木薯/花生间作体系中木薯行距配置对薯块产量的影响

2017-07-12韩全辉魏云霞

江西农业学报 2017年7期

韩全辉，魏云霞，黄洁*

(1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部木薯种质资源保护与利用重点实验室,海南儋州 571737;2.海南省白沙黎族自治县农业科学研究所,海南白沙 572800)

韩全辉1,2，魏云霞1，黄洁1*

在大田条件下,以等行距(0.8 m)和宽窄行(1.0 m+0.6 m)木薯单作为对照,研究了等行距和宽窄行木薯间作花生对木薯生长、薯块品质和产量的影响。结果表明:宽窄行单作与等行距单作间木薯的生长、薯块品质和产量均差异不大;与单作比较,间作木薯的生长、薯块品质和产量均受到较大抑制;与等行距间作比较,宽窄行间作有助于提高木薯的根冠比、相对生长率、群体生长率、叶面积指数、鲜薯干物率和淀粉含量以及鲜薯、薯干和淀粉产量,且宽窄行间作的木薯偏土地当量比略高于等行距间作的，表明木薯间作花生模式以宽窄行为优。

木薯;花生;间作;行距;产量

木薯(ManihotesculentaCrantz)是世界三大薯类作物之一,也是我国南亚热带地区的重要淀粉和能源作物,其株行距较宽,植后3～4个月才封行,间套作可提高其单位面积总产量和效益[1]。花生(ArachishypogaeaLinnaeus)为我国华南地区第一大油料作物[2],其植株矮,生育期短,适于间套作[3]。据调研估计,我国木薯间套作花生的面积约占木薯间套作总面积的50%。国外,Mason等[4]最早开始研究木薯间作花生的农艺性状变化；随后,Polthanee等[5]和Kotchasatit[6]对木薯与花生间作的产量效益及土壤养分转化效率进行了研究。在国内,罗兴录[7]的早期研究表明,木薯间作花生以1∶3行比的产量及经济效益最好;此后,木薯/花生间套作研究主要集中在光合作用和产量[8-11]以及品种选择[12-13]等方面。本研究以等行距或宽窄行木薯单作为对照,研究了等行距或宽窄行木薯间作花生对木薯生长、薯块产量和品质的影响,以期为进一步完善木薯间套作花生技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地土壤概况

本试验在海南省儋州市宝岛新村的中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所试验基地进行。前茬作物为甘薯;0～20 cm土层pH值5.88,有机质含量1.15 %,碱解氮61.58 mg/kg,速效磷47.71 mg/kg,速效钾75.02 mg/kg。

1.2 试验材料

供试木薯品种为华南8号(SC8),间作的花生品种为泉花551。

1.3 试验设计

采用完全随机区组设计,共设4个处理,分别为等行距木薯单作(CK1)、宽窄行木薯单作(CK2)、等行距木薯间作花生 (T1)、宽窄行木薯间作花生(T2);每个处理8次重复,其中4次重复为共生期取样区,另外4次重复为测产区，每个重复小区面积均为5.6 m×4.0 m=22.4 m2。木薯的行距在等行距下为0.8 m，在宽窄行下分别为1.0 m和0.6 m；木薯的株距均为0.8 m。在间作处理中,在等行距木薯的2行中间以0.2 m的株距间作1行花生;在宽窄行木薯的宽行中间以0.2 m×0.2 m的株行距间作2行花生,在窄行之间不间作。2013年4月3日同时种植木薯和花生;木薯的芽眼均朝东,东西行向种植;试验全程不施肥,田间管理一致;2013年7月28日收获花生,2013年12月9日收获木薯。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 生长指标在木薯与花生共生期,分别在5月18日、6月13日、7月10日,在取样区中采集长势一致的3株代表性木薯植株样品,将地上部与地下部分开,清洗干净，晾干样品的表面水分后称鲜重；然后放进烘箱烘至恒重后称干物重,计算根冠比(RTR)、相对生长率(RGR)、群体生长率(CGR)。在木薯的苗期(5月26日)、块根形成期(8月6日)、块根膨大期(9月23日)、块根成熟期(12月2日),分别在测产区中选取长势一致的3株代表性木薯，采集中部成熟叶样,采用Photoshop法[14]测定叶片面积,然后计算叶面积指数LAI。

根冠比RTR是地下部干重与地上部干重的比值。叶面积指数(LAI)是植株的叶片总面积与其所占土地面积的比值,可用来定量描述植物在群体生长水平上的叶片生长情况和叶面积密度,它与作物最终的产量高低密切相关[15]。作物的相对生长率表示单位重量干物质在单位时间内的增长量。群体生长率为叶片净同化率与叶面积指数之积。它们的计算公式如下:

式中:w为干物重,t为时间,即w2为t2时间的干物重,w1为t1时间的干物重;RGR为相对生长率，其计量单位为mg/(g·d)。

式中：y2为t2时间单位土地面积上的干物重；y1为t1时间单位土地面积上的干物重；CGR为群体生长率,其计量单位为g/(m2·d)。

1.4.2 薯块产量和品质除去各小区的边行(保护行),收获中间15株木薯,测定各小区的鲜薯重和茎叶重,折算为单位面积产量,计算木薯的收获指数和偏土地当量比PLER-C[16]：

PLER-C=Yic/Ymc

式中Yic和Ymc分别表示间作区和单作区的鲜薯产量。当PLER-C>F(F为间作体系中木薯所占面积比例,本试验的F值为0.75)时为间作产量优势；当PLER-C

用烘干法测定鲜薯干物率；用氯化钙-旋光法测定鲜薯淀粉含量[17]。鲜薯产量与干物率的乘积为薯干产量,鲜薯产量与鲜薯淀粉含量的乘积为淀粉产量。

1.5 数据分析

用Excel 2003处理试验数据,用SAS 9.0软件进行方差分析,采用Duncan氏法检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 根冠比

总体而言,在木薯与花生共生期间,不同种植模式的木薯根冠比均随木薯的生长而急速提高(见表1)。但与单作比较,间作木薯的根冠比明显降低;随着木薯的长大,等行距与宽窄行的单作木薯根冠比差异缩小,而间作木薯根冠比差异扩大。可见,随着木薯的长大,等行距间作的木薯根冠比受到较大抑制,而宽窄行间作有助于提高木薯的根冠比。

表1 种植模式对木薯根冠比的影响

注:同一列数据后无相同小写字母表示差异显著(P<0.05),无相同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同。

2.2 相对生长率

试验结果(表2)表明:木薯与花生共生期间的木薯相对生长率,不论在等行距还是在宽窄行种植下,单作对照均略高于间作处理;随着木薯的长大,不同种植模式的木薯相对生长率均快速下降;除单作早期宽窄行和等行距方式间木薯相对生长率基本无差异外,在单作后期及间作共生期,不论单作还是间作,宽窄行方式均高于等行距方式的。可见,宽窄行种植有助于提高间作木薯的相对生长率。

表2 种植模式对木薯相对生长率的影响 mg/(g·d)

2.3 群体生长率

从表3可以看出:木薯与花生共生期间的木薯群体生长率,不论单作还是间作,宽窄行方式均高于等行距方式的;除早期单作外,两种方式间的木薯群体生长率差异均达显著或极显著水平。可见,宽窄行种植有利于提高木薯的群体生长率。在共生期的早期,不论等行距方式还是宽窄行方式,间作的木薯群体生长率均显著或极显著低于单作的；在共生期的后期,等行距间作的木薯群体生长率高于单作的,而宽窄行间作的群体生长率显著低于单作的。

表3 种植模式对木薯群体生长率的影响 g/(m2·d)

2.4 叶面积指数

试验观测数据分析结果(表4)显示,从苗期到块根形成期,不同种植模式的木薯的叶面积指数均翻倍提高,然后在块根膨大期有较大幅度的下降,最后在块根成熟期进一步下降。与单作比较,在木薯与花生共生期即木薯的苗期和块根形成期,不论等行距方式还是宽窄行方式,间作木薯的叶面积指数均受到较大的抑制。但在收获花生后,间作木薯的叶面积指数得到一定恢复,甚至会超过单作的,其中,等行距间作木薯的叶面积指数受到更大的抑制,从而使宽窄行间作木薯略显优势。

表4 种植模式对木薯叶面积指数的影响

2.5 鲜薯干物率和淀粉含量

试验结果(表5)显示:在木薯收获期,不论等行距方式还是宽窄行方式,间作的鲜薯干物率和淀粉含量均比单作低,分别低0.82～0.88、1.18～1.78个百分点;不论单作还是间作,宽窄行下的鲜薯干物率和淀粉含量均比等行距下的高,分别高0.14～0.20、0.26～0.86个百分点。可见,间作会降低木薯的鲜薯干物率和淀粉含量,但宽窄行间作有助于减少不利影响。

表5 种植模式对鲜薯干物率和淀粉含量的影响

2.6 产量和偏土地当量比

试验结果(表6)表明:在收获期,间作木薯的收获指数和单株结薯数比单作低;在间作中,宽窄行方式的收获指数和单株结薯数略高于等行距方式的;等行距间作的鲜薯、薯干和淀粉产量显著低于单作的，分别低24.2%、32.8%、35.2%,而宽窄行间作的鲜薯、薯干和淀粉产量比单作分别低19.7%、21.3%、22.8%;宽窄行间作的鲜薯、薯干和淀粉产量比等行距间作分别提高5.9%、17.1%、19.1%;在单作中,等行距方式的鲜薯、薯干和淀粉产量均略微高于宽窄行方式的,但差异很小。总体来看,等行距单作与宽窄行单作间未见明显的产量差异,但宽窄行间作比等行距间作有一定的产量优势。此外,等行距和宽窄行间作的偏土地当量比(PLER-C)比其间作体系中所占土地面积比(F=0.75)分别高出1.0%和7.0%,说明宽窄行间作比等行距间作更具有产量优势。

表6 不同种植模式对木薯产量及其构成因素的影响

3 结论与讨论

在本试验中,单作的木薯,在宽窄行和等行距两种方式之间,其根冠比、叶面积指数、鲜薯干物率和淀粉含量以及鲜薯、薯干和淀粉产量均差异不大，考虑到宽窄行有利于木薯的机械化生产管理,建议木薯单作采用宽窄行方式。与单作比较,间作的木薯,不论采用等行距还是宽窄行方式,其生长、品质和产量均受到较大影响;但不论是在共生期还是在收获期,与等行距间作比较,宽窄行间作有助于提高木薯的根冠比、相对生长率、群体生长率、叶面积指数、鲜薯干物率和淀粉含量以及鲜薯、薯干和淀粉产量,宽窄行间作的鲜薯产量、薯干产量及淀粉产量分别比等行距间作高出5.9%、17.1%及19.1%,且宽窄行间作的木薯偏土地当量比略高于等行距间作的,也说明宽窄行间作更具间作产量优势。另外,考虑到宽窄行间作比等行距间作更有利于木薯机械化生产管理,因此,推荐木薯间作花生时采用宽窄行模式。

唐秀梅等的研究结果表明,木薯/花生间作可改善根际土壤微生物坏境,且适宜的间作行距更利于土壤养分含量和微生物数量的增加[18];此外,在一些不同行距配置的作物间套作研究中,也提出了最优的宽窄行配置[11,19-21]。本研究仅限于一个宽窄行配置方式,因此,今后应进一步研究最优的木薯宽窄行配置方式,并深入研究木薯/花生间作中的根际土壤细菌、真菌、放线菌数量，总微生物数量和微生物多样性等指标,进一步探索木薯与花生的宽窄行间作高产机理。

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(责任编辑:黄荣华)

Effect of Cassava Row Spacing on Tuber Yield of Cassava in Cassava-Peanut Intercropping System

HAN Quan-hui1,2, WEI Yun-xia1, HUANG Jie1*

(1. Institute of Tropical Crop Genetics Resources, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Lab of Cassava Germplasm Resource Protection and Utilization, Ministry of Agriculture, Danzhou 571737, China; 2. Baisha Institute of Agricultural Sciences in Hainan Province, Baisha 572800, China)

The single cropping of cassava with equal row spacing (0.8 m) or wide and narrow row spacing (1.0 m+0.6 m) was taken as the control, the effects of equal-row-spacing and wide/narrow-row-spacing cassava-peanut intercropping on the growth, quality and yield of cassava were studied under the field condition. The results showed that there were no great differences in the growth, quality and yield of cassava between two single cropping modes. In comparison with the single cropping of cassava, the cassava-peanut intercropping greatly inhibited the growth, quality and yield of cassava. As compared with the equal-row-spacing cassava-peanut intercropping, the wide/narrow-row-spacing cassava-peanut intercropping could increase the root-shoot ratio, relative growth rate, group growth rate, leaf area index, dry matter rate and starch content of fresh tuber, and yield of fresh tuber, dry tuber and starch of cassava. The partial land equivalent ratio of cassava in wide/narrow-row-spacing intercropping was slightly higher than that in equal-row-spacing intercropping. The above results indicate that wide/narrow-row-spacing cassava-peanut intercropping is the best.

Cassava; Peanut; Intercropping; Row spacing; Yield

2017-03-31

国家现代木薯产业技术体系栽培管理岗(CARS-12-hnhj)和白沙试验站(CARS-12-hnhqh)。

韩全辉(1988─),男,硕士,主要从事木薯栽培研究与推广工作。*通讯作者:黄洁。

S533.044

1001-8581(2017)07-0001-04