體情況仍不樂觀，嚴(yán)重制約了喀斯特地區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，選擇和栽培適宜的經(jīng)濟作物，發(fā)展合理、適宜的種植模式，已成為破解廣西喀斯特地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展問題的重要議題。一般認(rèn)為，能夠治理石漠化的經(jīng)濟作物需要具備抗凍耐旱，能適應(yīng)石漠化的生長環(huán)境;采摘利用的部位為葉、花和果實，不易造成水土流失;具有較高的經(jīng)濟價值[1]。

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）原產(chǎn)中國，屬蕓香科植物，為小喬木或灌木，在中國分布廣闊，約有50個種植品種[2]，主要分布于四川、云南、貴州等省[3]?；ń纷鳛橐环N各大菜系中都必不可少的調(diào)味料，深受消費者的喜愛，市場廣闊;花椒還具備較高的藥用價值，研究已發(fā)現(xiàn)花椒含有黃酮、揮發(fā)油、生物堿等多種活性成分，具有抗氧化、降血脂、治療消化不良等多種藥用功效[4]。由于花椒生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益高，因此花椒在中國也是一種重要的經(jīng)濟樹種，在脫貧攻堅戰(zhàn)中起到了重要作用?；ń吩苑N簡便，抗早耐貧，種植于坡地還能起到防止水土流失的作用[5]，具有很高的環(huán)境效益，非常適宜在廣西喀斯特地區(qū)推廣栽培。但單一種植花椒行間距大，在生長前中期行間雜草叢生，除草成本高，加上雨水的沖刷仍易造成水土流失，這樣不僅不能充分利用土地資源，還會影響花椒生長[6]。

復(fù)合種植是指在同一田地上種植2種或2種以上的作物，包括間作、套作、混作等種植模式;復(fù)合種植能夠?qū)崿F(xiàn)在時間和空間上的集約化[7]，有利于充分利用土地，改善土壤以及增加經(jīng)濟收益。喀斯特地區(qū)可耕作土地稀少、土壤貧瘠，推廣合理的復(fù)合種植模式對充分利用土地資源，提高經(jīng)濟效益，發(fā)展喀斯特地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)具有重要意義。大豆是廣西喀斯特地區(qū)常見的經(jīng)濟作物，根部具有固氮作用，有助于改良土壤。桂春I號是廣西育成的大豆新品種，具有高產(chǎn)穩(wěn)定、蛋白質(zhì)含量高以及適應(yīng)能力強的特點[8]。從廣西西南部喀斯特地區(qū)花椒/大豆的套種模式出發(fā)，研究大豆不同種植密度對主作花椒的生長、光合特性等生理特性的影響，探索花椒種植前期套種大豆的可能性及適宜的栽培密度，研究結(jié)果為喀斯特地區(qū)發(fā)展高效復(fù)合種植模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西壯族自治區(qū)百色市那坡縣城廂鎮(zhèn)永靖村花椒種植示范基地，總面積約10hm²;該地位于桂西南邊睡，地理坐標(biāo)23°26′N、105°52′E，為亞熱帶季風(fēng)氣候，喀斯特地形特征明顯。

1.2 試驗材料

花椒品種為九葉青花椒，樹齡為1年;大豆品種為桂春1號。

1.3 試驗方法

試驗以單作花椒的種植模式為對照（CK），設(shè)置3種處理，花椒行間套作大豆密度27、36、45株/m²，分別標(biāo)記為HD-1、HD-2、HD-3?；ń窐渲晷芯酁?20cm，在行間用穴播的方式播種大豆種子。2019年4月26日播種大豆，6月7日定株。2019年7月16日從對照組和處理組中隨機選取3株花椒樹的健康完整向陽葉片，使用LI-6400XT型光合作用測定儀測定光合指標(biāo);用卷尺及游標(biāo)卡尺測定相應(yīng)生長指標(biāo)，并采集葉片帶回實驗室使用分光光度計法測定葉綠素含量，使用烘干法測定葉片含水量。9月16日，用卷尺及游標(biāo)卡尺再測定1次相應(yīng)生長指標(biāo)，計算增長量。選擇大豆種植密度最大的處理，待大豆葉片變黃后采收植株，烘干后稱重，計算理論單產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel軟件記錄和處理數(shù)據(jù)，再采用SPSS22.0軟件進行方差分析及LSD和Duncans檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆種植密度對花椒葉片含水量的影響

不同大豆種植密度對花椒葉片含水量的影響結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，4個密度處理花椒葉片的含水量，CK與HD-1、HD-2之間差異不顯著，與HD-3之間差異顯著;HD-3與HD-1、HD-2之間差異不顯著。其中葉片含水量較高的密度處理是HD-3，為70.61%，其次是HD-2，為69.75%?？梢?，花椒行間套種大豆對提高花椒葉片含水量有一定影響，其中套種密度大的HD-3處理花椒葉片含水量均值高于其他處理，這可能與大豆植株遮蓋了花椒行間的裸露土面，提高了土壤含水量有關(guān)。

2.2 大豆種植密度對花椒光合特性的影響

不同大豆種植密度對花椒基本光合能力的影響見表1，對花椒葉綠素含量的影響見圖2。

從表1可以看出，4個處理在Pi（胞間CO₂濃度）方面，CK與HD-1、HD-2差異不顯著，與HD-3差異顯著。其中凈光合速率較高的是HD-2，為15.77μmol/（m²·s），其次是CK，為15.36μmol/（m²·s）;氣孔導(dǎo)度較高的密度處理是HD-2，為3.98mol/（m²·s），其次是HD-1，為3.53mol/（m²·s）;胞間CO₂濃度較高的密度處理是HD-3，為453.87μmol/mol，其次是HD-1，為444.53μmol/mol;蒸騰速率較高的密度處理是HD-3，為5.73mmol/（m²·s），其次是HD-2，為5.55mmol/（m²·s）?？傮w來看，HD-2密度處理下花椒的凈光合速率較高，光合能力也較好。

從圖2可以看出，CK與HD-1、HD-3之間葉綠素。含量差異不顯著，與HD-2之間差異顯著;HD-2與HD-1、HD-3之間葉綠素a含量差異不顯著;4個處理之間葉綠素b含量差異不顯著;HD-1、HD-2，HD-3之間類胡蘿卜素含量差異不顯著，這3種處理與對照組CK之間差異顯著。葉綠素a含量較高的密度處理是HD-2，為1.15mg/g，其次是HD-1，為1.09mg/g;葉綠素b含量較高的密度處理是HD-2，為0.38mg/g，其次是HD-1，為0.35mg/g;類胡蘿卜素含量較高的密度處理是HD-2，為0.15mg/g，其次是HD-1和HD-3，為0.14mg/g。綜上所述，花椒+大豆復(fù)合種植模式對花椒葉片葉綠素b含量影響不大，但有助于提高葉綠素a和類胡蘿卜素的含量，其中HD-2密度處理對這兩種葉綠素含量影響較大，且各含量均值亦高于其他處理，說明該密度處理在某種程度上對提高花椒葉片葉綠素含量有一定的幫助。

2.3 高密度處理下大豆的產(chǎn)量

HD-3為密度最高的處理，從已采收并稱量好相應(yīng)指標(biāo)的大豆植株中隨機選取5株計算產(chǎn)量，見表2。

從表2可知，HD-3處理下大豆平均單株重28.21g，其中豆英重18.64g，種子重8.93g，每株16.2個豆英，通過計算得到每公頃可收獲4019.40kg的大豆種子。

2.4 大豆種植密度對花椒生長特性的影響

通過方差同質(zhì)性檢驗，各生長指標(biāo)增長量顯著性均大于0.05，適合進行方差分析，見表3;不同大豆種植密度對花椒生長特性的影響見表40

由表4可以看出，4個密度處理之間花椒的株高、冠幅增長量差異不顯著;對照組CK與HD-2、HD-3之間莖基徑增長量差異不顯著，與HD-1之間差異顯著;HD-1與HD-2、HD-3之間差異不顯著。其中，HD-3密度處理下花椒的平均株高增長量較高，為24.67cm，其次是HD-1，增高24.00cm;莖基徑增長量較高的密度處理是對照組CK，為1.43mm，其次是HD-3，為1.20mm;冠幅增長量較高的密度處理是HD-3，為0.62m²，其次是對照組CK，為0.55m²?？梢园l(fā)現(xiàn)花椒+大豆復(fù)合種植模式對提高花椒樹株高和冠幅的增長影響不大，其中HD-2和HD-3兩種密度處理對花椒莖基徑的增長影響不大，HD-1對莖基徑生長甚至有一定的抑制作用;從均值來看，HD-3密度處理下株高和冠幅增長量較大。

3 小結(jié)與與討論

花椒與豆科作物套種在一定程度上有助于花椒生長[9，10]，且套種密度的變化可能影響主作作物的生長和光合能力[11];葉片含水量會影響植物的光合作用[12]。在花椒生長前期套種不同密度的大豆會對花椒生長和光合能力產(chǎn)生不同程度的影響。試驗結(jié)果表明，套種大豆提高了花椒葉片含水量，且套種大豆的密度越高，花椒的葉片含水量也高，其中最大密度處理下的花椒葉片含水量高達70.61%;而較高的葉片含水量有利于植株正常代謝和蒸騰作用，從而促進光合作用，進而促進花椒生長。試驗證明了套種模式下花椒的蒸騰速率和凈光合速率有所提高;也發(fā)現(xiàn)在大豆套種模式下，花椒光合能力有提高，套種密度為36株/m²下花椒的光合能力較好，凈光合速率高達15.77μmol/（m²·s），且葉綠素含量均較高，可能與花椒行間被大豆植株覆蓋減少了土壤水分蒸發(fā)有關(guān)，這有利于緩解喀斯特地區(qū)干旱脅迫，減輕干旱對花椒正常生長的影響。

花椒+大豆套種模式能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟和生態(tài)效益。花椒園間作同為豆科植物的黃芪比間作小麥、油菜等傳統(tǒng)模式防止水土流失的效果更好，且能獲得更高的收益[10]，在廣西喀斯特地區(qū)具有一定的推廣可行性，試驗結(jié)果有望為該地區(qū)復(fù)合種植模式的發(fā)展提供經(jīng)驗和參考。

參考文獻：

[1]檀迪.喀斯特石漠化地區(qū)特色經(jīng)林果標(biāo)準(zhǔn)化種植與衍生產(chǎn)業(yè)技術(shù)初步研究——以核桃和花椒為例[D].貴陽：貴州師范大學(xué)，2016.

[2]谷麗萍，王錫全，張伏全，等.云南花椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J].西部林業(yè)科學(xué)，2015，44（5）：143-147.

[3]陳旅，楊途熙，魏安智，等.花椒研究概況[J].中國調(diào)味品，2016，41（10）：149-156.

[4]李興橋，龐雯文，裴曉方.花椒保健功能研究進展[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2017，44（12）：2165-2167.

[5]王雙貴，趙京獻，畢君，等.國內(nèi)外花椒的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2003（2）：32-34.

[6]繆婷，鄧毅書.發(fā)展“林卞經(jīng)濟”提高土地產(chǎn)出——以彝良縣花椒+黃芪套種模式為例[J].實用技術(shù)，2018（11）：35-36.

[7]李遠(yuǎn)菊，張霽，王元忠，等.藥用植物復(fù)合種植研究進展[J].世界科學(xué)技術(shù)，2013，15（9）：35-36.

[8]湯復(fù)躍，梁江，韋清源，等.廣西育成大豆品種親本分析[J].中國油料作物學(xué)報，2019，41（3）：369-377.

[9]吳四新，徐惠，吳宗興，等.川中丘陵區(qū)蓬溪青花椒套種試驗研究[J].四川林業(yè)科技，2018，39（5）：64-67.

[10]王志強，張丹妮，安永康，等.花椒園間作黃芪技術(shù)及效益分析[J].林業(yè)科技通訊，2016（4）：1941-1947.

[11]楊國才，高劍華，張遠(yuǎn)學(xué)，等.馬鈴薯/玉米套作模式下密度對產(chǎn)量的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（24）：5946-5949

[12]馮曉鈺.夏玉米葉片含水量變化及其對光合作用的影響[D].北京：中國氣象科學(xué)研究院，2017.

收稿日期：2020-02-18

基金項目：廣西創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展專項項目（桂科AA18118015）。

作者簡介：靳文戈（1994-），男，四川德陽人，在讀碩士研究生，研究方向為喀斯特石漠化治理，（電話）18280577001（電子信箱）1527947640@qq.com;通信作者，李良波（1980-），男，湖北仙桃人，副教授，博士，主要從事植物資源與利用研究，（電話）14795511615（電子信箱）llb100@126.com。