播期对不同种植模式下玉米和花生生长发育及产量的影响

2019-08-16杨菲李洪霄宫庆友张晗菡李海涛刘霞

山东农业科学 2019年6期

杨菲李洪霄宫庆友张晗菡李海涛刘霞

摘要：以登海605和花育36为材料，设置玉米单作、花生单作、玉米//花生4∶ 4间作、玉米//花生2∶ 6间作4种种植模式和2个播期，研究播期对不同种植模式下玉米和花生生长发育及产量的影响。结果表明，早播2∶ 6间作模式较4∶ 4间作和单作更有利于玉米果穗、叶片和茎秆的生长;早播处理不利于花生叶片、茎枝和根系干物质重的积累，但可促进花生荚果的发育，且以2∶ 6间作模式最有利于花生荚果干物质重的积累。晚播2∶ 6间作模式更有利于玉米获得较高的百粒重和单产，而早播2∶ 6间作模式更有利于花生荚果和果仁产量的提高。综合分析玉米花生间作系统作物混合产量可见，无论是花生荚果和玉米混合产量还是花生果仁和玉米混合产量，均以晚播2∶ 6间作模式为最高，666.7m2产量分别为1 069.65 kg和1 002.25 kg，分别较单作提高3.68%和17.04%。

关键词：玉米;花生;播期;种植模式;生长发育;产量

中图分类号：S513.01+S565.201 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）06-0049-06

Abstract We uesd Denghai 605 and Huayu 36 as materials and set four planting patters and two sowing dates to study sowing date effects on growth and yield of maize and peanut under different planting patterns. The planting patterns included corn single crop， peanut single crop， corn//peanut intercropping at 4∶ 4， corn//peanut intercropping at 2∶ 6. The results showed that the early sowing under 2∶ 6 intercropping pattern was more conducive to the growth of corn ears， leaves and stems than 4∶ 4 intercropping and single cropping. Early sowing was not conducive to the dry matter accumulation of peanut leaves， stems and roots， but it could promote the development of peanut pods. The 2∶ 6 intercropping pattern was most beneficial to the dry matter accumulation of peanut pods. The late sowing under 2∶ 6 intercropping pattern was more conducive to corn to obtain higher 100-grain weight and yield， while the early sowing under 2∶ 6 intercropping pattern was more conducive to the increase of peanut pod and nut yields. Based on the comprehensive analysis of the mixed yield of corn and peanut intercropping system， we could see whether the mixed yield of peanut pods and corn or the mixed yield of peanut nuts and corn were both the highest under late sowing and 2∶ 6 intercropping pattern， which were 1 069.68 kg and 1 002.20 kg per 666.7m2 respectively， and increased by 3.68% and 17.04% respectively compared with the single cropping pattern.

Keywords Corn;Peanut;Sowing date;Planting pattern;Growth and development; Yield

隨着我国人口数量增长、农业结构和消费结构转型升级以及农业资源约束度的日益增加，同步保障我国粮食和油脂安全任重道远[1]。山东既是玉米生产和消费大省，又是花生生产和加工大省，近年来由于粮食生产任务加重，粮油争地矛盾日益突出[2，3]。前人研究表明，玉米花生间作具有高效利用土地、水分、养分和光热资源，减少病虫草害的发生，防止水土流失，改善根际的营养条件，提高产量效益和生态效益等特点，是一种经济、高产、高效的种植方式[4-7]。间套作系统采用合理的播期配置，可以使作物处于最佳生长时期，发挥植株生长潜力;同时又能够缩短共生期，最大限度地减轻两作物间的竞争，使得复合群体的产量最大化[8-11]。目前国内外对玉米花生间作方面的研究，多数集中于间作中的作物农艺性状、产量形成特征、光合作用及光热养分利用等方面[3-6，12]，但有关播期对不同间作模式下玉米和花生生长发育及产量影响的报道较少。本试验以玉米单作和花生单作为对照，设置玉米//花生4∶ 4间作和玉米//花生2∶ 6间作2种种植模式和2个播期试验，旨在探明播期对不同种植模式下玉米和花生生长发育及产量的影响，从而为种植业结构调整和实现粮油均衡增产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017年在山东省莘县旭日种业示范园内进行。试验田地块平整、排灌方便，前茬为空白地，耕层土壤有机质含量1.03%、全氮0.12%、速效氮51.03 mg/kg、有效磷25.38 mg/kg、速效钾80.09 mg/kg。

供试玉米品种为登海605，花生品种为花育36。

1.2 试验设计与种植

两因素试验设计，随机区组排列，重复3次。试验设4种种植模式，分别为玉米单作、花生单作、玉米//花生4∶ 4间作（即4行玉米+4行花生）和玉米//花生2∶ 6间作（即2行玉米+6行花生）。每种模式设置2个播期，分别为5月12日和6月22日。小区长5.0 m、宽4.8 m。

单作模式，花生、玉米都是单粒精播，单作玉米的行距为60 cm、株距27 cm，按常规栽培;单作花生起垄覆膜栽培，行距为50 cm、株距为13 cm。

间作玉米行距50 cm，株距12～13 cm;间作花生垄距85 cm，1垄2行，小行距30 cm，穴距10～13 cm;花生玉米间距为50 cm，确保666.7m2种植花生10 000株以上，玉米4 000株左右。其它施肥、浇水等田间管理措施同常规大田生产，9月下旬收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 单株叶面积于灌浆期选取5株长势均匀一致的玉米、花生植株，测定单株叶面积（LA）。LA=∑叶长×叶宽×0.75（未展开叶部分×0.5）。

1.3.2 干物质重测量完叶面积后的玉米、花生植株，分割后于烘箱中105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重，然后测定各器官单株干物质重。

1.3.3 测产及产量构成因素分析于玉米成熟期分别测量株高、穗位高，计算单位面积株数、穗数。每小区选取中间两行实收计产，折算成标准含水量，计算666.7m2理论产量。每小区随机选取20穗进行考种，测穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、穗粒数、百粒重等，每个处理重复3次取平均值。

花生收获时，单独取样，调查主茎高、单株结果数、饱果数、秕果数等。每小区选取中间两行实收荚果，晒干后测定小区产量，继而折算出荚果、果仁的666.7m2产量和出仁率。

1.4 数据处理

采用DPS 7.05和Microsoft Excel 2010进行数据统计分析与做图。

2 结果与分析

2.1 播期对不同种植模式下玉米果穗、叶片和茎秆干物质重的影响

图1显示，与单作相比，无论是早播还是晚播处理，两种玉米//花生间作模式均可显著提高玉米果穗、叶片和茎秆的干物质重，提高幅度介于2.82%～21.05%之间。其中，早播2∶ 6间作模式茎秆干物质重的提高幅度最大，为21.05%;其次是果穗，早播2∶ 6间作模式的果穗干物质重较单作提高11.26%。说明，早播条件下，2∶ 6间作模式较4∶ 4间作和单作更有利于玉米果穗、叶片和茎秆的生长。

不同播期比较可见，无论是单作还是间作模式，早播处理的果穗、叶片和茎秆干物质重均高于晚播，提高幅度介于0.07%～63.60%之间。其中，播期对茎秆干物质重的影响最为明显，早播单作、4∶ 4间作和2∶ 6间作的茎秆干物质重分别较晚播处理提高41.42%、39.09%和63.06%。说明，早播较晚播处理更有利于玉米果穗、叶片和茎秆的生长，且播期对茎秆和叶片的影响大于果穗。

2.2 播期对不同种植模式下花生叶片、茎枝、根系和荚果干物质重的影响

图2显示，与单作相比，无论是早播还是晚播处理，4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可提高花生的叶片干物质重，以早播4∶ 4间作模式的提高幅度最高，达14.04%，其次是早播2∶ 6间作模式，提高幅度达11.61%。而4∶ 4和2∶ 6两种间作模式的花生荚果干物质重均低于单作，其中以早播4∶ 4间作模式的降幅最大，达29.28%，其次是晚播4∶ 4间作模式。而花生茎枝和根系干物质重对播期和种植模式的反应与叶片有所不同，早播条件下，4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可提高花生茎枝和根系的干物质重，提高幅度介于3.44%～21.28%之间，以2∶ 6间作模式花生根系干物质重的提高幅度最高，达21.28%，其次是4∶ 4间作模式花生茎枝干物质重，提高幅度为18.87%;晚播条件下，除2∶ 6间作模式的根系干物质重较单作提高10.50%外，其它处理均表现为间作处理低于单作。说明，间作有利于花生叶片的生长，但不利于荚果发育，且4∶ 4间作模式对荚果发育的影响大于2∶ 6间作模式。

不同播期比较可见，无论是间作模式还是单作，早播处理的花生叶片、茎枝和根系干物质重均低于晚播处理，降幅介于4.18%～30.86%，不同種植模式之间表现为单作的降幅大于2∶ 6间作大于4∶ 4间作;而早播处理的荚果干物质重均高于晚播处理，以2∶ 6间作模式的提高幅度最大，达52.51%，其次是单作，为40.24%。说明，早播处理不利于花生叶片、茎枝和根系干物质重的积累，但可促进花生荚果的发育，且以2∶ 6间作模式最有利于花生荚果干物质重的积累。

2.3 播期对不同种植模式下玉米单株叶面积的影响

由图3看出，与单作相比，无论是早播还是晚播处理，4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可提高玉米单株叶面积，提高幅度介于1.85%～8.96%之间，以早播4∶ 4间作模式的提高幅度最高，达8.96%，其次是晚播4∶ 4间作模式，提高幅度为7.43%。说明，无论是早播还是晚播，4∶ 4间作较2∶ 6间作和单作更有利于玉米单株叶面积的积累。

不同播期比较可见，除2∶ 6间作模式表现为早播处理的单株叶面积低于晚播外，单作和4∶ 4间作模式均表现为早播处理的玉米单株叶面积高于晚播处理，提高幅度分别为0.54%和1.97%。说明，早播4∶ 4间作模式更有利于玉米单株叶面积的积累。

2.4 播期对不同种植模式下花生单株叶面积的影响

由图4看出，与单作相比，早播处理4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可提高花生单株叶面积，提高幅度分别为29.95%和25.11%;而晚播处理两种间作模式均可降低花生单株叶面积，降低幅度分别为12.33%和6.38%。说明，早播条件下，间作模式较花生单作更有利于花生单株叶面积的积累，而晚播条件下，单作较间作更有利于花生单株叶面积的积累。

不同播期之间比较可见，无论是单作还是间作处理，早播处理的花生单株叶面积均低于晚播处理，其中单作的降幅最大，达33.69%，其次是2∶ 6间作模式，降幅达11.38%。说明，无论是单作还是间作模式，晚播较早播更有利于花生单株叶面积的积累。

2.5 播期对不同种植模式下玉米产量及主要产量相关性状影响

由表1看出，无论是早播还是晚播处理，与单作相比，4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可显著降低玉米的秃尖长，降幅介于58.33%～100.0%之间，以晚播2∶ 6间作模式的降幅最大，达100.0%，其次是早播4∶ 4间作模式。说明，无论是早播还是晚播，间作处理较单作更有利于提高玉米的结实性。

与单作相比，4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可增加玉米的百粒重和单产（指666.7m2产量，下同），增幅分别介于6.91%～8.77%和5.36%～20.36%之间。其中，百粒重的增幅以晚播2∶ 6间作模式最高，达8.77%，其次是晚播4∶ 4间作模式，达8.76%。单产的增幅以晚播2∶ 6间作模式最高，达20.36%，其次是早播2∶ 6间作模式，达14.34%。说明，无论是早播还是晚播处理，2∶ 6间作模式均较4∶ 4间作和单作更有利于玉米获得较高的百粒重和单产。

不同播期比较可见，无论是间作模式还是单作，早播处理的玉米行粒数、百粒重和单产均低于晚播处理，降幅分别介于2.99%～8.82%、2.46%～4.12%和7.04%～14.79%之间。其中，2∶ 6间作模式的单产降幅最大，达14.79%;其次是单作，早播处理的单产较晚播处理降低10.31%。说明，无论是间作模式还是单作，晚播更有利于玉米获得较高的行粒数、百粒重和单产。

玉米穗长、穗粗和穗行数对播期和种植模式的反应不如秃尖长、行粒数、百粒重和产量敏感，处理之间差异较小。

2.6 播期对不同种植模式下花生产量及主要产量相关性状的影响

由表3可出，无论是早播还是晚播处理，与单作相比，4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可降低花生的主茎高、单株结果数、饱果数和荚果产量，降幅分别介于2.36%～8.26%、3.83%～8.25%、13.08%～17.14%和8.05%～27.74%之间。其中，晚播2∶ 6间作模式的荚果产量降幅最大，达27.74%，其次是晚播4∶ 4间作模式，其荚果产量较单作降低24.84%。说明，播期和种植模式对花生饱果数和荚果产量的影响最为明显，间作不利于花生获得较高的饱果数和荚果产量。

无论是早播还是晚播处理，与单作相比，4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可提高花生的秕果数和果仁产量，提高幅度分别介于18.64%～50.0%和4.71%～27.59%之间。其中，晚播4∶ 4间作模式的秕果数提高幅度最大，达50.0%，其次是早播4∶ 4间作模式，间作较单作秕果数高32.20%。说明，间作较单作不利于花生荚果的发育，且4∶ 4间作模式对花生秕果数的影响大于2∶ 6间作模式。果仁产量表现为早播2∶ 6间作模式的提高幅度最大，达27.59%，其次是早播4∶ 4间作模式，提高幅度为8.85%。说明，间作较单作更有利于花生获得较高的果仁产量，且2∶ 6间作模式对果仁产量的影响大于4∶ 4间作模式。

而出仁率对种植模式的反应则因播期而异，早播表现为4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可提高花生的出仁率，提高幅度分别为1.27%和1.59%;而晚播表现为4∶ 4和2∶ 6两种间作模式均可降低花生的出仁率，降幅分别为5.54%和4.49%。

不同播期之间比较可见，无论是间作还是单作模式，早播處理的主茎高和单株结果数均低于晚播，降幅分别介于1.93%～4.53%和8.87%～10.75%之间，以单作的单株结果数降幅最大，达10.75%，其次是4∶ 4间作，降幅9.90%。说明，早播不利于花生的主茎生长和单株结果数的提高。

荚果产量和果仁产量则表现为早播均高于晚播处理，提高幅度分别介于9.32%～39.11%和16.45%～41.87%之间。其中，2∶ 6间作果仁产量的提高幅度最大，达41.81%，其次是4∶ 4间作模式，提高幅度为21.05%。荚果产量表现趋势与果仁产量相一致。说明，早播更有利于花生荚果产量和果仁产量的提高，且2∶ 6间作优于4∶ 4间作模式和单作。

而饱果数、秕果数和出仁率对播期的反应不如主茎高、单株结果数、荚果产量和果仁产量敏感，处理之间差异较小，且因种植方式而异。

2.7 播期对不同种植模式下玉米花生间作系统作物混合产量的影响

图5显示，无论是早播还是晚播处理，花生荚果和玉米的混合产量均表现为4∶ 4间作模式低于单作，降幅分别为1.73%和5.12%;而2∶ 6间作模式高于单作，增幅分别为5.54%和3.68%。说明，2∶ 6间作较4∶ 4间作模式和单作更有利于获得较高的花生荚果和玉米混合产量。

花生果仁和玉米混合产量的表现与花生荚果和玉米混合产量有所不同，无论是早播还是晚播处理，均表现为间作的混合产量高于单作，且以早播2∶ 6间作模式的提高幅度最大，达17.79%，其次是晚播2∶ 6间作模式，提高幅度为17.04%。说明，2∶ 6间作模式更有利于获得较高的花生果仁和玉米混合产量。

不同播期之间比较可见，无论是花生荚果和玉米的混合产量，还是花生果仁和玉米的混合产量，均表现为早播处理低于晚播，降幅介于0.06%～4.61%之间。说明，就玉米花生这两种作物而言，无论是单作、还是4∶ 4间作和2∶ 6间作模式，早播均不利于获得较高的系统混合产量。

3 讨论与结论

玉米花生间作是近年来我国黄淮海地区及花生集中产区发展较快的一种间作模式。孟维伟等[2]研究表明，间作模式的玉米穗粒数和百粒重均低于同年玉米单作对照，间作显著降低花生单株荚果数，但百果重差异较小。李美等[13]研究表明，玉米花生间作体系中，间作花生处于光照劣势，间作后期玉米遮阴导致花生光合产物减少，干物质积累量下降进而导致间作花生单株果数、出仁率和百仁重均显著降低。相云秋等[1]研究表明，间作花生较单作株高增加，主、侧茎叶数减少，叶面积指数降低，有效分枝数减少。本研究表明，间作可显著提高玉米果穗、叶片和茎秆的干物质重，提高百粒重和单产，降低秃尖长度;间作可提高花生叶片的干物质重，降低花生的主茎高、单株结果数、饱果数和荚果产量。这与前人的结论不尽相同，究其原因可能在于，玉米花生间作是一个非常复杂的作物生产系统，系统内作物的生长发育和产量受两种间作作物的品种特性、行间配比、取样位置和时期等多种因素的影响。究竟何种间作模式更有利于玉米和花生获得更高的产量，尚需进一步深入研究。

播期是影响作物产量的主要因素之一，在间作系统中作物播期改变也会显著改变间作作物产量[8-11]。雍太文等[14]针对玉米大豆套作的研究发现，玉米适当晚播有利于玉米产量提高;卞新民等[15]研究大豆玉米间作系统表明，大豆播期推迟，大豆产量明显下降。杨燕竹等[10]研究大豆/玉米间作发现，随玉米播期延迟，大豆产量及系统混合产量均随之降低。本研究表明，无论是间作模式还是单作，晚播有利于玉米获得较高的行粒数、百粒重和单产，但不利于花生荚果和果仁产量的提高。综合考虑玉米花生间作系统作物混合产量可见，无论是单作还是间作，晚播较早播更有利于获得较高的作物混合產量。可见，不同作物间作应选择不同的适宜播期，作物适宜播期选择是间作作物种间竞争力优化、间套作产量优势发挥的关键。

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