超早熟玉米与马铃薯间作效应的研究

2022-10-31辛忠民卓红花

耕作与栽培 2022年4期

辛忠民，卓红花

(呼伦贝尔学院，内蒙古呼伦贝尔 021008)

作物的种植有多种模式，单作和间作是我国传统农业的重要种植组成部分[1]。内蒙古大兴安岭北部地区处于寒温带，无霜期短、是典型一年一熟制种植区，单作是主要的种植模式。随着育种技术的发展，超早熟型玉米在该地区种植面积日趋扩大，在单作种植模式下，理论产量一般在400 kg/667 m2左右，甚至更低。为了提高超早熟玉米单位面积产量和土地利用率，进行玉米、马铃薯间作试验，为本地区种植模式调整提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米供试品种为超早熟型玉米品种九玉201，该品种生育期为90～95 d、需有效积温1 900～1 950 ℃以内[2]。马铃薯供试品种为鲜食菜用晚熟型马铃薯品种陇薯7号，生育期120 d左右，株型半直立，株高65～70 cm[3-4]。

1.2 试验方法

1.2.1试验地情况

试验地位于呼伦贝尔学院牙克石校区，北纬49°16′，东经120°43′，属于寒温带季风性气候，年均气温-5～-1 ℃，年有效积温1 700～1 850 ℃，无霜期70～95 d。年均降雨量400 mm左右。土壤类型为黑钙土，地势平坦。

1.2.2试验小区设计

玉米和马铃薯的行距和株距分别为65 cm和20 cm，种植密度分别为75 000株/hm2。间作种植采取3∶3行比配置。试验采取随机区组排列，3次重复。于5月17日播种，9月10日收获。

1.2.3试验调查项目

1)土壤含水量与温度：调查作物生长期间田间土壤含水量与温度；

2)玉米农艺性状和经济性状：收获期间，随机取样调查单作和间作玉米株高、收获穗数、样本穗鲜重、样本穗干重、样本穗粒干重、穗长、穗粗、经济产量。

3)马铃薯经济性状：收获期间，随机取样调查单作和间作马铃薯的收获株数、收获主茎数、单株结薯数、单株薯重、经济产量、商品薯率、单薯疮痂病斑数。

4)玉米马铃薯间作土地当量比(LER)[5]：土地当量比的计算公式如下：

其中Ymi和Yms分别表示间作玉米经济产量和单作玉米经济产量；Ypi和Yps分别表示马铃薯间作经济产量和单作经济产量。如果LER>1，则表示间作比单作有较高的综合效应。

5)种间相对竞争力[5-6]：两种作物对资源的竞争能力。

式中：Amp为玉米相对于马铃薯的资源竞争力；Ymi和Yms分别代表玉米间作和单作产量；Ypi和Yps分别代表马铃薯间作和单作产量；Pm和Pp分别代表间作和单作在田间群体比例，Pm=0.5和Pp=0.5。相对于马铃薯，当Amp>0，表明玉米竞争力强；当Amp<0，表明玉米竞争力弱。

1.2.4数据统计分析方法

试验数据采用Excel 2003软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 田间土壤含水量与温度

由表1可知，田间土壤含水量间作与单作之间有显著差异。两次测定结果表明，玉米田土壤含水量间作低于单作，而马铃薯田土壤含水量间作高于单作。说明玉米田间土壤水分蒸发量间作大于单作；马铃薯田间土壤水分蒸发量间作小于单作。在土壤温度方面，单作与间作之间土壤温度无显著差异。

表1 玉米马铃薯单间作田间土壤含水量与温度

2.2 玉米农艺与经济性状

由表2可知，玉米间作与单作之间，株高、收获穗数、样本穗鲜重、样本穗干重、样本穗粒干重、穗长、穗粗、经济产量呈显著差异。说明不同的种植方式对玉米经济性状与农艺性状有显著的影响，间作较单作收获穗数多，穗重和粒重高，穗长而粗，经济产量高，但株高较低。

表2 玉米农艺与经济性状

2.3 马铃薯经济性状及单薯疮痂病

由表3可知，马铃薯间作与单作，收获株数之间无显著差异，而主茎数、单株结薯数、单株薯重、经济产量、商品薯率和单薯疮痂病斑数均呈显著性差异。说明间作的马铃薯主茎数少、单株结薯数少、单株薯重和经济产量低，而在商品薯率和单薯疮痂病斑数方面较单作高。说明间作栽培显著改变了根际土壤微生物主要功能群的结构[7]，疮痂病菌量增加。与玉米间作中，马铃薯处于不利地位,使生长受到影响，最终影响到产量和品质[8]。

表3 马铃薯经济性状及单薯疮痂病斑数

2.4 土地当量比和种间竞争力

根据玉米间作马铃薯的土地当量比LER=2.0>1，说明间作土地利用综合效应优于单作。种间竞争力Amp=0.83>0，说明玉米的种间竞争能力强于马铃薯马铃薯的竞争能力弱于玉米，这与吴开贤等[9]的研究结果一致。

3 讨论

在超早熟玉米、马铃薯间作种植模式下，玉米表现出较强的种间竞争力(Amp=0.83>0)，增产效果显著，在收获穗数、穗重、穗粒重、穗型、经济产量方面明显优于单作玉米。说明单作玉米田间植株高矮一致，茎叶在空中的分布相同，田间通风透光条件比较差，而采用高、矮杆作物间作，矮杆作物的生长带成了高位作物通风透光的“走廊”，有利于空气的流通。玉米作为高秆作物，能够较好地利用群体内水热、养分和土地等有限资源，促进玉米群体和个体穗部经济性状的生长发育，表现出显著的增产效果。间作玉米田间土壤含水量较低，但对玉米的生长没有构成不良的影响。

马铃薯间作模式下，表现出种间竞争力较差。马铃薯与玉米同时期种植,由于玉米生长较快,在马铃薯花期与薯块膨大期时遮阴，使马铃薯的光合速率与光合产物的积累量有所减少，导致马铃薯的竞争能力明显低于玉米[10]。在收获株数相近的情况下，商品薯率较高，但主茎数、单株结薯数、单株薯重、经济产量等方面显著处于劣势。间作马铃薯田间土壤含水量较高，疮痂病发生较重，降低了种薯品质。说明马铃薯间作效应劣于单作种植。