橡胶树与魔芋间作对魔芋净光合速率及产量的影响

梁艳丽 ，李建 ，岩对 ，吴诗斌 ，罗成进 ，岩罕龙 ，谢庆华 ，谢世清 ，赵庆云

（1.云南农业大学农学与生物技术学院，云南昆明，650201；2.云南省西双版纳州种子管理站；3.云南师范大学生命科学学院、生物资源研究所；4.云南农业大学植物保护学院）

魔芋属天南星科魔芋属（Amorphophallus）多年生宿根草本植物，是目前自然界唯一能大量提供葡甘聚糖的重要经济作物，在食用、药用、工业及观赏上都极具开发利用价值。魔芋起源于热带雨林的底层植被，喜温暖，忌高温，喜散射光和弱光，忌强光直射，属于半阴性植物[1]。而橡胶树（Hevea brasiliensis）是一种多年生热带木本植物，原产于热带丛林，喜温暖和强光的环境[2]。将魔芋与橡胶树间作，橡胶树可起到为魔芋遮荫的作用，有利于魔芋生长，同时，橡胶树种植的株行距较大，有5～7年的非生产期，开发利用林下土地资源，与魔芋间作可节约土地及劳力，增加非胶生产的收入，将产生巨大的经济效益。本文系统地研究总结了不同树龄橡胶林与魔芋间作对魔芋光合作用及产量的影响，并初步分析了间作魔芋对橡胶树生长的影响，以期为生产提供理论依据和指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2009年3～12月在云南省西双版纳州景洪市种子管理站进行。分别选取树龄为3年、4年、5年的橡胶林间作魔芋，供试魔芋品种为红魔芋。将种芋切成100 g大小的种块后，按行距50 cm，株距30 cm播种，常规种芋消毒及水肥管理，11月30日统一收获。魔芋生长期内定期进行光合特性有关指标测定，收获后进行产量相关指标测定。

1.2 测定方法

①叶片净光合速率、气孔导度、细胞间隙二氧化碳浓度的测定。2009年7月22日，8月18日和9月23日采用美国生产的LI-6400光合测定仪于早上11：00、中午14：30和傍晚17：00测定净光合速率、细胞间隙二氧化碳浓度、气孔导度。测定时，每个小区分别随机选取5株，每株选取3片功能叶和2片幼叶，避开叶片主脉测定。具体测定方法为美制LI-6400光合系统测定仪的使用方法。

②产量相关指标测定。在统一收获的过程中，采用软尺精确量取小区面积，并用台秤测定小区产量，记录小区收获块茎个数，最大块茎质量及最小块茎质量。计算出平均667 m2产量及平均块茎质量。以3年生橡胶树为材料，在魔芋收获的同时，用软尺分别测量间作魔芋和未间作魔芋橡胶树的茎围，每个处理分别测量50株。

2 结果与分析

2.1 魔芋净光合速率的变化

①不同时间魔芋净光合速率的变化 在一天的不同时段，魔芋生长的光、温等外在环境不同，魔芋的净光合速率也随着外在环境的变化而变化。

从表1可以看出，早上、中午、傍晚魔芋的净光合速率的变化总体呈现下降的趋势。早上（10：41～12：44）的光合能力最强，平均净光合速率达到3.01 μmol·m-2·s-1，傍晚（16：52～18：55）的净光合速率最低，平均仅为 1.45 μmol·m-2·s-1，中午的净光合速率介于早晚之间，平均为 2.29 μmol·m-2·s-1。 魔芋光合速率的变化规律与其所受的光照强度的变化规律基本吻合。

表1 不同树龄橡胶树间作魔芋对其净光合速率的影响

图1 不同月份不同时间净光合速率变化比较

图2 不同月份间净光合速率变化比较

橡胶树树龄对魔芋光合作用的影响较大，随橡胶树树龄增加，魔芋光合速率呈现下降趋势。不同月份，早、中、晚的净光合速率变化规律有所不同，如图1所示，7月份中午的光合速率最高，平均净光合速率达到 3.71 μmol·m-2·s-1，早、晚的净光合速率水平相当，分别为 3.06 和 3.07 μmol·m-2·s-1。 这主要可能是由于7月份中午的温度相对偏高，平均叶片温度达到35.7℃，蒸腾强烈，气孔开度大，气孔导度达到 0.17 μmol·m-2·s-1， 使光合作用的原料 CO2供应充足，从而促进了其光合速率的增加。而8，9月份的净光合速率与总体趋势相符，均为早上最高，中午次之，晚上最低。

②不同月份间魔芋净光合速率的变化 在不同的月份，魔芋处于不同的生育时期，其净光合速率呈现出规律性的变化。从图2可知，魔芋净光合速率随月份的延后总体呈现出下降趋势。在7，8，9三个月，总的光照强度、叶片温度、湿度等外在环境条件的差异不大，但8，9月的净光合速率的明显下降，主要可能是由于魔芋叶片衰老所引起的。7月份，魔芋处于旺盛生长时期，其净光合速率最高，平均达到 3.28 μmol·m-2·s-1，随着植株的衰老，8 月份的平均净光合速率下降至 2.05 μmol·m-2·s-1，9 月份仅为 1.42 μmol·m-2·s-1， 相对于 7 月份下降了56.7%。其中，3年生橡胶林中魔芋净光合速率下降最快，而遮荫度较大的4年和5年生橡胶林中魔芋净光合速率下降较慢。

表2 橡胶树树龄对魔芋产量和块茎质量的影响

表3 间作魔芋与未间作魔芋橡胶树茎围差异的方差分析

2.2 不同橡胶树树龄间作对魔芋净光合速率的影响

橡胶树的树龄不同，对魔芋遮荫的程度不同，魔芋所受的光照等条件就有所不同。从图3可以看出，不同树龄的橡胶树对魔芋的光合作用存在差异。其中，3年树龄的橡胶林间作魔芋，魔芋的光合作用最好，平均净光合速率最高，达到 4.61 μmol·m-2·s-1，而4年和5年树龄的橡胶林中魔芋的净光合速率较低，分别为 1.08，1.06 μmol·m-2·s-1相差不大。 方差分析表明，3年生橡胶林中魔芋净光合速率与4年生和5年橡胶林间作魔芋的净光合速率的差异达到显著水平，而4年和5年生橡胶林间魔芋净光合速率的差异不显著。这说明在肥水条件相同的情况下，橡胶树树龄增加，树体增大，遮荫度增加，魔芋的光合作用较弱，不利于光合产物的积累。

图3 不同橡胶树龄间作对魔芋净光合速率的影响

图4 魔芋与橡胶树套种对橡胶树生长的影响

2.3 橡胶树树龄对魔芋产量的影响

橡胶树与魔芋间作，从表2可以看出，橡胶树的树龄对魔芋的产量产生了显著的影响。与种植3年的橡胶树间作，魔芋的产量最高，且每667 m2所产的魔芋个数也最多，平均单个块茎质量及最大块茎质量均表现为最好。随着橡胶树树龄增加，魔芋产量呈现明显下降趋势，不仅667 m2产量减少，而且每667 m2的块茎个数，平均单个块茎质量和最大块茎质量均减小。将不同树龄的净光合速率和产量进行相关分析表明，魔芋的净光合速率与667 m2产量、最大块茎质量均呈现显著相关，相关系数分别为0.97，0.98；与平均单个块茎质量呈现极显著相关，相关系数为0.99；而与每667 m2产量块茎数量和最小块茎质量无明显相关。这说明魔芋的净光合速率显著地影响着魔芋的产量，魔芋叶片的净光合速率越高，则地下块茎产量就越大，其影响的方式主要是通过增加单个块茎的质量而不是通过增加块茎个数。

2.4 魔芋与橡胶树间作对橡胶树生长的影响

从图4可以看出，间作魔芋可显著增加3年树龄橡胶树的茎围，使树体长的更为粗壮。50株间作魔芋的3年树龄的橡胶树总茎围为1 135 cm，平均单株茎围22.7 cm，而50株未间作魔芋的3年树龄橡胶树的总茎围仅841.5cm，平均单株茎围为16.8cm，间作魔芋使橡胶树的茎围增粗35.1%。方差分析表明，间作魔芋与未间作魔芋，橡胶树茎围的差异达到极显著水平。

3 小结与讨论

3.1 光照和衰老对魔芋净光合速率的影响

植物的光合作用受到光照强度的影响巨大。不同树龄的橡胶林，对魔芋的遮荫程度产生明显差异。试验结果表明，种植3年的橡胶林，魔芋的净光合速率最高，而树龄过高，对魔芋的遮荫度过大，不利于魔芋光合效率的提高，因此，魔芋与橡胶林间作模式仅适用于幼龄橡胶林。同时，随着植株的衰老，魔芋的净光合速率发生了明显的下降，因此在生产中应通过水肥调控防止魔芋功能叶的早衰。

3.2 魔芋净光合速率与魔芋产量的相关关系

光合作用是植物生长及产量形成的物质来源。植物净光合速率越高，单位时间内生产的光合产物就越多。试验发现，魔芋净光合速率与魔芋产量呈现显著正相关关系，且净光合速率对产量的影响主要是通过增加单个块茎的质量来实现的。

3.3 间作魔芋对橡胶树生长的影响

试验中发现，间作魔芋可显著促进橡胶树的生长，这可能是在间作魔芋的过程中，对魔芋施用的肥料和水分同时也被橡胶树所吸收，同时，由于魔芋的阻隔减少了橡胶树间病原菌的传播，改善了橡胶林的微环境，从而促进了橡胶树的生长。

3.4 魔芋与橡胶树间作生态效益及经济效益的分析

将喜阴作物魔芋与喜阳树种橡胶树间作，对2种植物的生长都产生了良好的影响。魔芋属半阴性作物，过强的直射阳光不利于魔芋的生长。魔芋与橡胶林间作，可立体利用太阳光能，上层直射光有利于橡胶树的生长，下层散射光有利于魔芋的生长。橡胶树高大的树体可为魔芋遮荫，有利于魔芋生长，减少魔芋生产中用于遮荫的生产成本。同时，与魔芋间作，可改善橡胶林的微环境；在对魔芋的耕作管理中，也可改良胶园土壤，增加胶园的生物多样性，提高胶园的抗灾能力，节省了对胶林管理的劳力和资金投入，对橡胶树的生长也产生了良好的促进作用。通常橡胶树的株行距较宽（3 m×7 m），与魔芋间作，可有效利用橡胶林下的土地资源，增加橡胶林的非胶收入，提高胶农的经济效益。

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