玉米間作密度對(duì)黃精、玉米生長(zhǎng)的影響

任麗華，高秋美，米真如，韓成衛(wèi)，孟慶峰，蔣飛

(濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)寧 272031)

多花黃精屬百合科黃精屬，為多年生草本植物[1]，以根莖入藥，具有滋陰潤(rùn)肺、補(bǔ)脾益氣[2]等功效，是我國(guó)傳統(tǒng)藥食兩用中藥材，在醫(yī)療保健、日常食用、園林綠化、經(jīng)濟(jì)增收[3]等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。玉米是禾本科一年生草本植物，雌雄同株，異花授粉，秸稈直而高大，喜溫喜光，適應(yīng)性比較強(qiáng)，全國(guó)各地均有栽培，是重要的糧食作物和飼料作物。

隨著黃精功效的不斷開發(fā)利用，黃精野生資源日益短缺，人工栽培面積不斷擴(kuò)大，因黃精具有喜陰涼、耐寒等特性，在人工栽培中需要一定的遮陰處理，遮陰的措施一般有搭建遮陰網(wǎng)、與禾本科作物間作、林下套種[4-5]等。目前黃精在大田種植中與禾本科作物間作模式較為普遍，因其投入少、見效快、簡(jiǎn)單易操作等特點(diǎn)而備受黃精種植戶的推崇。本試驗(yàn)選用玉米與多花黃精間作，通過改變玉米的間作密度來實(shí)現(xiàn)對(duì)多花黃精不同程度的遮陰。對(duì)玉米不同間作密度條件下多花黃精和玉米的農(nóng)藝性狀、葉綠素含量及光合速率等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，以期找到適合多花黃精與玉米間作的玉米種植密度，趨利避害，最大程度發(fā)揮兩作物間的互補(bǔ)效應(yīng)，為黃精產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院中藥材試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地面積約為2 500 m2，土壤為中性壤土，年平均氣溫13.6 ℃，年平均日照2 406.8 h，年平均降水量707.1 mm。黃精品種為多花黃精，玉米品種為農(nóng)大372。

1.2 處理設(shè)計(jì)

設(shè)置4個(gè)不同的玉米間作密度處理(T1～T4)，667 m2分別為：4 000，4 500,5 000和5 500株，以多花黃精純作為對(duì)照(CK)，每個(gè)處理36 m2，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

黃精起壟種植，壟寬90 cm，壟高30 cm，壟間距30 cm，壟上種植3行黃精，黃精株距30～50 cm，行距30 cm；壟間平畦種植1行玉米。按1壟黃精間作1行玉米的模式進(jìn)行種植。

11月下旬，把一年生多花黃精地下塊莖作為種莖，按照試驗(yàn)要求種植到提前整好的試驗(yàn)地中，翌年4月下旬把玉米按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)播到預(yù)留的間作行中。定植后按照常規(guī)進(jìn)行田間管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

多花黃精主要農(nóng)藝性狀測(cè)定。每個(gè)處理隨機(jī)抽取10株，用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量其株高、地徑、葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬，計(jì)算葉片面積和葉片保存率。

多花黃精凈光合速率和葉綠素含量測(cè)定。在晴朗無云的10:00—12:00，用L1-6400X便攜式光合儀測(cè)定多花黃精葉片的凈光合速率[6-7]，選取中位葉作為樣本進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理測(cè)定10片葉，重復(fù)3次；參照文獻(xiàn)[8]的方法測(cè)定多花黃精葉片的吸光值(A)，每個(gè)處理隨機(jī)選取10片葉，測(cè)量時(shí)注意避開葉脈，最后把吸光值代入公式計(jì)算出葉綠素含量(C)，公式為：Ca=13.95A665-6.88A649，Cb=24.96A649-7.32A665，CT=Ca+Cb，葉綠素的含量/(mg·g-1)=(葉綠素的濃度×提取液體積×稀釋倍數(shù))/樣品鮮重(或干重)。

玉米主要農(nóng)藝性狀測(cè)定。每個(gè)處理隨機(jī)抽取10株，用直尺測(cè)量株高和穗位高，用游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑；玉米穗脫粒烘干后，用電子天平稱量籽粒干重，折算出籽粒667 m2產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPSV7.55軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析，用Excel 2007繪制圖表，圖表中所有測(cè)定值為均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)多花黃精農(nóng)藝性狀的影響

如表1所示，隨著玉米間作密度的增加，多花黃精葉片保存率逐漸增加，667 m25 000株處理最高，為88.60%，5 500株處理次之；多花黃精株高和葉面積隨玉米間作密度增加逐漸增大，5 500株處理最大，分別為27.60 cm、5.80 cm2；多花黃精地徑和單株葉片數(shù)隨著玉米間作密度的增加呈先增加后減小趨勢(shì)，5 000株處理單株葉片數(shù)最大，為20.33片；間作玉米處理多花黃精的農(nóng)藝性狀顯著優(yōu)于多花黃精純作對(duì)照。說明玉米間作遮陰可以使多花黃精植株更健壯，生長(zhǎng)更旺盛，同時(shí)也印證了多花黃精喜陰的生理特性。

表1 不同密度玉米間作處理對(duì)黃精農(nóng)藝性狀的影響

2.2 對(duì)多花黃精葉綠素含量和凈光合速率的影響

由圖1可見，多花黃精葉綠素含量隨著玉米間作密度的增加逐漸升高，667 m25 500株處理最高，為3.42 mg·g-1，比多花黃精純作對(duì)照高87.9%，5 500株、5 000株處理間差異不顯著，但顯著高于其他3個(gè)處理。由圖2看出，多花黃精凈光合速率隨著玉米播種密度的增加，呈先升高后降低的趨勢(shì)，667 m25 000株處理最大，為5.13 μmol·m-2·s-1，是多花黃精純作對(duì)照的2.35倍；5 500株處理次之；玉米間作處理均顯著高于多花黃精純作對(duì)照。隨著遮陰的增加多花黃精葉綠素含量與凈光合速率的變化趨勢(shì)表現(xiàn)不一致，這與童龍[9]提出的光合色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)并非是多花黃精光合速率增長(zhǎng)的唯一限制因素結(jié)論相符合。

柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖2同。

圖2 不同密度玉米間作處理對(duì)多花黃精凈光合速率的影響

2.3 對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，間作密度對(duì)玉米農(nóng)藝性狀有明顯影響。隨著播種密度的增加玉米株高和穗位高均呈逐漸升高趨勢(shì)，最大值均出現(xiàn)667 m25 500株處理，分別為284.5和122.19 cm；隨著間作密度的增加，玉米地徑和穗粒干重均呈遞減趨勢(shì)，5 500株處理最小，分別為1.92 cm、164.60 g；玉米667 m2產(chǎn)量隨著間作密度的增加先增加后減小，峰值在5 000株處理，為911.6 kg，5 500株處理有所下降；這可能是由于玉米密度過大，植株間通風(fēng)透氣性變差，對(duì)光、熱、氣及土壤養(yǎng)分爭(zhēng)奪嚴(yán)重，秸稈往細(xì)高方向發(fā)展，造成倒伏和病害的發(fā)生，導(dǎo)致單穗重降低，進(jìn)而產(chǎn)量降低[10-11]。

表2 不同密度玉米間作處理對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的影響

3 小結(jié)與討論

葉綠素是一種植物光合色素，葉綠素含量是植物衰老狀況和光合作用生理狀況的重要指標(biāo)，反映了植物將光能轉(zhuǎn)化為自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力的大??；凈光合速率是反映植物光合能力大小的一個(gè)重要指標(biāo)，是植物生長(zhǎng)和有機(jī)物積累的體現(xiàn)。葉綠素含量和凈光合速率受植株所處環(huán)境的影響顯著，有研究表明遮陰有利于葉綠素的合成[12]，在弱光環(huán)境下，多花黃精為了滿足自身光合條件的需求，會(huì)相應(yīng)的提高葉片內(nèi)的葉綠素含量來捕獲盡可能多的光能，進(jìn)行光合作用；同時(shí)，在適度遮陰條件下凈光合速率相對(duì)于全光照條件下有明顯提高，說明全光照條件下強(qiáng)光抑制了多花黃精的光合能力，適當(dāng)遮陰在一定范圍內(nèi)減少了強(qiáng)光造成的光抑制，適量的散射光更利于多花黃精光合作用的發(fā)生，但是過度遮陰也會(huì)造成光照不足，凈光合速率降低，光合作用減弱[13-14]。

多花黃精與玉米進(jìn)行間作，利用了多花黃精與玉米的株型、根系、生育期差異，通過競(jìng)爭(zhēng)、互補(bǔ)和互利，在時(shí)間、空間和利用形態(tài)上進(jìn)行資源合理配置，提高對(duì)光能、熱能、氣體、水分、肥料等資源的利用效率，進(jìn)而達(dá)到糧藥雙豐收的目的。本試驗(yàn)通過改變玉米的間作密度來實(shí)現(xiàn)多花黃精的不同遮陰程度，隨著玉米間作密度的增加，遮陰隨之增大。試驗(yàn)結(jié)果表明，667 m2間作玉米5 000株處理玉米的產(chǎn)量最高，為911.6 kg，同時(shí)多花黃精的農(nóng)藝性狀、葉綠素含量及凈光合速率綜合表現(xiàn)較好，均優(yōu)于其他3個(gè)間作密度處理。此時(shí)，多花黃精間作玉米的環(huán)境比較適宜多花黃精和玉米的生長(zhǎng)，能夠較好的發(fā)揮兩種作物間的互補(bǔ)效應(yīng)。

由于多花黃精為多年生植物，本文撰稿時(shí)，尚未到黃精采收期，對(duì)多花黃精的地下根莖性狀、總多糖含量及總皂苷含量有待于進(jìn)一步試驗(yàn)研究，以期找出間作模式下玉米密度對(duì)多花黃精產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為黃精綠色高效栽培技術(shù)的形成與推廣提供完整的理論依據(jù)。