木薯間作玉米共生期間的作物生長及根系互作

劉麗娟 魏云霞 黃潔 王娟 肖子麗

摘要：【目的】探究不同間作模式對木薯和玉米共生期間的農藝性狀、根系分布、土壤理化性狀和根系養(yǎng)分含量的影響，為優(yōu)化木薯間作玉米高產(chǎn)高效栽培技術提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳匀A南9號食用木薯和特早熟糯玉808鮮食玉米為試驗材料，設等行距、寬窄行單作木薯及木薯等行距間作1行玉米、寬窄行間作2行玉米共4個處理，對比分析二者共生期間的農藝性狀、三維立體根系分布以及不同土層的土壤理化性狀和根系養(yǎng)分含量?！窘Y果】寬窄行的木薯和玉米地上部長勢均優(yōu)于等行距。寬窄行間作比等行距增產(chǎn)玉米21.1%。單株的玉米、木薯根系均以植株為中心水平對稱，由里向外呈由密至疏分布;單株玉米根系呈上密下疏、上窄下寬分布，68.7%～77.3%根重、46.2%～49.4%根長、52.7%～59.3%根表面積聚集在玉米行兩側各寬10 cm、深10 cm土帶內;單株木薯根系呈上密下疏、上寬下窄分布，細根的50.8%～61.4%根長、47.7%～57.2%根表面積聚集在木薯種莖基端線兩側各寬20 cm、深10 cm土帶內，而粗根的35.7%～42.0%根長、39.3%～48.8%根表面積和35.9%～46.3%總根重聚集在木薯種莖基端線兩側各寬20 cm、種莖中線兩側各寬30 cm、深10 cm土塊內。土壤堿解氮、速效磷鉀及作物根系磷鉀含量基本呈表層（0～10 cm）>中層（10～20 cm）>深層（20～30 cm）的分布規(guī)律，而作物根系氮含量則表現(xiàn)相反規(guī)律;土壤和木薯、玉米根系的氮磷鉀含量基本呈間作>單作，其中，寬窄行間作玉米的絕大部分養(yǎng)分指標為最高?！窘Y論】玉米和木薯根系雖穿插生長，但其密集生長帶（塊）互不重疊，為弱競爭關系，以寬窄行為優(yōu)，且寬窄行木薯間作玉米有利于提高兩者的根系養(yǎng)分、土壤養(yǎng)分含量和玉米產(chǎn)量，故生產(chǎn)中推薦寬窄行木薯間作玉米模式。

關鍵詞： 木薯;玉米;間作;根系分布;互作

中圖分類號： S533.01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）03-0732-11

Growth and root interaction during symbiotic period when intercropping cassava with maize

LIU Li-juan1，2， WEI Yun-xia2， HUANG Jie2*， WANG Juan2， XIAO Zi-li3

（1College of Tropical Crops， Hainan University， Haikou? 570228， China; 2Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory of Conservation and Utilization of Cassava

Genetic Resources，Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Danzhou， Hainan? 571737， China;

3Hepu Institute of Agricultural Science Research， Beihai， Guangxi? 536100， China）

Abstract：【Objective】The purpose of this research was to explore the effects on the agronomic traits，root distribution，soil physicochemical characteristics and root nutrients contents during their symbiotic period within different intercropping models，to provide theoretical basis to improve high-yield and high-efficient cultivation techniques of cassava intercropping maize. 【Method】Using South China No.9 edible cassava variety and Fresh Edible Glutinous Maize No.808 of extra-early mature variety as materials， a total of 4 treatments were set up with equidistant row sole cassava（CK1），wide-narrow row sole cassava（CK2），equidistant row cassava intercropping 1 row of maize（T1），wide-narrow row cassava intercropping 2 rows of maize（T2）. Then comparative analysis of the agronomic traits，three-dimensional root distribution，soil physical and chemical properties， root nutrients contents in the different soil layers between cassava and maize during the symbiosis period was conducted. 【Result】The growth potential of cassava and maize in wide-narrow row was better than equal row spacing. T2 increased maize yield by 21.1% compared with T1. The root systems were distributed horizontally and symmetrically from dense to sparse where from the center towards the surround around the individual plant of maize or cassava. The root system of single maize was distributed with dense top and bottom sparse，narrow top and wide bottom，and their 68.7%-77.3% root weight（RW），46.2%-49.4% root length（RL），and 52.7%-59.3% root surface area（RSA） were gathered in the soil belt，where was 10 cm deep and 10 cm wide on the two sides along maize planting line. The root system of single cassava was distributed with top dense and sparse bottom，wide top and narrow bottom，and their 50.8%-61.4% RL and 47.7%-57.2% RSA of fine roots were gathered in the soil belt，where was 10 cm deep and 20 cm wide on the two sides along the base terminal line of cassava stem，meanwhile，35.7%-42.0% RL and 39.3%-48.8% RSA of rough roots and 35.9%-46.3% RW of total root weight were gathered in the soil block within the range of 10 cm deep，20 cm wide on the two sides along the base terminal line of cassava stem，30 cm wide on the two sides along the central line of cassava stem. Alkali-hydrolyzable nitrogen（N）， available phosphorus（P） and potassium（K） of soil and PK content in the crop roots were basically showed the order of surface layer （0-10 cm）> middle layer （10-20 cm）> deep layer （20-30 cm），while their nitrogen（N） content was opposite. Available NPK of soil and NPK content of the crop roots were basically showed the order of intercropping>single cropping，and the most nutrient indexes of T2 were the highest. 【Conclusion】There is weave growth among the root systems between cassava and maize，and their dense growth belts or blocks do not overlap each other，therefore the roots interaction between cassava and maize is weak competition，particularly，T2 is the weakest competition in the two intercropping models，meanwhile，T2 is beneficial to increase root nutrients，soil nutrient content and maize yield，so the T2 intercropping model is recommend in production.

Key words： cassava; maize; intercropping; root distribution; interaction

Foundation item： Construction Project of National Modern Cassava Industry Technique System（CARS-11-hnhj）

0 引言

【研究意義】目前，木薯是全球8億人的主食，對保障糧食安全意義重大。但木薯產(chǎn)值低、效益差，而間套作是木薯增產(chǎn)增效的關鍵技術之一，不僅能改善根際土壤微生態(tài)環(huán)境（唐秀梅等，2015），提高木薯碳氮代謝酶活性和系統(tǒng)氮素積累總量（唐秀梅等，2011;林洪鑫等，2018），還能提高鮮薯產(chǎn)量（曾露蘋等，2018）。玉米為我國第一大禾谷類作物，木薯間套作玉米歷史悠久，在南美洲、非洲、東南亞及我國廣西等地均有較大面積。傳統(tǒng)思維基于木薯和玉米同屬高稈作物，認為地上部競爭強烈而缺乏研究推廣，但木薯間作玉米可大幅增產(chǎn)鮮薯，顯著提高土地當量比（Ikeorgu and Lin，1991）。因此，研究木薯間作玉米能進一步探究該模式的增產(chǎn)機理，對改進木薯間作玉米栽培技術及提高木薯產(chǎn)量和品質具有積極意義?！厩叭搜芯窟M展】間作產(chǎn)量優(yōu)勢源于作物間互作（Li et al.，2006），根系形態(tài)、分布及其生理性狀決定植株對養(yǎng)分、水分等土壤資源的高效利用（Lynch，1995;Lynch and Brown，2008）。許多學者研究了木薯間套作的作物生長和效益，但其根系分布和互作研究較少。在生長方面，木薯間作花生模式中，可提高花生的株高、單株果數(shù)及果仁蛋白質含量（韓全輝等，2014;熊軍等，2016）;提高木薯的產(chǎn)量和單株生物量（曾露蘋等，2018）;間作下花生根區(qū)土壤速效氮、速效磷分別提高18.85%和20.36%，木薯根區(qū)土壤速效氮提高21.00%，與單作下花生和木薯相比均有顯著差異（曾露蘋等，2018），雖然不施氮和施氮的木薯產(chǎn)量分別下降 25.35%和14.55%，花生產(chǎn)量分別下降28.76%和52.60%，但間作提高了干物質總產(chǎn)量，可使經(jīng)濟效益增加72.90%和56.82%（Lin et al.，2016）、綜合產(chǎn)量提高3951.60 kg/ha（熊軍等，2016）;與木薯單作相比，間作木薯在產(chǎn)量、產(chǎn)值、氮磷鉀養(yǎng)分利用效率上均有顯著優(yōu)勢（劉子凡等，2019）。木薯間作玉米模式中，寬窄行間作有利于增產(chǎn)鮮薯，等行距間作有利于增產(chǎn)糯玉米鮮穗，雖然間作產(chǎn)量均低于其單作，但間作總產(chǎn)值高于其單作，最高可達單作的2.3倍（趙大偉等，2017），木薯間作玉米在廣西北海推廣應用時，可增產(chǎn)木薯3.00 t/ha以上，比木薯單作增收1.21萬元/ha以上（陳云氣等，2010）。木薯間作大豆模式中，可增產(chǎn)鮮薯（閆慶祥等，2017），30 cm間作距離的木薯和大豆具有品質優(yōu)勢，50 cm間作距離的木薯和大豆具有產(chǎn)量優(yōu)勢（高蕊等，2018）。在根系方面，木薯間作野花生的根系生物量比單作增加55.4%（漆智平，2000）;木薯間作玉米，降低了木薯根長密度，但施肥均可顯著增加間作玉米和木薯的根長密度（Lose et al.，2003）;木薯間作花生均能提高木薯和花生共生期后期的根系總吸收面積和根系體積，實現(xiàn)養(yǎng)分資源時間上的互補（蘇必孟，2017）;寬窄行木薯間作大豆能提高作物群體光能利用率、作物地上部和地下部干物質積累量，改善大豆農藝性狀，提高大豆的根瘤數(shù)量及質量（高蕊，2018）?！颈狙芯壳腥朦c】目前，有較多關于玉米根系（米國華等，2010;宋啟龍，2019;張萬鋒等，2020）和少部分木薯根系分布（Muhr et al.，1995;漆智平，2000）和薯構型（蘇必孟等，2019）的相關研究，但針對木薯間作玉米共生期作物生長及根系互作的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】以木薯和玉米為研究對象，探究田間不同間作模式下二者共生期的農藝性狀、根系分布、土壤理化性狀及根系養(yǎng)分含量，闡述其互作機理，為優(yōu)化木薯間套作玉米技術提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試木薯品種為熱帶作物品種資源研究所選育的華南9號（SC9）食用木薯，玉米品種為福建省南平市曉富種子公司的特早熟糯玉808鮮食玉米。試驗用肥料為硫酸鉀型復合肥（15-15-15，原產(chǎn)挪威）和發(fā)酵純羊糞（NPK總養(yǎng)分≥5%，原產(chǎn)中國內蒙古）。

1. 2 試驗方法

2019年在海南省儋州市寶島新村中國熱帶農業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所試驗基地開展試驗。試驗地屬熱帶季風氣候區(qū)，多年平均氣溫23.5 ℃，多年平均降水量1815 mm;土壤為磚紅壤，植前土壤pH 5.0，有機質含量12.0 g/kg，堿解氮含量62.3 mg/kg，速效磷含量49.9 mg/kg，速效鉀含量66.4 mg/kg。

試驗設等行距木薯單作（CK1）、寬窄行木薯單作（CK2）、等行距木薯間作1行玉米（T1處理）、寬窄行木薯間作2行玉米（T2處理）共4個處理，每處理3次重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2。肥料用量按0.45 t/ha復合肥和2.50 t/ha干羊糞折算為小區(qū)施肥量，肥料均作基肥施后起壟覆膜。壟面寬120 cm，壟底寬140 cm，壟溝寬60 cm，壟高30 cm。

在壟面種植木薯，等行距為100 cm，寬行距為120 cm，窄行距為80 cm，株距均為100 cm;木薯種莖在壟面兩側呈品字形交叉，與壟向垂直，種莖基端朝里，與壟面呈45°斜插種莖。T1處理在木薯壟面間作1行玉米，玉米行離兩側木薯行均為50 cm，每穴間苗后保留2株玉米;T2處理在木薯寬行壟面間作2行玉米，玉米行之間及其離木薯寬行均為40 cm，每穴間苗后保留1株玉米;玉米穴距均為30 cm。2019年5月21日種植木薯和玉米，2019年7月27日收獲玉米，玉米全生育期68 d，收獲玉米后，調查玉米和木薯的農藝性狀及其根系和養(yǎng)分分布。植后不追肥，統(tǒng)一常規(guī)田間管理。

1. 3 測定項目及方法

1. 3. 1 農藝性狀測定 收獲玉米時，每小區(qū)除去保護行，選取木薯、玉米各10株，按常規(guī)方法調查木薯和玉米的農藝性狀。

1. 3. 2 根樣采集 每小區(qū)除保護行外，選取長勢一致的4 株木薯及其對應的玉米，以T2為例，按圖1劃分土塊調查根系。木薯種莖長20 cm，入土長度14 cm，則種莖基端至壟面垂直距離和木薯種植行水平距離均為10 cm，定義種莖基端連接線在壟面投影為種莖基端線，種莖中心線在壟面投影為種莖中線。以壟中線為0 cm，沿壟側由里往外，以10 cm為間距，劃出5條平行線，最后2條線間隔20 cm;以種莖中線為0 cm，沿壟向兩邊，以10 cm為間距，各劃5條平行線，每個水平面共有60個方塊。因90%玉米根系分布于0～30 cm土層（高陽等，2009），約52%木薯根系分布在0～20 cm土層（Muhr et al.，1995），且預挖觀察玉米和木薯根系極少見于>30 cm土層，故只劃分0～10 cm（表層）、10～20 cm（中層）和20～30 cm（深層）共3層。每株木薯取樣區(qū)共有60個方塊×3層=180個土塊，其中，150個10 cm×10 cm×10 cm正方體、30個10 cm×10 cm×20 cm長方體。用菜刀逐一切出土塊，先挑出每一土塊根樣，再甄選木薯、玉米根樣，分別裝袋編號，立即放入冰盒保存;同時，對同一層土樣，混合均勻后采樣晾干。

1. 3. 3 樣品測定 分別將木薯、玉米根系放入100目篩中，用自來水洗凈根表土后，將根系放置在Regent LA2400根系掃描儀中，用Regent WINRHIZO reg軟件，分析其根長（RL）、根表面積（RSA）和根直徑等參數(shù);木薯根直徑按≤1.5 mm（細根）和>1.5 mm（粗根）進行統(tǒng)計。掃描根系后，自然晾干根表水分，稱其鮮重（RW），隨后放進烘箱烘干至恒重后，將同一土層的根干樣混合保存。

根重密度（RWD）=RW/V

根長密度（RLD）=RL/V

根表面積密度（RSAD）=RSA/V

式中，V指采樣土壤體積（cm3）。

參照鮑士旦（2000）分析3個土層的土壤理化性質和根系養(yǎng)分含量。土壤堿解氮含量采用堿解擴散法測定，土壤速效磷含量采用NH4F-HCl法測定，土壤速效鉀含量采用火焰光度法測定。粉碎的木薯和玉米根系樣品經(jīng)濃H2SO4-H2O2消煮后，用凱氏定氮法測定氮含量、鉬銻抗比色法測定磷含量、火焰光度法測定鉀含量。

1. 4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2017整理試驗數(shù)據(jù)，采用SAS 8.1進行差異顯著性分析（Duncans新復極差法），使用CAD 2014、SigmaPlot 12.0和WinSurfer 18制圖。

2 結果與分析

2. 1 不同間作處理對木薯和玉米地上部農藝性狀的影響

由圖2可看出，間作木薯的株高比單作極顯著增高26.4%～34.4%（P<0.01，下同）;冠半幅比單作提高5.7%～9.0%，但差異不顯著（P>0.05，下同）;莖徑比單作縮小5.6%～10.1%，其中與CK2的差異達顯著水平（P<0.05，下同）;間作模式下，T2處理的玉米株高比T1處理增高3.6%、莖徑增粗9.8%，木薯株高和冠半幅略大于T1處理，但均差異不顯著;單作模式下，CK2的木薯株高比CK1增高9.1%、莖徑增粗4.2%，差異不顯著?？傊?，寬窄行的木薯和玉米地上部長勢整體上優(yōu)于等行距。

2. 2 不同間作處理對玉米產(chǎn)量及根系分布的影響

2. 2. 1 玉米產(chǎn)量 由表1可知，T2處理的玉米產(chǎn)量性狀各項指標均優(yōu)于T1處理，其中鮮穗產(chǎn)量較T1處理提高21.1%。但二者各項指標的差異均未達顯著水平。

2. 2. 2 玉米根重密度的空間分布 通過統(tǒng)計分析和圖3可知，隨著土層加深，玉米的根重密度銳減;在玉米行兩側各寬10 cm的土帶內，T1處理的表層（0～10 cm）、中層（10～20 cm）和深層（20～30 cm）玉米根重占比分別為77.3%、6.3%和3.2%，而T2處理分別為68.7%、10.5%和4.9%;在T2處理的玉米行兩側各寬20 cm表層土帶內，玉米根重占比在其內側為31.6%，而靠近木薯行的外側為42.8%;T2處理的單株玉米根重比T1處理高66.7%?？傊?，寬窄行比等行距更有利于玉米根系深扎、橫向生長和增重。

2. 2. 3 玉米根長密度和根表面積密度的空間分布

通過統(tǒng)計分析和圖4可知，隨著土層加深，玉米根系量銳減，100·10-3cm·cm-3等根長密度線和10·10-3cm2·cm-3等根表面積密度線隨之擴寬;單株玉米根系呈“上密下疏、上窄下寬”分布，以植株為中心呈水平對稱且由里向外減少。在玉米行兩側各寬10 cm土帶內，T1處理的表層（0～10 cm）、中層（10～20 cm）和深層（20～30 cm）根長占比分別為49.4%、9.2%和6.2%，T2處理分別為46.2%、15.7%和8.1%;52.7%～59.3%的根表面積聚集于表層土帶。數(shù)據(jù)分析表明，寬窄行比等行距更有利于玉米根系深扎和表層橫向生長。

2. 3 不同間作處理對木薯根系分布的影響

2. 3. 1 木薯根重密度的空間分布 通過統(tǒng)計分析和圖5可知，隨著土層加深，木薯的根重密度銳減，在表層（0～10 cm）和中層（10～20 cm）呈單峰分布;種莖基端線內側的根重密度和種莖中線兩側的根重密度快速降低后趨于平緩;根重密度聚集于種莖基端線兩側各寬20 cm、種莖中線兩側各寬30 cm表層土塊內。在單作和間作中，等行距和寬窄行的表層根重占比分別為65.4%～65.5%和67.2%～67.3%。

2. 3. 2 木薯細根根長密度和根表面積密度的空間分布 通過統(tǒng)計分析和圖6可知，隨著土層加深，木薯的細根銳減，200·10-3 cm·cm-3等根長密度線和40·10-3cm2·cm-3等根表面積密度線隨之變窄;細根聚集于種莖基端線兩側各寬20 cm表層土帶內。CK1、CK2、T1和T2處理的根長占比在表層分別為75.5%、73.7%、67.3%和75.2%，根表面積則分別為72.2%、70.0%、63.3%和71.9%，等行距間作有利于木薯細根深扎。

2. 3. 3 木薯粗根根長密度和根表面積密度的空間分布 通過統(tǒng)計分析和圖7可知，隨著土層加深，木薯的粗根銳減，5·10-3 cm·cm-3等根長密度線和4·10-3cm2·cm-3等根表面積密度線隨之變窄;粗根聚集于種莖基端線兩側各寬20 cm，種莖中線兩側各寬30 cm的表層土塊內。CK1、CK2、T1和T2處理的根長占比在表層分別為68.7%、60.1%、58.5%和63.5%，根表面積分別為65.1%、61.6%、61.6%和64.3%，寬窄行單作和等行距間作有利于木薯粗根深扎。

2. 3. 4 不同土帶、土塊內的木薯根系比例 由表2可知，木薯細根主要呈土帶型分布，表層土帶集中了細根的50.8%～61.4%根長、47.7%～57.2%根表面積;而粗根集中靠近種莖，粗根與總根重呈土塊型分布，表層土塊集中了粗根的35.7%～42.0%根長、39.3%～48.8%根表面積和35.9%～46.3%總根重。表明寬窄行有利于細根橫向生長，寬窄行間作有利于粗根橫向生長。

2. 4 不同土層的土壤理化性狀及木薯和玉米根系的養(yǎng)分含量

由表3可知，土壤理化性狀大部分指標和作物根系磷、鉀基本呈表層>中層>深層的分布規(guī)律，而作物根系氮含量則呈相反規(guī)律，且表現(xiàn)為間作>單作，寬窄行>等行距，其中，寬窄行間作玉米的土壤理化性狀和木薯、玉米根系氮磷鉀含量絕大部分指標為最高。

3 討論

3. 1 不同間作模式對地上部互作的影響

株高和莖徑是木薯和玉米的重要農藝性狀，與其產(chǎn)量、品質有重要關系（趙曉燕，2011;張光勇等，2019），常用來衡量木薯和玉米的生長情況。本研究結果表明，間作木薯的株高和冠半幅均大于單作而莖徑變細，與木薯間作玉米使木薯長高而莖徑變細（Olasantan et al.，1996）、木薯間作花生使木薯長高（Lin et al.，2016）的結果一致，主要是由于作物間的競爭生長而導致其長高長細;寬窄行的玉米和木薯地上部長勢均優(yōu)于等行距，且大幅促進玉米增產(chǎn)，與寬窄行比等行距增產(chǎn)鮮薯（王玉梅等，2014）和增產(chǎn)玉米（魯珊等，2020）的結果一致，主要是在作物不同生長時期，寬窄行比等行距模式更有利于合理利用空間并減弱作物間的競爭影響。

3. 2 不同間作模式的根系分布特征

根系形態(tài)及分布是決定作物對土壤資源高效利用的關鍵（Lynch and Brown，2008），根系下扎提高了水分吸收能力，側根生長增強了作物對土壤養(yǎng)分和水分的捕獲能力（宋啟龍，2019），而不同深度和水平范圍內的根量是體現(xiàn)木薯和玉米根系分布的重要依據(jù)（Muhr et al.，1995;齊文增等，2012;張萬鋒等，2020）。本研究中，單株玉米根系呈上密下疏、上窄下寬分布，以植株為中心呈水平對稱從里向外由密至疏，與0～160 cm土層玉米根數(shù)與根重密度呈T型分布（趙秉強等，2001）、0～100 cm土層玉米根干重呈T型分布及根長呈介字型分布（宋啟龍，2019），以及玉米根系隨土層加深而減少和以主莖為中心向外減少（張萬鋒等，2020）、對稱分布（張吳平和李保國，2007）等結果類似;單株木薯根系呈上密下疏、上寬下窄分布，以植株為中心呈水平對稱從里向外由密至疏，與Muhr等（1995）的木薯根系剖面分布相似。

通過調整栽培措施，可調節(jié)根系的生長發(fā)育，構建適宜的根系生長微環(huán)境（張萬鋒等，2020），也可明確根系的分布范圍，對栽培措施的調整和根系發(fā)育的估測有重要意義。本研究中，玉米根系主要聚集在玉米行兩側各寬10 cm表層土帶內，與玉米根系主要分布在0～10 cm土層（宋啟龍，2019;杜靜等，2020）、聚集在植株四周0～15 cm內（Li et al.，2006;張萬鋒等，2020）的結果基本一致;木薯根系主要分布在0～10 cm土層，與木薯的44%～50%總根重密度（漆智平，2000）分布在0～10 cm土層的結果類似。木薯細根集中在種莖基端線兩側各寬20 cm表層土帶內，粗根和總根重集中在種莖基端線兩側各寬20 cm、種莖中線兩側各寬30 cm的表層土塊內。郇威威等（2019）研究表明，根區(qū)施肥較常規(guī)條施可顯著促進作物對鉀的吸收，提高作物鉀含量。同樣，為提高肥效，推薦在上述木薯、玉米根系密集生長帶（塊）內淺施肥（<10 cm），與鄭玉等（2011）推薦的木薯淺施肥0～9 cm一致，但異于玉米要深施15 cm的理念（Guo et al.，2016），原因是我國玉米主產(chǎn)區(qū)耕層較厚且少雨，干旱脅迫使作物根系深扎以吸收水肥，故宜深施肥，而木薯主產(chǎn)區(qū)多是淺耕層且多雨，作物根系較淺，且淺施肥使淺結薯便利收獲，故宜淺施肥。

3. 3 不同間作模式對根系互作的影響

根系互作與其作物產(chǎn)量密切相關（Zhang et al.，2001），一是間作的小麥根系強于玉米根系，前者可進入后者根區(qū)而后者難進入前者根區(qū)的“競爭”現(xiàn)象（馮麗娟等，2012）;二是玉米間作蠶豆的根系可相互穿插生長（Li et al.，2006），馬鈴薯間作玉米的生長中后期，其根系均趨向對方根區(qū)生長，且各自的間作根重密度均高于其單作（安曈昕等，2018）的“互利”現(xiàn)象;三是核桃間作小麥的根系既重疊又錯位，使核桃能利用小麥無法利用的深層土壤資源（甘雅文等，2015）的“互補”現(xiàn)象。本研究中玉米和木薯根系雖存在寬泛的穿插生長，但玉米和木薯根系密集生長帶（塊）互不重疊，為弱競爭關系，且寬窄行中的玉米行外側根系（近木薯行）比內側（近玉米行）更為密集，與朱朝華等（2006）采用木薯根周土壤培育玉米，發(fā)現(xiàn)木薯根系存在對玉米種子生長的他感作用，提高了玉米生長初期的主根根長63%的結果類似;木薯間作花生可增加其根際土壤堿解氮、有效磷和有效鉀含量，是因為其根系分泌物、土壤微生物功能和土壤酶活性作用及花生根瘤菌的固氮作用有利于增加養(yǎng)分（唐秀梅等，2015），與本研究的間作土壤和木薯根系的氮磷鉀含量大多高于單作的結果相似，原因可能是木薯和玉米根系構型形成互補，且根系的相互交叉提高了養(yǎng)分利用率，也可能是木薯和玉米共生根系間存在促進養(yǎng)分提高的分泌物或菌類等，這值得進一步研究。上述結果說明，木薯間作玉米根系為“互利”關系，尤以寬窄行間作玉米更為有利，此外，深廣根系有利于作物吸收土壤養(yǎng)分（Lynch and Brown，2008;Yu et al.，2015）和水分（宋啟龍，2019），本研究的寬窄行比等行距更有利于玉米根系深扎和橫向生長，且寬窄行間作有利于木薯細根和粗根的橫向生長，說明寬窄行間作玉米有利于木薯和玉米高效利用土壤資源。

4 結論

木薯間作玉米的共生期內，寬窄行間作的地上部長勢優(yōu)于等行距，還可大幅增產(chǎn)玉米;單株玉米呈上密下疏、上窄下寬分布，集中在玉米行兩側各寬10 cm、深10 cm土帶內;單株木薯根系呈上密下疏、上寬下窄分布，聚集在木薯種莖基端線兩側各寬20 cm、種莖中線兩側各寬30 cm、深10 cm土塊內;木薯間作玉米根系為互利關系，以寬窄行為優(yōu);生產(chǎn)中推薦木薯寬窄行間作玉米模式。

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（責任編輯 王 暉）