不同株高玉米對間套作甘薯地上部性狀的影響

張 艷，郭書亞，湯其寧，盧廣遠，楊愛梅，尚 賞

（商丘市農(nóng)林科學院，河南商丘476000）

人類繁殖速度的驟增，導致可利用資源的貧乏，人居環(huán)境變差，生存受到挑戰(zhàn)。為了增加農(nóng)作物產(chǎn)量和提高其品質，間套作模式再次受到重視[1-5]。間作套種模式根據(jù)作物的屬性差異科學組合，以及合理配置田間結構[6]，形成新的復合群體，改變了農(nóng)田小氣候環(huán)境，具有多作物、多層次和多功能等特點，使其社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益都高于單作種植模式[7-8]。有研究表明，甘薯與玉米套作栽培時由于受到玉米蔭蔽，長蔓型甘薯品種的節(jié)間變長，莖蔓變細，甚至徒長[9-12]；也有研究表明，1B8型玉米甘薯套作系統(tǒng)中，與單作甘薯相比，套作甘薯蔓長有增長趨勢，莖粗、分枝數(shù)、單株薯數(shù)、單個甘薯質量均隨著玉米栽培距離增加而增加，且甘薯受到來自相鄰高位作物玉米的種間競爭，并處于劣勢地位[13-15]。目前，關于玉米、甘薯套作栽培對甘薯地上部農(nóng)藝性狀影響的研究有很多[16-20]，但關于不同品種玉米對種間甘薯農(nóng)藝性狀影響的研究卻很少報道。

本研究探討了不同玉米甘薯間套作模式下對甘薯農(nóng)藝性狀的影響和科學群體構建的規(guī)律，以期找到合適的套作模式，為玉米、甘薯套作栽培提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 材料 供試玉米品種3個，株高不同（表1）；甘薯品種3個，利用方向不同（表2）。

表1供試玉米品種

表2供試甘薯品種

1.1.2 試驗地概況 試驗于2018年5—10月和2019年5—10月在商丘市農(nóng)林科學院雙八薛莊試驗基地進行，地處東經(jīng)115°64′、北緯34°50′。年平均輻射量4 388.59 MJ/m2，年平均氣溫在13.9～14.3℃，年平均日照時數(shù)為2 204.4～2 427.6 h，年平均積溫（≥0℃）為5 100～5 300℃，降水量為653～874 mm，無霜期為207～214 d，屬典型的暖溫帶半溫潤大陸性季風氣候。土壤屬于黃河沖積潮土，土層深厚，地力肥沃，有機質含量豐富。試驗地基礎肥力如表3所示。

表3試驗地土壤基礎肥力

1.2 試驗方法

試驗采用不同株高玉米（A）和不同類型甘薯（B）雙因素隨機區(qū)組設計，玉米品種設3個水平，鄭單958、先玉335、豫單9953，甘薯類型設3個水平，商薯19、商薯K8、商薯X6，共計9個處理。另設甘薯、玉米單作對照，3次重復。品種組合水平如表4所示。玉米、甘薯套作采用A2B6型間套作系統(tǒng)，即2行玉米套種6行甘薯為一個帶。每個處理種植3帶（單作玉米和單作甘薯各種10行），每帶寬4.9 m、長10 m，南北行種植，四周種甘薯作保護區(qū)。甘薯起壟種植，行距70 cm，株距25 cm，種植密度為4.898萬株/hm2，每隔6壟甘薯種植1壟2行玉米，玉米間行距30 cm，株距20 cm，每行50株，密度為2.041萬株/hm2。

表4各處理因素水平

試驗整地要細致，起壟要規(guī)范，壟距要一致?；蕿榱追剩≒2O5）120 kg/hm2、鉀肥（K2O）150 kg/hm2、氮肥（N）90 kg/hm2，在玉米大喇叭口期追施尿素150 kg/hm2。小區(qū)四周埋油氈0.5 m，防止肥料擴散。甘薯插秧為人工按標尺定點扦插，玉米也為人工按標尺3粒點播，單株留苗，重復間留1.5 m過道，便于觀察記載。單作玉米密度為7.500萬株/hm2，單作甘薯密度為5.715萬株/hm2。玉米收獲時間分別為2018年9月5日和2019年9月4日，甘薯收獲時間分別為2018年10月30日和2019年10月29日。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 甘薯取樣 甘薯移栽后40 d（共生期35 d）開始取樣，即玉米大喇叭口后期，共取樣4次，取樣間隔10 d；玉米收獲后20 d（即甘薯栽植后120 d）調(diào)查甘薯相關農(nóng)藝性狀（數(shù)據(jù)測量取中間的一帶），并在標定區(qū)中隨機選取具有代表性的2株，分別將莖蔓、葉片稱質量裝袋，105℃烘箱中殺青30 min，80℃烘干至恒質量后稱量其干質量。

1.3.2 甘薯測定項目及方法 蔓長：測量甘薯莖基部至頂部生長點的直線距離；莖粗：利用游標卡尺測量離莖基部10 cm處直徑3次，取平均值；基部分枝數(shù)：直接計數(shù)法測定莖基部30 cm以內(nèi)長度大于10 cm的分枝；LAI：采用鮮樣稱重法測定單株總葉面積，根據(jù)小區(qū)面積換算葉面積指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2003進行數(shù)據(jù)、圖表處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對甘薯蔓長的影響

2.1.1 不同因素水平對甘薯蔓長的影響 從圖1看出，玉米株高差異對甘薯蔓長的影響有顯著性不同，甘薯栽后至40 d，玉米處于苗期到大喇叭口后期，玉米的株高長勢差異不大，對甘薯的遮陰效果不明顯，甘薯蔓長表現(xiàn)為Y2＞Y1＞Y3；甘薯栽后40～50 d，玉米處于抽雄吐絲期，上部葉片尚未展開，雖然玉米株高開始有明顯差異，但是對甘薯蔓長的影響仍不明顯；甘薯栽后50～60 d，玉米處于散粉期，上部葉片展開，雄穗分枝散開，此時遮陰效果較強，甘薯蔓長生長速率較快，在長勢較高的玉米下甘薯蔓長生長速率最高；甘薯栽后60～70 d，玉米株高穩(wěn)定，對甘薯的遮陰效果保持不變，Y1、Y2、Y3的株高平均值分別為259.3、293.15、234.1 cm，甘薯蔓長的生長速率因適應性有所降低。甘薯生長在50～60 d時蔓長增長速率最快，且Y2＞Y1＞Y3。甘薯品種間蔓長差異明顯，在玉米生長的不同時期雖然遮陰效果不一樣，但是甘薯蔓長的變化均表現(xiàn)為G1＞G3＞G2，表明間套作前期（即甘薯栽后50 d內(nèi)），對甘薯的遮陰逐步加強；甘薯栽后50～60 d，玉米株型穩(wěn)定，甘薯莖蔓生長受到抑制效果也相對穩(wěn)定，并逐漸適應。由此說明甘薯生長在蔭蔽的環(huán)境中時間越長，使得甘薯莖蔓越來越長，同時表明甘薯莖蔓的長度與品種特性相關。

2.1.2 單作和套作下甘薯蔓長的變化 單作和套 作下甘薯蔓長的變化趨勢如圖2所示。

由圖2可知，甘薯栽后40～50 d，甘薯蔓長無顯著變化；栽后50～60 d，玉米處于散粉期，此時遮陰效果較強，間套作中甘薯莖蔓生長速率加快，在50 d左右時，單作與各套作處理中蔓長接近，栽后60 d時套作甘薯莖蔓生長速率達最快，CK增長速率最小。不同玉米甘薯品種和套作模式下，栽后70 d時，各品種蔓長大小順序為Y2＞Y1＞Y3＞CK；栽后至50 d時單作處理中甘薯莖蔓成長較快，而后由于玉米遮陰造成甘薯營養(yǎng)生長旺盛，不同株高玉米對不同品種甘薯莖蔓生長速率影響存在差異，與對照相比，套作處理甘薯莖蔓生長反而較快。

2.2 不同處理對甘薯莖粗的影響

2.2.1 不同因素水平對甘薯莖粗的影響 從圖3可以看出，隨著玉米株高的增加使甘薯莖粗而變細，其中，株高低的玉米下甘薯莖粗最大，甘薯莖粗越細，其直徑降低也越快。甘薯品種間莖粗表現(xiàn)為G2＞G1＞G3，栽后70 d時G2與G3差異最大，差值為0.57 mm。說明隨著玉米遮陰程度的增加甘薯莖粗逐漸變細，品種G3莖蔓最細，G1和G2呈動態(tài)變化，栽后50 d時G1＞G2，栽后60 d以后G2＞G1，說明G2的耐陰性較好。

2.2.2 單作和間套作下甘薯莖粗的動態(tài)變化 從圖4可以看出，甘薯從栽后單作莖粗就一直高于間套作處理，說明間套作模式下，由于甘薯受到遮陰，造成其莖粗變細，同時隨著遮陰效果的加重，甘薯莖粗越來越細。栽后60、70 d時，各品種莖粗均表現(xiàn)為CK＞Y3＞Y1＞Y2，栽后70 d時，G1在不同株高玉米（Y1、Y2、Y3）遮陰下分別比對照細1.24、1.44、1.19 mm，G2分別比對照細1.01、1.21、1.06 mm，G3分別比對照細1.45、1.50、1.50 mm。說明隨著套作玉米品種的不同，甘薯莖粗表現(xiàn)出不同的變化趨勢。

2.3 不同處理對甘薯LAI的影響

2.3.1 不同因素水平對甘薯LAI的影響 不同因素水平對甘薯葉面積指數(shù)（LAI）的變化趨勢如圖5所示。

從圖5可以看出，甘薯LAI隨著栽后時間的增加而變大，在共生期間甘薯LAI值隨玉米株高的增高而減小,表現(xiàn)為Y3＞Y1＞Y2，Y3平均比Y1、Y2分別高6.50% 和10.89% ，栽后70 d時Y3和Y2的平均差值最大，為0.11，說明不同株高玉米對甘薯LAI值的影響存在差異，玉米株高越高影響越大。甘薯品種間LAI差異明顯，不同測定時期均表現(xiàn)為G1＞G2＞G3，G1平均比G2、G3分別高8.63% 和16.77% ，在栽后70 d時，品種G1的LAI值為3.26，比G2、G3分別高6.13% 和11.96% ，表明甘薯不同品種耐陰性存在差異，甘薯LAI值高的其抗逆性要強些。

2.3.2 單作和間套作下甘薯LAI的變化趨勢 從圖6可以看出，單作或間套作甘薯LAI隨著時間的增加而增加，甘薯品種不同LAI值變化規(guī)律大致一樣。甘薯栽植40～70 d時，甘薯品種不同LAI均表現(xiàn)為CK＞Y3＞Y1＞Y2，且單作明顯高于間套作處理，但同一品種間套作中各處理差異不明顯。表明甘薯單作時，甘薯葉片生長勢正常，LAI較高，由于玉米株高存在差異性，遮陰程度對不同甘薯品種影響效果也不同。

2.4 栽后70 d各處理對甘薯地上部性狀的影響

從表5、6可以看出,甘薯栽植70 d時，甘薯蔓長的影響因素中，甘薯品種（F＝1 017.274**）＞玉米株高（F＝457.015**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝6.915**）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯蔓長顯著增長，總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3，各品種間均有顯著性差異；甘薯品種因素間G1＞G3＞G2，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間存在顯著性差異。該試驗中,甘薯蔓長最高的模式為Y2G1，最低的模式為Y3G2。說明玉米株高越高，對甘薯蔓長影響越大，本試驗中，G1品種莖蔓最長。

表5甘薯地上部性狀的方差分析

表6甘薯地上部性狀的多重比較

甘薯莖粗的影響因素中，甘薯品種（F＝70.000**）＞玉米株高（F＝30.250**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝0.400）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯莖粗逐漸變細，株高越高效果越明顯，總的趨勢是Y1＞Y3＞Y2；甘薯品種因素間G2＞G1＞G3，甘薯品種×玉米株高互作效果不顯著。該試驗中，甘薯莖粗最高的模式為Y1G2，最低的模式為Y2G3。說明玉米株高越低，對甘薯蔭蔽效果越輕，甘薯莖蔓越粗，本試驗中，G2品種莖蔓較粗。

栽后70 d時影響甘薯分枝數(shù)的因素中，甘薯品種（F＝1 017.479**）＞玉米株高（F＝39.795**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝11.729**）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯分枝數(shù)顯著減少,總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3，各品種間均有差異；甘薯品種因素間G3＞G1＞G2，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間存在顯著性差異。該試驗中，甘薯分枝數(shù)最多的模式為Y2G3，最低的模式為Y3G2。說明玉米株高越高，對甘薯蔭蔽效果越突出，甘薯分枝越多，本試驗中，G3品種甘薯分枝數(shù)最多。

影響甘薯LAI的因素中，甘薯品種（F＝123.327**）＞玉米株高（F＝29.476**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝2.619）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯LAI逐漸減小，總的趨勢是Y3＞Y1＞Y2，各品種間均有差異；甘薯品種因素間G1＞G2＞G3，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間差異不顯著。該試驗中，甘薯LAI最高的模式為Y3G1，最低的模式為Y2G3。說明玉米株高越低，甘薯LAI越高，本試驗中，G1品種甘薯LAI最高。

3 結論與討論

本研究結果顯示，在玉米散粉前玉米株高是個動態(tài)變化過程，且隨著時間的推移對甘薯的遮陰逐步加強，但甘薯的蔓長、莖粗、分枝數(shù)、LAI等性狀與單作甘薯間無顯著變化；玉米株高穩(wěn)定后，上述性狀產(chǎn)生了不同的變化趨勢，但是由于玉米上部葉片的寬窄、長短、夾角大小以及玉米雄穗長短、分枝多少和玉米雌穗方向的不同，對甘薯的遮陰效果存在差異性，所以甘薯上述性狀在變化規(guī)律上也存在不一致性。甘薯品種的不同，本身對遮陰效果的反映也存在差異性，每個性狀的耐陰性也存在不一致性，所以選用不同玉米、甘薯品種，其試驗結果有可變性。

在栽后70 d時玉米株高穩(wěn)定，對甘薯每個性狀的影響也保持不變，對甘薯蔓長總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3、G1＞G3＞G2，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株型互作間存在顯著性差異，Y2G1組合蔓長最長，Y3G2最短，說明玉米株高對甘薯蔓長影響最大，本試驗中，G1莖蔓最長；對甘薯莖粗總的趨勢是Y1＞Y3＞Y2、G2＞G1＞G3，各品種間均有差異，甘薯品種×玉米株高互作效果不顯著，Y1G2莖粗最高，Y2G3最低，說明玉米株高越低，對甘薯蔭蔽越小，本試驗中，G2莖蔓較粗；對甘薯分枝數(shù)總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3、G3＞G1＞G2，各品種間均有差異，甘薯品種×玉米株高互作間存在顯著性差異，Y2G3分枝數(shù)最多，Y3G2最少，株高越高的玉米對甘薯蔭蔽越突出，甘薯分枝越多，本試驗中，G3分枝數(shù)最多；對甘薯LAI總的趨勢是Y3＞Y1＞Y2、G1＞G2＞G3，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間差異不顯著。本試驗中，Y3G1的LAI最高，Y2G3最低，玉米株高低的甘薯LAI顯著升高，本試驗中，G1品種甘薯LAI最高。由此可知，玉米生長前期，不同套作甘薯蔓長、莖粗、分枝數(shù)、LAI等性狀與甘薯單作差異性不顯著；玉米株高穩(wěn)定后，套作下的甘薯上述性狀差異性明顯，且隨著甘薯品種的不同，不同玉米對甘薯的遮陰效果也存在差異性。綜合甘薯各種農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，在本研究中，豫單9953與商薯19的組合效果最佳。