胶园林下间作对玫瑰茄产量和品质的影响

袁淑娜，潘 剑，黄坚雄，郑定华，涂寒奇，周立军

(中国热带农业科学院橡胶研究所/农业部儋州热带作物科学观测试验站/中国热带农业科学院林下资源综合利用研究中心，海南 海口 571101)

【研究意义】天然橡胶(Heveabrasiliensis)是重要的战略物资和工业原料，受胶价下跌影响，胶农收入锐减，在我国各植胶区均出现胶园弃割弃管现象，植胶业单一栽培模式的弊端初现[1-2]。胶园林下间作可通过第二作物的种植，提高林下土地资源的利用效率，促进胶园生产多元化，增加胶园产值[3]。【前人研究进展】传统成龄胶园荫蔽度大，可间作作物少，林下间作研究进展缓慢，因此近年来更有利于林下间作的全周期模式胶园[种植密度为(2 m × 4 m)× 20 m]发展迅速[4]。而丰富全周期胶园林下可间作物类型，建立并推广其间作模式是推动胶园林下经济快速发展的关键之一。目前已有在全周期胶园宽行(20 m)中间作多种作物，包括花生，豆薯，土豆，五指毛桃，地胆头，广金钱，柱花草，生姜，萝卜，矮生四季豆等的探索性研究[5-9]，筛选出一批适宜胶园林下间作的部分作物。但大部分作物的经济效益不佳，胶农种植积极性不大，成为限制其模式建立和推广的主要因子。玫瑰茄为一年生草本植物或多年生灌木，用途广泛，其花萼红色素为天然食用色素，是我国批准使用的食品添加剂[GB/T12493-1990(08.125)][10]，具有抗氧化、降血脂、降血压等生物活性[11-14]。目前玫瑰茄已被开发出饮料，茶叶，酒，糕点，油等产品，具有广阔的市场前景和良好的经济效益[10,15]。玫瑰茄生长于热带和亚热带地区，对环境要求不严苛，适种面积广，若能在全周期胶园林下种植，可带来的较好经济效益。【本研究的切入点】本论文基于此，研究全周期胶园林下不同光照时长和光照强度间作区玫瑰茄的植株发育，产量表现和品质特征。【拟解决的关键问题】为橡胶树/玫瑰茄间作模式的建立提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2016年5-11月和2017年5-11月进行，试验地位于中国热带农业科学院试验场三队(19°32′55″N，109°28′30″E)，为热带海洋季风气候。试验所用胶林为全周期胶园，林段坡度约为10°，橡胶树种植模式如图1所示，株距为2 m，行距为4 和20 m。试验林段南北向种植，橡胶树密度为420株·hm-2，树种为直立速生品种热研72059。胶园于2002年3月定植，2010年8月开割，处于产量旺期，施肥沟(坑)位于窄行。

1.2 试验设计

如图1所示，间作小区的面积为12 m × 12 m，种植方向与橡胶树行向相同(南北方向)，以附近裸地地段单作玫瑰茄为对照。试验种植株行距为60 cm × 60 cm，在间作小区中共种植21行，每个处理3次重复。玫瑰茄种植日期和采收日期如表1所示。在全周期胶园间作试验区附近空旷地裸地段作对照处理，对照小区面积6 m × 6 m，其他管理均与试验区一致。

图1 全周期间作胶园林下间作玫瑰茄种植示意图

1.3 试验方法

玫瑰茄种子播前处理：经40～50 ℃的温水浸种过夜；直播：株行距60×60开穴，每穴播种3粒，覆土1.5～2 cm，播后浇足水。

试验处理划分：全周期胶园间作小区按照位置分别选取距离橡胶树(从东至西距离)4 m (记E4)、7 m(记E7)、10 m(记M10)、13 m (记W7)、16 m(记 W4)处进行植株株高，茎粗，叶片数和分枝数，产量，产量相关因子，花萼矿质元素和营养成分等指标的测定。

生育期观察：记录不同观测位置玫瑰茄植株的始花期，采收始期和末次采收日期。

株高，茎粗，分枝数和叶片数测定：于第一次采收前进行全周期胶园林下间作区和对照玫瑰茄株高，茎粗，分枝数和叶片数测定。每个处理测定5株。

产量指标和品质指标测定：在林下间作区的观测行连续选取10株玫瑰茄，在采收期进行持续采收，统计其单株荚果数，单果重，和玫瑰茄花萼产量。采收后玫瑰茄花萼清洗干净后在85 ℃下烘干，进行矿质元素和营养物质含量测定。

1.4 数据处理

应用Excel 2010和SPSS17.0软件进行数据处理和统计分析，在P<0.05统计水平上采用LSD法进行差异显著性检验。

表1 全周期胶园林下间作区不同位置玫瑰茄生育进程

2 结果与分析

2.1 全周期间作胶园林下间作玫瑰茄生育期，植株株高，茎粗，分枝数和叶片数

如表1所示，各观测区差异不大。2016年的各处理的平均采收持续时长较2017年减少12 d。由图2可以看出，全周期胶园林下间作区M10，W7和E7玫瑰茄的株高，茎粗与对照没有显著差异，E4和W4的株高和茎粗比裸地对照分别降低了10.8 %，16.6 %和17.7 %，20.7 %。间作区玫瑰茄植株的分枝数和叶片数均显著低于裸地对照，从大到小依次为CK>E7>M10>W7>E4>W4。间作区不同位置中，W4植株分枝数和叶片数最少，与裸地对照相比分别降低了57.5 %和45.5 %；E7的分枝数和叶片数最多，与裸地对照相比分别降低了14.6 %和13.6 %。

2.2 橡胶林下间作玫瑰茄荚果产量及相关产量指标

如表2所示，全周期胶园林下间作区玫瑰茄的单株收果数，单果重和新鲜花萼产量均显著低于裸地对照，分别降低42.71 %，26.07 %和55.88 %。间作区M10产量性状表现最优，单果重与裸地单作对照没有显著差异，但单株收果数和新鲜花萼产量显著低于裸地对照，分别降低26.04 %和31.86 %。间作区E4和W4玫瑰茄植株的产量相关性状显著低于M10，E7，W7和裸地对照。E7的单株收果数和新鲜花萼产量与M10没有显著差异，W7单果重与M10没有显著差异。

图2 全周期胶园间作区玫瑰茄株高，茎粗，分枝数和叶片数

表2 全周期间作胶园林下玫瑰茄产量性状表现

2.3 橡胶林下间作玫瑰茄花萼矿质元素含量表现

由图3所示，全周期胶园林下间作区花萼中Ca和Mg含量表现为全周期胶园林下各个处理均显著低于裸地对照。间作玫瑰茄花萼中Ca含量比裸地对照降低49.82 %，间作区各个位置间没有显著差异。间作玫瑰茄花萼中Mg含量比裸地对照降低21.42 %，间作区M10，W7和W4花萼中Mg显著高于E4和E7。间作区玫瑰茄花萼中N，P，K，Fe和Zn的含量变化与Ca和Mg相反，显著高于裸地对照。间作区玫瑰茄花萼中N，P，K，Fe和Zn的含量分别比裸地对照增加19.53 %，39.87 %，24.40 %，23.04 %和56.90 %。Mn含量变化与其它矿质元素有所不同，M10含量最低，比对照降低33.25 %，比W4降低38.23 %。CK，E4，E7和W4花萼Mn含量没有显著差异。

图3 全周期胶园间作区玫瑰茄株25DPA花萼N,P,K含量

图4 全周期胶园间作区玫瑰茄株25DPA花萼粗蛋白，纤维素，总糖和总黄酮含量

2.4 全周期胶园林下间作玫瑰茄花萼营养成分含量表现

由图4所示，全周期胶园间作玫瑰茄花萼粗蛋白含量显著高于裸地对照，平均增幅为19.53 %。间作区M10玫瑰茄花萼总糖比裸地对照提高27.15 %，间作区其它位置玫瑰茄花萼的总糖含量与裸地对照没有显著差异。间作区各处理玫瑰茄花萼总黄酮含量显著低于裸地对照，平均下降42.87，林下间作区E4玫瑰茄花萼总黄酮含量最低，比对照降低58.98 %，间作区其它位置之间的花萼总黄酮含量没有显著差异。全周期胶园间作玫瑰茄花萼纤维素含量与裸地对照没有显著差异。

3 讨 论

光照条件的不足会引起植株株型的改变，不同类型作物对遮荫反应表现不同[16-17]。光照条件对全周期林下间作玫瑰茄最主要影响是单株分枝数和植株叶片数的显著降低。全周期间作胶园间作区的光照时长为2～4 h，且间作区不同位置的光照时长差异较大，表现为M10 > W7 > E7 > E4 > W4，最长M10为4 h，最短为E4为2 h，而裸地对照的光照时长为11 h[18]。4个小时的光照时长间作区，玫瑰茄新鲜花萼产量可以达到裸地对照的70 %，3 h光照时长区和2 h光照时长间作区，玫瑰茄新鲜花萼产量有所降低，为对照的50 %和30 %。间作区玫瑰茄植株的株高和茎粗与裸地对照差异不显著或略有减小，但其植株分枝数和单株叶片数显著低于裸地对照，最高降低57.5 %(E7)，产量表现较好的M10和E7间作区玫瑰茄植株分枝数比对照分别降低14.64 %和25 %。单株分枝数减少最直接的影响为单株收果数降低，单株叶片数减少可能会因为光合产物的减少而引起的单果重的显著降低，共同造成新鲜花萼减产。单位面积作物的高产主要依靠群体密度的增加[19-20]，林下间作玫瑰茄分枝数减少，可以通过适当的增加种植密度来增加新鲜花萼产量。

玫瑰茄花萼的矿质元素含量和营养成分含量关系玫瑰茄花萼产品品质。本研究结果表明，胶园林下弱光环境可以增加玫瑰茄花萼中N，P，K，Fe，Zn和粗蛋白的含量，与前人的研究结果一致[21-23]。间作条件下玫瑰茄花萼中Ca含量显著降低，仅为裸地对照的50 %左右。作物对钙的吸收及运输主要靠蒸腾拉力，胶园林下环境湿度越大，光照强度弱导致的林下间作玫瑰茄植株的蒸腾速率，植株对钙的吸收减少，花萼钙含量降低。

黄酮类化合物是植物体内一种重要的次生代谢产物，是药用植物药用价值的来源之一，在植物生长发育及病虫害抗性等方面有重要作用[24]。光照条件对植物体内总黄酮含量的影响因物种不同差异较大，如光照强度与植物体内的黄酮含量呈正相关的青钱柳[25]，和湿度遮荫有助于黄酮含量增加的银杏，裸花紫珠等[26-27]。玫瑰茄荚果总黄酮的变化符合前者，间作区各个处理均显著低于裸地对照。全周期胶园林下弱光环境不利于玫瑰茄花萼中总黄酮的合成与积累。

4 结 论

本研究分析全周期胶园林下不同位置间作玫瑰茄产量和品质表现，结果表明，间作区不同位置产量因子差异较大，且都显著低于裸地对照，而间作区各处理间玫瑰茄花萼品质差异不大，总黄酮含量显著低于裸地对照。全周期胶园林下间作区W7～E7中间6米的位置更适宜玫瑰茄的生长，宜获得较高产量，W7～W4，E7～E4位置可种植耐阴性更好的作物，进行林下组合种植，实现经济效益最大化。