超早熟玉米與馬鈴薯間作效應(yīng)的研究

辛忠民， 卓紅花

(呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008)

作物的種植有多種模式，單作和間作是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的重要種植組成部分[1]。內(nèi)蒙古大興安嶺北部地區(qū)處于寒溫帶，無霜期短、是典型一年一熟制種植區(qū)，單作是主要的種植模式。隨著育種技術(shù)的發(fā)展，超早熟型玉米在該地區(qū)種植面積日趨擴(kuò)大，在單作種植模式下，理論產(chǎn)量一般在400 kg/667 m2左右，甚至更低。為了提高超早熟玉米單位面積產(chǎn)量和土地利用率，進(jìn)行玉米、馬鈴薯間作試驗(yàn)，為本地區(qū)種植模式調(diào)整提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米供試品種為超早熟型玉米品種九玉201，該品種生育期為90～95 d、需有效積溫1 900～1 950 ℃以內(nèi)[2]。馬鈴薯供試品種為鮮食菜用晚熟型馬鈴薯品種隴薯7號，生育期120 d左右，株型半直立，株高65～70 cm[3-4]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)地位于呼倫貝爾學(xué)院牙克石校區(qū)，北緯49°16′，東經(jīng)120°43′，屬于寒溫帶季風(fēng)性氣候，年均氣溫-5～-1 ℃，年有效積溫1 700～1 850 ℃，無霜期70～95 d。年均降雨量400 mm左右。土壤類型為黑鈣土，地勢平坦。

1.2.2試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計(jì)

玉米和馬鈴薯的行距和株距分別為65 cm和20 cm，種植密度分別為75 000株/hm2。間作種植采取3∶3行比配置。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。于5月17日播種，9月10日收獲。

1.2.3試驗(yàn)調(diào)查項(xiàng)目

1)土壤含水量與溫度：調(diào)查作物生長期間田間土壤含水量與溫度；

2)玉米農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀：收獲期間，隨機(jī)取樣調(diào)查單作和間作玉米株高、收獲穗數(shù)、樣本穗鮮重、樣本穗干重、樣本穗粒干重、穗長、穗粗、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

3)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀：收獲期間，隨機(jī)取樣調(diào)查單作和間作馬鈴薯的收獲株數(shù)、收獲主莖數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、商品薯率、單薯瘡痂病斑數(shù)。

4)玉米馬鈴薯間作土地當(dāng)量比(LER)[5]：土地當(dāng)量比的計(jì)算公式如下：

其中Ymi和Yms分別表示間作玉米經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和單作玉米經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量；Ypi和Yps分別表示馬鈴薯間作經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和單作經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。如果LER>1，則表示間作比單作有較高的綜合效應(yīng)。

5)種間相對競爭力[5-6]：兩種作物對資源的競爭能力。

式中：Amp為玉米相對于馬鈴薯的資源競爭力；Ymi和Yms分別代表玉米間作和單作產(chǎn)量；Ypi和Yps分別代表馬鈴薯間作和單作產(chǎn)量；Pm和Pp分別代表間作和單作在田間群體比例，Pm=0.5和Pp=0.5。相對于馬鈴薯，當(dāng)Amp>0，表明玉米競爭力強(qiáng)；當(dāng)Amp<0，表明玉米競爭力弱。

1.2.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 田間土壤含水量與溫度

由表1可知，田間土壤含水量間作與單作之間有顯著差異。兩次測定結(jié)果表明，玉米田土壤含水量間作低于單作，而馬鈴薯田土壤含水量間作高于單作。說明玉米田間土壤水分蒸發(fā)量間作大于單作；馬鈴薯田間土壤水分蒸發(fā)量間作小于單作。在土壤溫度方面，單作與間作之間土壤溫度無顯著差異。

表1 玉米馬鈴薯單間作田間土壤含水量與溫度

2.2 玉米農(nóng)藝與經(jīng)濟(jì)性狀

由表2可知，玉米間作與單作之間，株高、收獲穗數(shù)、樣本穗鮮重、樣本穗干重、樣本穗粒干重、穗長、穗粗、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈顯著差異。說明不同的種植方式對玉米經(jīng)濟(jì)性狀與農(nóng)藝性狀有顯著的影響，間作較單作收獲穗數(shù)多，穗重和粒重高，穗長而粗，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量高，但株高較低。

表2 玉米農(nóng)藝與經(jīng)濟(jì)性狀

2.3 馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀及單薯瘡痂病

由表3可知，馬鈴薯間作與單作，收獲株數(shù)之間無顯著差異，而主莖數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、商品薯率和單薯瘡痂病斑數(shù)均呈顯著性差異。說明間作的馬鈴薯主莖數(shù)少、單株結(jié)薯數(shù)少、單株薯重和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量低，而在商品薯率和單薯瘡痂病斑數(shù)方面較單作高。說明間作栽培顯著改變了根際土壤微生物主要功能群的結(jié)構(gòu)[7]，瘡痂病菌量增加。與玉米間作中，馬鈴薯處于不利地位,使生長受到影響，最終影響到產(chǎn)量和品質(zhì)[8]。

表3 馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀及單薯瘡痂病斑數(shù)

2.4 土地當(dāng)量比和種間競爭力

根據(jù)玉米間作馬鈴薯的土地當(dāng)量比LER=2.0>1，說明間作土地利用綜合效應(yīng)優(yōu)于單作。種間競爭力Amp=0.83>0，說明玉米的種間競爭能力強(qiáng)于馬鈴薯馬鈴薯的競爭能力弱于玉米，這與吳開賢等[9]的研究結(jié)果一致。

3 討 論

在超早熟玉米、馬鈴薯間作種植模式下，玉米表現(xiàn)出較強(qiáng)的種間競爭力(Amp=0.83>0)，增產(chǎn)效果顯著，在收獲穗數(shù)、穗重、穗粒重、穗型、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量方面明顯優(yōu)于單作玉米。說明單作玉米田間植株高矮一致，莖葉在空中的分布相同，田間通風(fēng)透光條件比較差，而采用高、矮桿作物間作，矮桿作物的生長帶成了高位作物通風(fēng)透光的“走廊”，有利于空氣的流通。玉米作為高稈作物，能夠較好地利用群體內(nèi)水熱、養(yǎng)分和土地等有限資源，促進(jìn)玉米群體和個(gè)體穗部經(jīng)濟(jì)性狀的生長發(fā)育，表現(xiàn)出顯著的增產(chǎn)效果。間作玉米田間土壤含水量較低，但對玉米的生長沒有構(gòu)成不良的影響。

馬鈴薯間作模式下，表現(xiàn)出種間競爭力較差。馬鈴薯與玉米同時(shí)期種植,由于玉米生長較快,在馬鈴薯花期與薯塊膨大期時(shí)遮陰，使馬鈴薯的光合速率與光合產(chǎn)物的積累量有所減少，導(dǎo)致馬鈴薯的競爭能力明顯低于玉米[10]。在收獲株數(shù)相近的情況下，商品薯率較高，但主莖數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量等方面顯著處于劣勢。間作馬鈴薯田間土壤含水量較高，瘡痂病發(fā)生較重，降低了種薯品質(zhì)。說明馬鈴薯間作效應(yīng)劣于單作種植。

4 結(jié) 論

綜合以上所述，玉米和馬鈴薯間作種植的綜合效應(yīng)優(yōu)于單作，土地利用率較高，LER=2.0，因此,玉米、馬鈴薯間作的種植模式具有推廣價(jià)值。