秣食豆播期和混播比例对玉米叶倾角的影响

2021-09-26商博张淑艳白梅荣张艺桐谭国娟

江苏农业科学 2021年17期

商博张淑艳白梅荣张艺桐谭国娟

摘要：为了探讨混播栽培条件下，秣食豆播种时期与比例对玉米生产机能影响的机理，进一步研究混作方式下的光合性能，为提高作物混作栽培利用与生长特性提供有力依据，于2011年和2019年在内蒙古民族大学试验农场，将秣食豆与饲用型玉米科多8按0 ∶1、1 ∶1、2 ∶1、3 ∶1混播比例和5月10日、6月11日2个播种时期进行混播，分析研究秣食豆混播时期和比例对玉米叶倾角的影响。结果表明，秣食豆播期对玉米叶倾角无显著影响;混播比例对玉米叶倾角影响显著，叶倾角均表现出随混播比例的增加而增大，混作的叶倾角均高于单作玉米的趋势;播种时期与比例互作显著，从大喇叭口期、抽雄期、吐丝期和灌浆期4个玉米生育期来看，均表现为单作下叶倾角最小，混播3株秣食豆的玉米叶倾角最大，下层叶叶倾角均大于上层叶叶倾角。

关键词：玉米;秣食豆;播期;混播;叶倾角

中图分类号：S513.04 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）17-0087-04

收稿日期：2021-05-01

基金項目：内蒙古自治区科技计划（编号：2019GG245）。

作者简介：商博（1996—），女，内蒙古通辽人，硕士研究生，主要从事草地生态与环境研究。E-mail：953066966@qq.com。

通信作者：张淑艳，硕士，教授，主要从事草地生态与环境研究。E-mail：zhangshuyan64@163.com。

玉米是饲料之王[1]，被广泛用作青贮的原材料。玉米是高大作物，叶片丰富，其冠层叶片的空间分布对光能合理利用具有重要意义，叶倾角和叶向值作为冠层结构的重要参数，受到了广大学者的普遍关注[2-5]。有试验证明，玉米叶倾角在不同栽培方式和密度下，随着密度增加，玉米的叶倾角增加[6-7]，下层叶片和上层叶片的响应也不一致[8]。玉米与豆科植物混播具有显著的增产效应[9-10]，对提高玉米粗蛋白质含量、改善玉米饲用品质有显著作用[11-12]。秣食豆在混播模式下，具有攀援缠绕生长的特性，试验证明秣食豆与玉米混播是较好的混播组合[13-14]。为探讨混播条件下秣食豆对玉米生产机能影响的机理，本试验研究了秣食豆不同播期和混播比例对玉米叶倾角的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2011年、2019年选择在内蒙古民族大学试验农场（122°22′E、43°36′ N）进行，年平均降水量可达399.4 mm，年平均温度在6.6 ℃左右，无霜冻期约149 d。该试验地土壤有机质含量23.6 g/kg，碱解氮含量79.8 mg/kg，速效磷含量10.76 mg/kg，速效钾含量79.5 mg/kg，pH值为8.9。

1.2 试验材料与方法

以玉米（科多8）与秣食豆（褐色）为试验材料，采用随机区组设计，3次重复，试验面积为32 m2。

试验以单播玉米（行距0.6 m，株距0.28 m）为对照，设A1期（与玉米同期播种，试验时间为5月10日）和A2期（玉米苗期播种，试验时间为6月11日）2个秣食豆播期，并在单播K0基础上，在玉米株间分别均匀混播1、2、3株秣食豆，混播比例分别记为K1、K2、K3。在大喇叭口期、抽雄期、吐丝期和灌浆期4个玉米生育期，每个处理小区取1组，每组取3株玉米，以棒叶为起点，分上下2层叶测定叶倾角的变化。

整地时施底肥磷酸二铵150 kg/hm2、硫酸钾135 kg/hm2，在玉米5～8叶期，继续中耕追施氮肥150 kg/hm2，生育期灌溉2次。

2 结果与分析

2.1 混播比例对玉米叶倾角的影响

2.1.1 混播比例对玉米上层叶叶倾角的影响如图1所示，上层叶叶倾角随着混播比例的增加而逐渐升高，叶倾角在不同混播比例下有显著差异（P<0.05）。玉米各生育期的叶倾角均表现为K3>K2>K1>K0，K3比K0比例下的叶倾角分别大了83.5%、31.2%、51.1%、52.2%。

大喇叭口期和玉米灌浆期的上层叶叶倾角均表现为K3、K1、K0之间有显著差异（P<0.05），且K2与K3、K1之间差异不显著;抽雄期的叶倾角在K3、K2比例下显著大于K0（P<0.05），K1与上述3种比例之间差异不显著;玉米吐丝期的叶倾角在各混播比例下均显著大于单作（P<0.05），K3与K1、K2间差异不显著。

2.1.2 混播比例对玉米下层叶叶倾角的影响如图2所示，下层叶叶倾角随着混播比例的增加而逐渐升高，且混播比例对叶倾角有显著影响（P<0.05）。玉米各生育期的叶倾角均表现为K3>K2>K1>K0，K3比K0比例下的叶倾角分别大了58.6%、29.1%、45.3%、34.4%。

大喇叭口期下层叶叶倾角K1、K2、K3均显著大于K0（P<0.05），三者间均无显著差异;玉米抽雄期叶倾角K3比例显著大于K0（P<0.05），与K1和K2比例之间差异均不显著;玉米吐丝期各混播比例下叶倾角均显著大于单作（P<0.05），K1、K2、K3间无显著差异;玉米灌浆期的叶倾角K3显著大于K0和K1（P<0.05），与K2无显著差异。

2.2 播期和混播比例对玉米叶倾角的影响

2.2.1 播期和混播比例对玉米大喇叭口期叶倾角的影响如图3所示，玉米大喇叭口期的叶倾角在不同播期和比例下，上层叶和下层叶均表现出混作秣食豆的叶倾角大于单作玉米的趋势。

8个处理组合的上层叶叶倾角比较：A1K3的叶倾角最大，为32.7°，A2K3的叶倾角其次，为29.7°，K0（单作玉米）的叶倾角均最小，为17.0°，A1K3和A2K3比K0（单作玉米）的叶倾角分别大了92.4%和74.7%。方差分析表明，混作秣食豆处理除A2K1外均与单作玉米之间有显著性差异（P<0.05），各混作秣食豆处理之间的叶倾角均无显著差异。

8个处理组合的下层叶叶倾角比较：各处理间差值小于上层叶，以A1K3的叶倾角最大，为33.3°，A1K2的叶倾角其次，为31.7°，K0（单作玉米）的叶倾角均最小，为20.3°，A1K3、A1K2分别比K0（单作玉米）的叶倾角大64.0%和56.2%。方差分析表明，A1K3、A1K2、A2K3显著高于单作玉米（P<0.05），A1K1、A2K2、A2K1与单播间差异不显著。

2.2.2 播期和混播比例对玉米抽雄期叶倾角的影响如图4所示，玉米抽雄期的叶倾角在不同播期和比例下，上层叶和下层叶均表现出混作秣食豆的叶倾角大于单作玉米的趋势。

8个处理组合的上层叶叶倾角比较：A2K3的叶倾角最大，为24.3°，A2K2的叶倾角其次，为22.3°，K0（单作玉米）的叶倾角最小，为17.0°，A2K3、A2K2的叶倾角较大，分别比K0（单作玉米）大42.9%和31.2%。方差分析表明，A2K3的叶倾角显著高于K0（单作玉米）和A1K1（P<0.05），与其他处理组合间无显著差异。

8个处理组合的下层叶叶倾角比较：A2K3的叶倾角最大，为26.7°，A2K2的叶倾角其次，为26.3°，K0（单作玉米）的叶倾角最小，为20.3°，A2K3、A2K2比K0（单作玉米）的叶倾角分别大了31.5%和29.6%。方差分析表明，8个处理组合的叶倾角无显著差异。

2.2.3 播期和混播比例对玉米吐丝期叶倾角的影响如图5所示，玉米吐丝期的叶倾角在不同播期和比例下，上层叶和下层叶均表现出混作秣食豆的叶倾角大于单作玉米的趋势。

8个处理组合的上层叶叶倾角比较：A1K3的叶倾角最大，为35.3°，A1K2的叶倾角其次，为34.0°，K0（单作玉米）的叶倾角最小，为22.7°，A1K3、A1K2的叶倾角比K0（单作玉米）分别大了55.5%

和49.8%。方差分析表明，各混播处理组合间均无显著差异，但与K0（单作玉米）之间均有显著差异（P<0.05）。

8个处理组合的下层叶叶倾角比较：A1K3的叶倾角最大，为39.7°，A2K3的叶倾角其次，为38.0°，K0（单作玉米）的叶倾角最小，为26.7°，A1K3、A2K3比K0（单作玉米）的叶倾角分别大48.7%和42.3%。方差分析与上层叶相同，各混播处理组合间均无显著差异，但与K0（单作玉米）之间均有显著差异（P<0.05）。

2.2.4 播期和混播比例对玉米灌浆期叶倾角的影响如图6所示，玉米灌浆期的叶倾角在不同播期和比例下，上层叶和下层叶均表现出混作秣食豆的叶倾角大于单作玉米的趋势。

8个处理组合的上层叶叶倾角比较：A1K3的叶倾角最大，为32.5°，A2K3的叶倾角其次，为31.0°，K0（单作玉米）的叶倾角最小，均为20.9°，A1K3、A2K3的叶倾角比K0（单作玉米）分别大55.5%和48.3%。方差分析表明，A1K3、A2K3、A1K2、A2K2间无显著差异，A1K3、A2K3显著大于A1K1、A2K1和K0（单作玉米），并且A1K1、A2K1也显著大于K0（单作玉米）（P<0.05）。

8个处理组合的下层叶叶倾角比较：A1K3的叶倾角最大，为34.0°，A1K2的叶倾角其次，为32.7°，K0（单作玉米）的叶倾角最小，为24.7°，A1K3和A1K2的叶倾角分别比K0（单作玉米）的大37.7%和32.4%。方差分析表明，A1K3、A1K2和A2K3显著大于A1K1、A2K1和K0（单作玉米），并且A1K1、A2K1也显著大于K0（单作玉米）（P<0.05）。

3 讨论与结论

秣食豆是1年生高产饲料作物，茎秆柔软、分枝较多，与玉米混作可以依附茎秆攀援生长，形成稳定的共生群体，是良好的混播模式[15-16]。与单播相比，作物在混播栽培方式下，可以更好地利用土壤吸收营养成分，为作物汲取水分以及充分进行光合作用，对干物质产量积累和土地利用效率有进一步提高的作用[17]。植物光合性能、品种选择、栽培技术等[18-21]均对混播有影响，其中作物冠层结构中叶倾角是影响光合作用的主要参数之一。薛华政等研究发现，每增加1.5万株/hm2种植密度的玉米，底层的叶倾角则相应增大3.1°～7.0°，穗位层的叶倾角则增大6.1°～11.0°[22];吕丽华等研究发现，随玉米密度增加，冠层内叶面积指数则增加，叶夹角逐渐减小[23];邓志兰等研究发现，甜高粱的冠层结构，高密度下冠层顶部叶倾角小，叶向值大，叶片整体相对挺直[24]。本试验中混播时期对玉米叶倾角没有显著影响，玉米只在抽雄期叶倾角表现为第2播种时期大于第1播种时期，其他均为第1播种时期大于第2播种时期;上层叶和下层叶之间的叶倾角在2个播种期均无显著差异。混播比例对玉米叶倾角影响显著，混播群体的叶倾角均随混播比例增加而增加，混作下的叶倾角高于单作玉米的叶倾角。叶倾角在播期和混播比例之间互作显著，混播3株秣食豆的叶倾角显著高于单作玉米的叶倾角，增加秣食豆的混播比例，玉米冠層结构会相应变化，具有一定的影响作用。

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