甘薯與小麥套作對甘薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

王 清 張勇躍 馬春業(yè) 劉志堅 秦素妍 劉勇鵬 孟凡奇

（河南省漯河市農(nóng)業(yè)科學院，漯河 462000）

間套作是指在一種或幾種作物生長后期，于株或者行間播種其他作物，通過調(diào)整作物共生時間和方式，集約利用光、熱、水、肥及土地等資源的一種高效種植方式[1]，可達到延長作物生育期，增加主產(chǎn)作物產(chǎn)量和單位土地復種指數(shù)的效果[2]。套作模式中作物的搭配多種多樣，套作模式不僅比單作模式下的產(chǎn)量更高[3]，而且社會、生態(tài)和經(jīng)濟效益均高于單作[4]。目前，關于甘薯與玉米、煙葉、向日葵等間套作模式研究較多，但甘薯與小麥套作的相關研究較少。本研究選取10 個甘薯品種，在2018-2019 年期間與河南廣泛種植的小麥（矮抗58）[5-6]進行1∶2和1∶3 行數(shù)比套作，對麥薯套作模式下2 種作物的鮮產(chǎn)及地上部農(nóng)藝性狀進行分析，為麥薯套作模式的進一步推廣應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料甘薯品種：廣薯87、漯徐9 號、漯薯10 號、漯薯11 號、漯薯14 號、漯紫4 號、普薯32、煙薯25、商薯19 號、漯薯15 號；小麥品種：矮抗58。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計采用隨機區(qū)組設計，種植方式分為純作和套作，各處理均3 次重復。種植模式：（1）3∶1 套作模式：小麥與甘薯種植行數(shù)比為3∶1；（2）2∶1 套作模式：小麥與甘薯種植行數(shù)比為2∶1；套作模式下甘薯的壟距0.9m，行長5m，每個小區(qū)4行，密度2600 株/667m2，小麥播種量為9kg/667m2；（3）甘薯、小麥的純作試驗設置3 行區(qū)，行長5m，密度等同套作。

1.2.2 田間管理套作模式中的小麥播期在每年10 月25 日前后，次年5 月下旬至6 月上旬收獲；甘薯扦插期在麥播次年的4 月25 日前后，于10 月中旬收獲。播種小麥時，每667m2施用復合肥50kg、硫酸鉀12.5kg，其他管理同小麥甘薯田。

1.3 調(diào)查測定項目與方法

1.3.1 調(diào)查測定項目在甘薯收獲期考種，調(diào)查各品種地上部最長蔓長、分枝數(shù)、莖粗；同時記錄小區(qū)產(chǎn)量，并按照小區(qū)面積折算出每667m2產(chǎn)量。于小麥收獲期考種，調(diào)查有效穗數(shù)、50 穗粒數(shù)、50 穗粒重、容重、千粒重和產(chǎn)量。

套作優(yōu)勢土地當量比（LER，land equivalent ratio）計算公式如下。

LERs（sweet potato）和LERs（wheat）分別為甘薯和小麥的相對土地當量比，YP 為套作作物產(chǎn)量，YM 為純作作物產(chǎn)量。LER 大于1，表明套作具有優(yōu)勢；LER 小于1，表明套作具有劣勢[5]。

1.3.2 調(diào)查測定方法甘薯地上部莖粗和最長蔓長分別用游標卡尺和卷尺進行測量，塊根重量用電子秤稱量；小麥有效穗數(shù)和50 穗粒數(shù)人工計數(shù)，50 穗粒重和千粒重用電子秤稱量，容重用容重儀器計算。

1.4 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)采用Excel 2019 和SAS 進行統(tǒng)計和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 套作模式下小麥產(chǎn)量及相關要素分析由表1可知，小麥品種矮抗58 在與甘薯套作模式下，容重和千粒重無顯著差異；有效穗數(shù)差異達極顯著水平，有效穗數(shù)高低依次為純作＞3∶1＞2∶1；2 種套作模式下小麥50 穗粒數(shù)無顯著差異，但顯著高于純作；小麥50 穗粒重純作模式下最高，為165.57g，極顯著高于2 種套作模式，2∶1 模式又顯著高于3∶1 模式；純作與3∶1 模式下小麥產(chǎn)量無顯著差異，但極顯著高于2∶1 模式種植時的產(chǎn)量。

表1 套作模式下小麥產(chǎn)量及相關產(chǎn)量要素

2.2 套作模式對不同品種甘薯最長蔓長的影響由表2 可知，2 種套作模式下不同甘薯品種的最長蔓長均小于純作；純作時，最長蔓長以漯薯15 號的最長，為358.8cm，廣薯87 的最短，為211.4cm，漯徐9 號極顯著高于廣薯87，但與其他品種無顯著差異，除廣薯87 外其他品種間均無顯著差異。3∶1 套作模式下，最長蔓長以漯徐9 號的最長，達352.8cm，廣薯87 的最短，為155.2cm，其余8 個品種最長蔓長居二者之間，且漯薯15 號最長蔓長顯著高于煙薯25 和漯薯10 號，與其他5 個品種無顯著差異。2∶1 套作模式下，最長蔓長以漯紫4 號的最長，為290.4cm，極顯著高于廣薯87、漯薯10 號和普薯32，但與漯薯11 號、漯薯14 號和商薯19 無顯著差異；廣薯87 的最短，為169.2cm，但與漯薯10 號、漯徐9號、普薯32、煙薯25 和漯薯15 號差異不顯著。廣薯87、漯薯11 號、漯薯14 號、漯紫4 號的最長蔓長在3∶1 套作種植時均小于2∶1 種植，其余品種則表現(xiàn)相反。這表明在3∶1 和2∶1 套作模式之間，由于甘薯品種的差異，對最長蔓長影響亦不同；而套作與純作相比，甘薯品種差異對最長蔓長影響一致。

表2 套作模式對不同甘薯品種最長蔓長的影響 （cm）

2.3 套作模式對不同品種甘薯分枝數(shù)的影響由表3 可知，純作時，廣薯87 分枝數(shù)最多，達14.8 個，漯薯10 號最少，為7.4 個，二者差異顯著，其余8 個品種相互之間以及與廣薯87 和漯薯11 號之間，均無顯著差異。3∶1 套作模式下，廣薯87 和普薯32分枝數(shù)分別高達16.2 個和15.0 個，煙薯25 最少，為5.6 個，極顯著低于前二者，漯薯10 號、漯薯14 號、普薯32、商薯19 和漯薯15 號相互之間及與廣薯87 之間均無顯著差異，漯薯11 號、漯徐9 號和漯紫4 號相互間無顯著差異，但顯著低于廣薯87。2∶1 套作模式下，廣薯87 分枝數(shù)最多，達16.8 個，煙薯25 最少，為6.3 個，廣薯87 顯著高于煙薯25 和漯紫4 號，但與其他品種間以及其他品種相互之間均無顯著差異。

漯紫4 號在2 種套作模式下種植分枝數(shù)相同，漯薯10 號、普薯32 和商薯19 的分枝數(shù)在3∶1套作種植時比2∶1 的多，其余品種表現(xiàn)相反；套作與純作之間，廣薯87、漯薯10 號、漯薯14 號、普薯32 和商薯19 分枝數(shù)套作時均高于純作，漯紫4 號和煙薯25 則表現(xiàn)相反，漯薯11 號、漯徐9號和漯薯15 號則表現(xiàn)為分枝數(shù)3∶1 套作時低于純作而2∶1 套作時高于純作。表明甘薯套作與純作相比較，由于品種差異，對分枝數(shù)的影響也不同。

表3 套作模式對不同甘薯品種分枝數(shù)的影響

2.4 套作模式對不同品種甘薯莖粗的影響由表4可知，純作時，漯紫4 號和漯薯10 號的莖粗較粗，分別達0.88cm 和0.84cm，漯薯11 號和漯薯15 號的最細，均為0.64cm，漯紫4 號極顯著高于除漯薯10號外的其他品種，漯薯10 號極顯著高于廣薯87、漯薯11 號和漯薯15 號，且顯著高于除漯紫4 號外所有品種。3∶1 套作模式下，漯紫4 號、漯薯10 號和漯薯14 號的莖粗較粗，分別達0.75cm、0.75cm 和0.74cm，廣薯87、漯薯11 號和煙薯25 的較細，依次為0.53cm、0.55cm 和0.60cm，與較粗的差異極顯著；漯徐9 號、普薯32、商薯19 和漯薯15 號的莖粗居中，漯徐9 號和商薯19 與最粗的3 個品種無顯著差異，普薯32 和漯薯15 號則顯著低于3 個最粗品種。2∶1 套作模式下，漯薯10 號、漯薯14 號和漯紫4 號的莖粗較粗，依次為0.81cm、0.79cm 和0.79cm，極顯著高于除漯薯15 號外的其他品種；漯薯15 號為0.68cm，表現(xiàn)居中，顯著低于前三者。套作與純作之間，除漯薯14 號和漯薯15 號外，套作模式下莖粗均小于純作；兩種套作模式之間，漯徐9 號、普薯32 和商薯19 在3∶1 種植時莖粗大于2∶1，其余品種則反之。可見不同套作模式下，甘薯莖粗因品種不同變化趨勢不盡一致。

表4 套作模式對不同甘薯品種莖粗的影響 （cm）

2.5 套作模式對不同品種甘薯產(chǎn)量的影響由表5 可知，純作時甘薯塊根鮮重高低依次為：普薯32＞煙薯25＞商薯19＞漯薯11 號＞漯紫4 號＞廣薯87＞漯薯15 號＞漯薯10 號＞漯徐9 號＞漯薯14號，普薯32 產(chǎn)量最高，達55900.94kg/hm2，極顯著高于漯徐9 號和漯薯14 號，且顯著高于漯薯10 號，而與其他品種無顯著差異。3∶1 套作模式下，甘薯塊根鮮重高低依次為：商薯19＞普薯32＞漯薯11 號＞漯紫4 號＞煙薯25＞廣薯87＞漯薯15 號＞漯薯14 號＞漯薯10 號＞漯徐9 號，商薯19 產(chǎn)量最高，達44362.87kg/hm2，與普薯32 和漯薯11 號無顯著差異，極顯著高于其他品種。2∶1 套作模式下，甘薯塊根鮮重高低依次為：商薯19＞普薯32＞漯薯15號＞煙薯25＞漯紫4 號＞漯薯10 號＞廣薯87＞漯薯11 號＞漯徐9 號＞漯薯14 號，商薯19 產(chǎn)量最高，達45226.34kg/hm2，顯著高于漯薯11 號，極顯著高于漯徐9 號和漯薯14 號，而與其他品種無顯著差異。

套作與純作相比，3∶1 套作模式種植時漯薯14號產(chǎn)量較純作增加18.77%，2∶1 套作模式種植時漯薯15 號較純作增加3.99%，其余甘薯品種鮮產(chǎn)在套作時均不同程度下降；2 種套作模式之間，廣薯87、漯徐9 號、漯薯11 號和普薯32 在3∶1 套作模式種植時較2∶1 時產(chǎn)量更高，其中漯薯11 號產(chǎn)量增加高達23.33%?？傮w上，3∶1 套作模式下，商薯19、普薯32 和漯薯11 號鮮產(chǎn)較高；2∶1 套作模式下商薯19、普薯32 和漯薯15 號鮮產(chǎn)較高。

2.6 2 種套作模式對麥薯復合群體土地當量比的影響由表6 可知，套作模式下甘薯小麥復合群體土地當量比均大于1，3∶1 套作模式下土地當量比大于2∶1 套作模式，表明2∶1 模式和3∶1 模式下均具有套作優(yōu)勢，3∶1 模式下套作優(yōu)勢更明顯。

表6 2 種套作模式下土地當量比

3 結(jié)論與討論

通過對2 種套作模式與純作的研究顯示，參試甘薯的最長蔓長比純作減小，套作模式種植時，甘薯生長所需肥料，全部于小麥播種時作為基肥撒播，小麥生長先吸收利用了部分肥料，可能造成套作時甘薯所能利用的肥料尤其是氮肥較純作時下降，從而造成最長蔓長變短。分枝數(shù)和莖粗與純作相比，有增有減，考慮由于甘薯品種的差異，尤其是參試品種的莖粗只有漯薯14 號和漯薯15 號較純作增加，其余參試品種莖粗均呈不同程度下降趨勢，說明由于品種的不同，對甘薯分枝數(shù)和莖粗的影響較大。研究還發(fā)現(xiàn)不同甘薯品種和不同種植模式，對甘薯莖粗和分枝數(shù)影響不明顯，但對甘薯最長蔓長影響顯著，這與已有報道不太一致[7]，可能與試驗套作的作物以及地理環(huán)境等不同有關。

純作模式下小麥產(chǎn)量與3∶1 套作模式無顯著差異，但極顯著高于2∶1 套作模式。小麥的產(chǎn)量與千粒重、抽穗期小穗數(shù)、乳熟期結(jié)實粒數(shù)以及生育期積溫等有顯著關系[8]，有研究表明玉米/甘薯套作模式下，土溫凈作高于套作，土壤水分套作高于凈作[9]，麥薯套作中是否存在同樣問題以及對小麥產(chǎn)量的影響程度有待繼續(xù)研究。

參試甘薯品種在套作模式下產(chǎn)量與純作相比，廣薯87、商薯19 等8 個品種的鮮產(chǎn)均不同程度下降，這與已有研究一致[4，10]，套作時甘薯生長受到一定阻礙，影響后期甘薯塊根生長。但漯薯15 號和漯薯14 號卻表現(xiàn)增產(chǎn)，這與薛憲等[11]研究結(jié)果不完全一致，可能跟甘薯品種和套作作物的差異有關；有報道玉米/甘薯套作時不同甘薯品種具有不同的最適共生期[9]，甘薯/小麥套作中也可能存在同樣的問題。研究套作模式下甘薯莖粗變化時發(fā)現(xiàn)，這二者莖粗較純作均增加，是否因為莖粗增加更有利于二者最大限度吸收傳導養(yǎng)分而造成產(chǎn)量增加[7]，有待進一步研究。純作時煙薯25、商薯19 和普薯32的鮮產(chǎn)量位居前三，但3∶1 套作模式下，商薯19、普薯32 和漯薯11 號鮮產(chǎn)量位居前三，2∶1 套作模式下，商薯19、普薯32 和漯薯15 號鮮產(chǎn)量位居前三，說明麥薯套作兼用型（漯薯11 號和漯薯15 號）甘薯產(chǎn)量較高，這與薛憲等[11]研究的兼用型甘薯套作較高產(chǎn)一致；同時漯薯14 號和漯薯15 號分別在不同套作模式下較純作產(chǎn)量增加，考慮可能是由于品種差異，但具體原因有待進一步分析。

土地當量比是衡量間套作體系產(chǎn)量優(yōu)勢的指標，LER 大于1，即表明具有套作優(yōu)勢[4]。小麥套作不同甘薯品種時，復合群體的土地當量比均大于1，參試品種在3∶1 模式種植下比2∶1 更具有套作優(yōu)勢，說明隨小麥套作行數(shù)增加LER 有增加趨勢，這與已有研究一致[12]，3∶1 套作作物種間競爭更易達到平衡[1]。本研究結(jié)果顯示，麥薯不同行比套作種植時，3∶1 模式較2∶1 模式更具套作優(yōu)勢，是否還有更適套作模式，可以繼續(xù)做深入研究。研究麥薯套作模式的增產(chǎn)因素，除了最佳套作品種的篩選，還要進一步研究密度、施肥等栽培措施對鮮薯產(chǎn)量和商品薯率的影響[13]。