三角種植模式對椰子生長影響的初步研究

孫程旭，張芮寧，2，盧麗蘭，尹欣幸

(1 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所/海南省熱帶油料作物生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南文昌，571339；2 海南大學(xué)園藝學(xué)院，?？冢?70228)

椰子CocosnuciferaL.，被譽(yù)為“生命之樹”[1-3]，是熱帶重要的油料作物和食品能源作物[4-6]，具有豐富的營養(yǎng)、藥用、觀賞等經(jīng)濟(jì)價(jià)值[7-8]和廣泛的利用價(jià)值[2，9]。目前椰子的種植模式過于傳統(tǒng)，已不適應(yīng)熱帶農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，多維種植模式是當(dāng)前發(fā)展趨勢，尤其適當(dāng)密植對于作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提升具有重要意義[10-12]。當(dāng)前，提高椰子栽培密度的方法主要有縮小株距或間作等[13-16]，而椰子的種植模式研究較少。椰子三角種植在提高種植密度的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多維性、垂直分布等特征，相關(guān)研究鮮見報(bào)道。探討椰子耕植的生態(tài)多效性，可以充分體現(xiàn)椰子栽培生產(chǎn)的多重價(jià)值，促使熱帶農(nóng)業(yè)生物多樣性與高效經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)合，對于發(fā)展熱帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所科研一隊(duì)試驗(yàn)基地進(jìn)行，以椰子新品種——“文椰5號”為試材。該品種2018年10月種植，設(shè)置三角種植和對照兩個(gè)處理。三角種植即采用等邊三角形種植，植株間隔2 m，3株形成1個(gè)三角區(qū)，每個(gè)三角種植區(qū)的株距(中心點(diǎn)間距)為6 m，行距(中心點(diǎn)間距)為10 m，種植密度為30株/667 m2。對照株行距皆為6 m，種植密度為18株/667 m2。2個(gè)處理試驗(yàn)面積均為1 hm2，三角種植試驗(yàn)區(qū)植株約450株，對照種植區(qū)植株約270株。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)植株均生長一致，健壯，無病蟲害，且采用相同的水肥管理措施等。

1.2 方法

2021年3月，測定生長期椰子的農(nóng)藝性狀。兩種種植方式分別隨機(jī)選擇采樣區(qū)3個(gè)，三角種植處理的采樣區(qū)為等邊三角形種植的3株椰子樹；對照采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，采樣區(qū)為隨機(jī)3株臨近的椰子樹。株高采用深達(dá)威(SNDWAY)激光測距儀測量，莖圍、葉長、1 m高植株間距采用皮尺或直尺測量。1 m高植株間距偏移量=1 m高植株間距-初始種植間距(2 m)。葉片數(shù)和小葉數(shù)人工計(jì)數(shù)，采用捷立(GeeLii)數(shù)顯角度尺測量植株角度，采用臺灣泰仕(TES1332A)測光儀測量植株所受光照強(qiáng)度。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

通過WPS 2020和DPS 7.05軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照強(qiáng)度分布比較

由圖1可知，三角種植外部的光照強(qiáng)度與對照呈現(xiàn)相同的變化趨勢，對照的光照強(qiáng)度相對略高，與三角種植外部的光照強(qiáng)度間未達(dá)到顯著性差異。三角種植內(nèi)部的光照強(qiáng)度與上述兩者的差異均達(dá)到顯著性水平(p<0.05)，其中12：00為282.78 Lux，與此時(shí)三角種植外部的光照強(qiáng)度相差4.3倍，與對照的相差4.9倍。對照與三角種植外部的光照強(qiáng)度在一天內(nèi)表現(xiàn)出明顯的變化幅度，而三角種植內(nèi)部的光照強(qiáng)度變化幅度不明顯。對照不同采樣區(qū)椰子植株所受光照強(qiáng)度變化相近。12：00光照最強(qiáng)，是9：00和17：00光照強(qiáng)度的5～6倍，符合海南的光照特征。

注：同一時(shí)間點(diǎn)不同小寫字母表示顯著性差異(p<0.05)。圖1 椰子不同種植模式及對照的光照強(qiáng)度變化

由圖2可知，三角種植模式對于椰子植株的光照強(qiáng)度有很大的影響。三角種植外部的光照強(qiáng)度變化趨勢與對照相似；而內(nèi)部光照強(qiáng)度受到了明顯抑制，尤其12：00表現(xiàn)最為明顯，三角種植1和三角種植3內(nèi)外的光照強(qiáng)度相差了6倍多，這可能由于12：00是三角種植椰子植株重要的光合區(qū)段。同時(shí)，三角種植的光照強(qiáng)度呈現(xiàn)正態(tài)分布，符合理論變化幅度。

圖2 椰子三角種植外部和內(nèi)部光照強(qiáng)度變化

2.2 植株生長狀況比較

由表1可知，兩種種植模式下，植株的株高、葉片數(shù)、小葉數(shù)和葉長差異未達(dá)到顯著性水平，而莖圍存在顯著性差異(p<0.05)。三角種植的植株相對偏矮，莖圍偏小，對照植株更為粗壯。說明兩種種植模式對于植株生長的影響總體一致，但莖圍有明顯差異。

表1 不同種植模式的椰子植株生長情況

對于對照不同采樣區(qū)，對照1和對照3植株的株高差異顯著(p<0.05)，對照2和對照3植株的莖圍存在顯著性差異(P<0.05)，對照3個(gè)采樣區(qū)的植株葉片數(shù)、小葉數(shù)和葉長無顯著性差異。對照3個(gè)采樣區(qū)植株生長呈現(xiàn)整體一致或相近的趨勢。三角種植模式下，不同采樣區(qū)的植株生長無顯著性差異，說明不同植株的生長情況基本相近。

由表2可知，三角種植2-II與三角種植2-I、三角種植2-III植株的莖圍存在顯著性差異(p<0.05)，其余植株均無顯著性差異，總體來看，三角種植模式下植株生長趨勢表現(xiàn)一致。

表2 椰子三角種植的植株生長情況比較

2.3 三角種植的植株傾斜變化

2.3.1 1 m株高處株距偏移變化 由圖3可知，三角種植模式下的椰子植株并非直立生長，而是樹干出現(xiàn)偏移。3個(gè)采樣區(qū)多數(shù)植株1 m株高處的株距偏移量為正值，說明三角種植的多數(shù)植株都偏向遠(yuǎn)離其他植株方向生長。3采樣區(qū)中1株的偏移量為負(fù)值，可能是與另一植株株距縮小，呈現(xiàn)靠近生長的趨勢。1采樣區(qū)的3個(gè)偏移量中呈現(xiàn)出兩個(gè)數(shù)據(jù)相近的情況，即最初的等邊三角形布局逐漸趨向于等腰三角形。

圖3 三角種植模式下植株1 m株高處株距偏移和傾斜角度變化

2.3.2 傾斜角度變化 傾斜角度可以直觀反映三角種植的植株生長狀態(tài)，與1 m株高處植株間距偏移相似，也表現(xiàn)出植株生長的傾斜變化。1和2采樣區(qū)的植株均表現(xiàn)出向外傾斜生長趨勢，且植株傾斜幅度略小。3采樣區(qū)中兩株向外傾斜，其中1株傾斜幅度較大；1株向內(nèi)傾斜生長，但是傾斜幅度不大。

2.4 兩種種植模式的差異分析

三角種植對于椰子植株的受光程度和生長狀況具有明顯的影響。三角種植減少了種植區(qū)域的光照強(qiáng)度，區(qū)域內(nèi)部光強(qiáng)受到顯著的抑制(p<0.05)，外部光強(qiáng)也減弱，但差異未達(dá)到顯著性水平。因此，三角種植改變了植株四周的光照狀態(tài)，影響了植株的光合作用和光能利用率。

三角種植也影響了椰子的農(nóng)藝性狀和生長角度。三角種植的植株株高、葉片數(shù)、小葉數(shù)和葉長略低于對照，但未達(dá)到顯著性差異水平，而莖圍顯著低于對照種植(p<0.05)，說明三角種植對于椰子木質(zhì)莖發(fā)育有一定的抑制作用。同時(shí)，三角種植模式下，椰子植株的1 m株高處間距和向外傾斜角度變大，說明三角種植使得椰子由正常的直立生長轉(zhuǎn)變?yōu)橼呌谙蛲鈨A斜生長的狀態(tài)。

3 結(jié)論與討論

三角種植方式可以提高作物的種植密度，對于植株的生長發(fā)育有影響。三角種植縮小了植株之間的距離，導(dǎo)致部分葉片相互遮擋，使得三角區(qū)域內(nèi)部的直射光減弱，內(nèi)部光照強(qiáng)度以散射光為主，體現(xiàn)出高密度種植對植物冠層透光率及光能利用率的影響[17]。而三角區(qū)域外部光照強(qiáng)度與對照的光照強(qiáng)度相近，三角種植區(qū)域的內(nèi)外光照強(qiáng)度形成了顯著性差異。

3.1 三角種植的植株光合作用可能滯后

作為一種光溫植物，椰子具有獨(dú)特的光合特性，三角種植減少了區(qū)域內(nèi)部的直射光，形成了區(qū)域內(nèi)外的光照強(qiáng)度差，由于椰子的趨光性以及重力作用，從而導(dǎo)致植株呈現(xiàn)向外傾斜生長的趨勢。12：00表現(xiàn)出最大的光照強(qiáng)度和內(nèi)外光差，說明12：00是三角種植模式中椰子重要的采光時(shí)間即光合階段，此時(shí)具有較大的光合有效輻射[18]，是三角種植模式中椰子光性差異最明顯的時(shí)間點(diǎn)。

兩種種植模式下植株的生長狀態(tài)總體表現(xiàn)相似，說明三角種植對于椰子植株的生長基本無抑制作用。相對而言，三角種植的植株略矮小，這可能是兩種種植模式下相同的水肥管理措施引起。由于三角種植的密度較大，同樣的水肥管理使得三株椰子植株之間水分與營養(yǎng)的競爭更為強(qiáng)烈，從而會(huì)影響植株的生長，這與前人的研究結(jié)果相似[19]。兩種模式下植株莖圍出現(xiàn)顯著性差異，三角種植的植株莖圍顯著小于對照，可能也與水肥管理措施有關(guān)聯(lián)。

3.2 1 m株高處株距和傾斜角度是椰子三角種植模式考量的重要指標(biāo)

三角種植模式椰子的傾斜角度與不同種植密度下的葉簇傾角或有相似之處[20]。對于1 m株高處株距，有幾方面的探討與理解：第一，通過實(shí)地勘測，三角區(qū)不同植株樹頭間距差異不明顯，無法直觀地體現(xiàn)植株的傾斜狀態(tài)，而在1 m株高處，可以體現(xiàn)植株的傾斜變化，有一定的實(shí)際意義。第二，目前椰子株高普遍為2～3 m，1 m株高處是植株中等偏下的位置，對于植株的生長具有一定的代表性。第三，株距也會(huì)受到人為因素和風(fēng)力條件等環(huán)境因素的影響，因此該指標(biāo)不能完全作為評判植株生長的依據(jù)。通過株距偏移量和傾斜角度，發(fā)現(xiàn)三角種植區(qū)有植株向三角區(qū)內(nèi)部傾斜，這與理論上植株生長趨光性存在矛盾，也恰恰體現(xiàn)出環(huán)境條件、人為因素等對植株生長的影響，風(fēng)力條件、定期農(nóng)事耕作等可能導(dǎo)致該株椰子向內(nèi)傾斜生長。同時(shí)，三角種植最初的等邊三角形種植，經(jīng)過一段時(shí)間栽植后，部分變成了近似等腰三角形，這可能與植株的水分、營養(yǎng)供應(yīng)等有一定的關(guān)系。

3.3 三角種植模式存在復(fù)雜性

三角種植的植物對光照等自然環(huán)境因素進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，試驗(yàn)結(jié)果中椰子生長的趨性也表現(xiàn)出一定的合理性。基于當(dāng)前的試驗(yàn)情況，還有一些問題需進(jìn)一步研究?？紤]到三角種植的內(nèi)外光差，原則上要求同期生長并成活的植株形成一個(gè)三角區(qū)才能達(dá)到相應(yīng)效果，如果存在后期補(bǔ)苗，可能會(huì)影響區(qū)域內(nèi)外光照強(qiáng)度以及植株的傾斜生長狀態(tài)。三角種植模式下植株的莖圍比對照小，或許與光照強(qiáng)度相關(guān)，三角區(qū)域內(nèi)部的弱光強(qiáng)是否會(huì)導(dǎo)致植株徒長。三角種植的水肥需求或許比對照更大，加強(qiáng)水肥管理措施或許對于產(chǎn)量及品質(zhì)有一定的促進(jìn)作用。

試驗(yàn)結(jié)果表明，三角種植模式會(huì)影響椰子內(nèi)外光照強(qiáng)度而形成光差，使得植株呈現(xiàn)普遍向外傾斜生長的趨勢，對于椰子的株高、葉長等農(nóng)藝性狀基本無影響，而莖圍與對照達(dá)到顯著性差異水平?？傊?，三角種植模式利用椰子生長的趨性特征，提高了種植密度，增加了單位面積產(chǎn)值的潛力。該種植模式對于椰子營養(yǎng)生長后期以及生殖生長等的影響還需進(jìn)一步研究。