间作遮阴对花生生长发育及产量的影响

王钰云，王宏富，李智，段宏凯，黄珊珊

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

间作是我国几千年农业的精华，通过在同一土地上种植2种或者多种作物，经过合理配置，充分利用光、温、水等资源，提高复合群体对土地的利用率[1-3]。近年来，随着我国耕地面积的减少，间作模式在各国农业生产中越来越受到重视，合理的间作模式能够有效改善作物群体的通风透光条件，改善土壤品质，有效促进农业增产、农民增收，为我国农业高质量发展作出了巨大贡献。ZHANG等[4]研究表明，玉米大豆间作系统中，大豆由于高秆作物谷子的遮阴，有效受光面积减少，从而导致大豆贪青徒长来适应环境，说明大豆对弱光环境可以做出一定的自我调节；王秀领等[5]在研究玉米大豆间作体系时，发现间作提高了玉米的叶面积指数、叶绿素含量和光合速率，其中，光合速率和叶绿素含量达到显著差异，大豆的光合速率、叶绿素含量和叶面积指数相比较单作有所降低，但差异均不显著，随着玉米大行距的增大，大豆的光合速率、叶绿素含量和叶面积指数均逐渐提高；程亮等[6]研究发现，玉米花生不同间作模式影响了花生的产量，其中，花生的产量随着花生垄数的增多而增加，间作3垄花生的产量与间作1垄、2垄花生的产量相比有明显提高，虽然间作3垄花生的产量与单作相比无显著差异，但是也低于单作花生的产量。目前，关于豆科禾本科间作产量优势的研究主要集中在粮食作物玉米、小麦等方面，关于杂粮作物谷子花生间作方面尚鲜见报道。

本试验以谷子、花生为研究对象，分析谷子花生不同间作模式对花生生长发育、干物质积累和产量的影响，筛选出最佳的谷子花生间作模式，为谷子花生间作的高效栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2018年5—10月在山西省太谷县山西农业大学农作站进行，该地地处黄土高原东部边缘，年平均降水量为458 mm，6—8月为全年降水量最多季节，是典型的温带季风气候。试验地土壤质地为壤土，基础养分含量分别为有机质17.8 g/kg、全氮0.94 g/kg、碱解氮71.3 mg/kg、速效磷48 mg/kg、速效钾94 mg/kg。

1.2 试验材料

供试谷子和花生的品种为由山西农业大学农学院谷子课题组提供的农大8号和由山西省农业科学院经济作物研究所提供的晋花10号。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，小区面积为16m2（2m×8 m），谷子行距40 cm，株距10 cm；花生行距40 cm，株距20 cm；谷子、花生于5月13日同时播种。设4种种植模式，分别为T1（CK）.花生单作；T2.谷子花生2||4间作；T3.谷子花生3||3间作；T4.谷子花生4||2间作。每个处理3次重复。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 主茎高和叶面积指数分别在花生开花期、下针期、结荚期和饱果成熟期，在各小区内选取形态长势一致的6株植株，测量花生的主茎高，即花生基部至花生主茎顶端生长点。使用鲜样打孔称重法测定花生单株叶面积，每个处理选取不同大小的叶片10片，避开叶脉在叶片两边各打1个孔称质量，通过比叶重计算单株叶面积，然后计算叶面积指数。

1.4.2 叶绿素相对含量（SPAD值）在花生各生育期用SPAD-502叶绿素测定仪，避开花生叶脉，测定花生功能叶中间部分的SPAD值，重复3次，结果取平均值。

1.4.3 干物质积累量分别在花生的各生育期取6株植株，测定干物质积累量。先在105℃烘箱内杀青30 min，然后在80℃烘箱内烘干至恒质量，称量其干物质量。

1.4.4 产量及其构成要素于收获期，从每小区随机选取10株花生，测定其百果质量、百仁质量、出仁率、单株果数，小区实产计产。

1.5 数据处理

使用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 间作遮阴对花生生长发育的影响

2.1.1 主茎高由图1可知，花生主茎高随时间推移，呈现出逐步增高的趋势，在花生生育前期，T2、T3、T4间作处理下的花生主茎高与单作处理下花生的主茎高间无显著差异，这可能是由于生育前期，高位作物谷子对花生的遮阴程度不强，没有影响花生对光能的吸收；结荚期，T2、T3、T4间作处理下的花生主茎高显著高于单作处理下的花生主茎高；成熟期，T2处理下的花生主茎高与单作间无显著差异，但也高于T1处理下的花生主茎高，这说明间作可以促进花生生育后期植株高度的增加，T4处理下花生主茎高达到最大值。

2.1.2 叶面积指数 叶面积指数是监测作物长势和预测产量的重要参数[7]。由图2可知，花生的叶面积指数随着生育时期的推进先升高后降低，在开花期和下针期，各间作处理下的花生叶面积指数与单作相比无显著差异；结荚期，花生叶面积指数达到最大值，作物覆盖达到最大，T2、T3和T4处理下的花生叶面积指数较单作处理分别显著降低了5.01%、5.67%、11.67%；饱果成熟期，各处理下的花生叶面积指数之间虽然没有显著差异，但是单作处理下的花生叶面积指数仍然高于其他间作处理下花生的叶面积指数，由此可知，间作降低了花生的叶面积指数，T2处理下降幅度最小。

2.1.3 SPAD值 叶绿素相对含量（SPAD值）的大小与作物产量的高低有密切联系。花生的SPAD值随着时间的推移，呈现出先升高后降低的趋势（图3），在开花期和下针期，各间作处理下花生的SPAD值与单作处理相比，无显著差异；结荚期，T1处理下花生的SPAD值达到最大，T2、T3、T4处理下花生的SPAD值相比单作分别降低了4.12%、5.84%、8.38%；饱果成熟期，T1处理下花生的SPAD值显著高于T3、T4处理下花生的SPAD值，与T2处理间无显著差异。由此可知，间作在一定程度上降低了花生的SPAD值，在各间作处理中，T2处理是最优处理。

2.2 间作遮阴对花生干物质积累的影响

从图4可以看出，花生干物质积累随着生育时期的推进逐步增加，在花生生育后期，干物质积累增长迅速。在开花期和下针期，各处理之间无显著差异，这可能是由于在花生生育前期，高位作物谷子并未对花生形成较多的遮阴，各处理光能分配之间并未有较大的竞争；在结荚期，各间作处理下花生的干物质积累与单作处理下花生的干物质积累有了明显差异，T2、T3、T4处理下的花生干物质积累量较单作处理分别显著降低了6.28%、10.62%、15.31%；饱果成熟期，T2、T3处理下花生的干物质积累量与单作处理下花生的干物质积累量无显著差异。由此得出，在花生与谷子各间作处理中，T2、T3处理下的花生为最优处理。

2.3 间作遮阴对花生产量及其构成因素的影响

从表1可以看出，各间作处理下花生产量较单作均有不同程度降低，T2处理下花生产量降幅最小，减少了20.53%，T4处理下花生产量降幅最大，减少了32.41%；从百果质量可以看出，单作处理显著高于其他间作处理；T2处理下的百仁质量较单作降幅最小，且无显著差异；各间作处理下的出仁率较单作都有不同程度的下降；单株果数方面，单作处理下的单株果数显著高于T3、T4处理下的单株果数，但是与T2处理下的单株果数无明显差异。综上所述，在谷子花生各间作处理中，T2处理相比较其他处理降幅最小，为最佳处理。

表1 间作遮阴对花生产量及其构成因素的影响

3 结论与讨论

高矮作物相间分布改变了作物群体的受光状态，使间作中的作物获得更多的光能，从而提高光能利用效率[8]，同时也改变了作物的生长发育。主茎高和叶面积指数是反映作物生长发育的一个重要指标，在一定程度上，增加作物的主茎高和叶面积指数，有利于作物获取更多的光源，提高叶片叶绿素含量，增加作物产量[9-10]。本研究发现，谷子花生间作对花生生长发育影响较大，间作促进了花生主茎高的增加，随着间作花生行比的增加，花生主茎高呈降低趋势；而花生的叶面积指数和SPAD值由于间作遮阴的影响，相比单作均有下降。这是由于在谷子花生间作体系中，高位作物谷子会对矮位作物花生起到遮阴的作用，并且随着谷子行数的增加，对花生遮阴效果越厉害，从而引起了花生的贪青徒长，影响了花生的生长发育。这与程亮等[6]、刘明等[2]的研究结果一致。由此可以得出，在谷子花生间作体系中，花生产量大小与谷子对花生的遮阴程度密切相关。在本试验中，谷子花生2∶4间作模式下，谷子对花生的遮阴效果影响最小。

作物的干物质积累量是反映作物生长发育状况的重要因素，不同间作模式均能在不同程度上影响作物的干物质积累，从而影响作物的产量[11]。吕越等[12]在研究玉米和大豆在间作系统中对资源的竞争发现，大豆由于受玉米遮阴程度严重，对自然资源利用率低，影响了大豆生物量的增加，导致大豆产量降低。在本研究中发现，在花生生育前期，各间作处理下花生的干物质积累量与单作处理下花生干物质积累量没有明显差异，在花生生育后期，单作处理下的花生干物质积累量显著高于其他间作处理下的花生干物质积累量。这与刘柱等[13]、方萍等[14]的研究结果一致。综上所述，在谷子花生间作体系中要获得高产，需要合理配置谷子花生间作行数比，降低由于高位作物谷子对花生带来的遮阴程度。

在本试验中，谷子花生不同间作模式显著改变了花生产量及其构成因素。间作处理下花生各项产量构成因素均低于单作，T2处理下花生的各项产量构成因素降幅最小，产量降低了20.53%，这是由于在谷子花生间作体系中，随着谷子行数的增加，对花生的遮阴效果也在逐步增强，导致花生的贪青徒长，进而影响花生的产量。姚远等[15]研究玉米花生不同间作方式对花生产量的影响，结果表明，间作花生相比较单作花生均有明显的减产，间作处理的花生荚果饱满度也有所下降，说明间作处理对花生的产量产生了较大的影响。

综上所述，在本试验条件下，通过研究不同间作模式对花生形态指标和产量的影响，可以看出谷子和花生2∶4间作处理为最优间作处理。本试验仅对谷子花生不同比例间作模式进行了初步探究，关于花生的生理生态等相关指标和不同花生品种在间作下的表现，还需要进一步研究。