南疆地区不同棉花种植模式对花生生长、干物质及产量的影响

郑桂苹 汪小强 陈伟明 胡守林

（塔里木大学农学院 新疆阿拉尔 843300）

随着现代农业产业化在我国的发展， 花生产业在增加农民收入、 保障我国食用油安全等方面起到越来越重要的作用， 花生产业种植日益受到人们的重视。 花生种植面积在我国油料作物中处于第3 位，但经济产量占油料总产的一半以上， 是食品加工的原料，也是重要的经济作物和油料作物之一[1-3]。 花生籽仁的含油率和产量均高于大豆、油菜等，在缓解食用油供应不足方面发挥了重要作用。 目前一年一熟的花生平作传统种植模式仍占花生种植模式的主导地位， 这种植模式造成土地全年近2/3 的时间被浪费，土地及光、热、水资源利用率低，随着耕地面积的不断减少，粮油人争地矛盾日益突出。 棉花作为我国主要的经济作物，需求量大[4]。 部分地区长期连作种植棉花，病虫害严重，在生长发育中表现不良，产量下跌，经济效益降低[5]。 花生、棉花都是直根系，但两者要求的土壤养分条件不同， 棉花根系对肥水的吸收能力强， 长期连作种植后会导致棉田土壤中部分养分流失过快，土壤呼吸能力下降，某种植物必需元素与非必需元素减少， 给作物的根系呼吸带来巨大的影响；花生有固氮功能，与棉花互作可以提高土壤肥力，花生、棉花互作经济效益相对高于种植其他作物[6]。 因为生态位功能，棉花花生间作对花生的遮阳影响较小， 通过种植发现可以提高整体的种植经济效益；缓解了花生和棉花的连作障碍问题，是可以在当地推广的套作模式。 有关棉花花生不同种植模式的研究多集中于棉花植株性状和经济效益[7-9]。 混合种植模式、 间作种植模式与套种模式是农业生产中常用的改良农田的主要种植模式[10]，在大量实践研究中被证明可以应用，并能获得较高的经济效益[11]。 研究表明[12]，花生与相应作物间作、套作可建立多种群体种植模式，增加单位面积作物群体密度，增加光合作用产物积累，获得更高的产量。 在棉花花生间作种植体系中，刘登望等[13]的研究表明，不同花生品种对间作棉花的影响主要与繁茂度有关。刘卫星等[14]的研究表明，通过调节棉花与花生的种植密度，可以提高花生的光截获量。 一个作物群体种植模式是否合理主要看能否真正协调发展地上部与根系、 个体与群体、营养器官与生殖器官的关系。 党小燕等[15]的研究表明，间作具有明显的优势，对主要经济作物棉花无显著性影响。 近年来，棉花由于管理成本较高，土地费用上涨，单作种植棉花经济效益不明显。 新疆地理位置优越，光照资源丰富，棉花花生间作可以大大减轻棉花与花生单作来的连作危害，实现棉花、花生产业均衡发展，减轻粮油供应不平衡的问题。

近年来， 关于棉花花生间作的研究主要集中在田间性状、 产量及经济效益等方面， 对于南疆地区不同棉花种植模式下的花生生长表现及干物质积累研究较少， 本试验探讨南疆地区不同棉花种植模式下花生的生长指标、 干物质积累、 产量指标及土地当量比， 以期为南疆地区棉花花生间作提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于阿拉尔市六团9 连。 阿拉尔市位于塔里木河上游的边缘位置，该地区光热资源丰富，日照时数约2 996 h/年，≥10℃的年积温在4 000℃以上。 降雨量稀少，年均降水量40.1～82.5 mm，年均蒸发量1 976.6～2 558.9 mm，属典型的暖温带大陆干旱荒漠气候，是典型的灌溉农业区。

1.2 试验设计

本试验供试花生品种为早熟直立大花生花育25，棉花品种为中棉619，生育期为120 d。 本试验于2022 年4－10 月开展。 设置3 行棉花套种2 行花生（N3）、4 行棉花套种2 行花生（N4）、6 行棉花套种2 行花生（N6）的处理，分别以花生（NCK）和棉花（MCK）作为单作对照，采用随机区组设计，重复6 次，小区长24 m、宽10 m。 花生播种于棉花行中间，每垄2 行； 棉花按照大田正常播种模式分别为一膜三行、一膜四行和一膜六行，均采用人工播种，棉花播种深度为2.5～3.0 cm。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生长指标 花生开花下针期、结荚期、饱果期和成熟期每小区选取代表性植株5 株， 调查花生的主茎节数、分枝数、主茎高、侧枝长，取平均值。

1.3.2 干物质测定 8 月28 日将花生植株按器官分为叶、茎、根、荚果4 部分，放入烘箱内将温度调到105℃杀青0.5 h， 后再将温度调至80 ℃烘干至恒重进行称量。

1.3.3 产量及构成

（1）花生测产：以小区实际收获产量计算，并计算土地当量比。 收获时取10 株具有代表性的花生调查植株性状，荚果晒干后称量计算花单株生产量、出仁率、公斤果数和仁数。

（2）棉花测产：各处理每行连续取10 株棉花，测定20 株棉花调查总铃数计算单株有效结铃数、无效铃数，取100 个吐絮铃测其单铃重、皮棉和衣分。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010 进行数据整理及预处理，用DPS 7.05 进行数据单因素方差分析，采用新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同处理对花生生长指标的影响

由表1 可知，各处理对花生的主茎高、侧枝数、茎粗及侧枝长有显著性差异， 其中主茎高度表现为N6>N4>NCK>N3，侧枝长表现为N6>N4>NCK>N3，侧枝数表现为N3>N4>N6>NCK，茎粗表现为N3>NCK＞N4>N6，说明与单作相比较，间作均促进花生的主茎高与侧枝长、侧枝数，降低了茎粗，易形成苗高茎细，抗倒伏能力降低，花生产量降低。

表1 不同棉花种植模式对花生生长指标的影响

2.2 不同处理对花生干物质积累的影响

干物质是影响产量的重要因素， 花生干物质积累在荚果期达到最大。 由表2 可知，间作显著增加了茎秆、叶片与荚果重，对根系无显著性影响。 其中茎秆在N6 处理下干物质积累量最大， 为7.43 g/株，N3处理、N4 处理、N6 处理分别比CK 高2.06%、3.93%、39.88%； 叶片在N6 处理下干物质积累量最大，为5.97 g/株， 其N3 处理比CK 低1.59%，N4 处理与N6处理比CK 高6.61%、57.94%，荚果在N6 处理下干物质积累量最大，为9.72 g/株，N3 处理、N4 处理、N6 处理分别比CK 高1.44%、4.95%、55.27%， 说明间作提高了养分向营养器官与生殖器官输送量， 一膜六行种植模式中花生生长指标表现较好， 其他依次为一膜四行、一膜三行。 一膜六行种植模式促进了干物质积累，提高了营养器官向生殖器官的输送能力。

表2 不同棉花种植模式对花生干物质积累各项指标的影响

从干物质分配比上来看， 花生一膜六行种植模式下，茎秆干物质分配系数比最低，叶片与荚果的干物质分配系数最高；单作种植模式下，荚果分配系数最低， 整体上间作水平叶片与荚果的干物质分配系数比CK 高，说明间作提高了花生各个器官干物质的分配比（图1）。

图1 不同处理对花生各个器官干物质分配系数的影响

2.3 不同处理对花生产量指标的影响

由表3 可知， 间作能显著影响单株荚重与单株籽粒数，对其他指标无显著性影响。 随着棉花种植行数的增加，花生的单株粒重、单株荚数、单株籽粒数、单荚重、百粒重、单株荚重逐渐下降，其中N3 处理的单株籽粒数显著高于CK，N3 处理、N4 处理、N6 处理分别比CK 高45.54%、19.32%、-3.51%，N3 处理、N4处理、N6 处理的单株粒重分别比CK 高28.34%、7.39%、-3.87%；N3 处理、N4 处理、N6 处理的单株荚数分别比CK 高28.52%、16.38%、-1.94%， N3 处理、N4 处理、N6 处理的单株荚重分别比CK 高33.59%、19.18%、-2.17%，说明间作能提高显著花生的产量与单株籽粒数， 对其他指标影响不显著，3 种间作模式中， 一膜三行种植模式与一膜四行种植模式中花生产量构成指标种无显著性差异， 通过改变棉花种植密度来提高经济效益， 筛选适合的棉花花生间作种植模式对于产业发展具有重要的意义。

表3 不同处理对花生产量指标的影响

2.4 花生生长指标与产量指标的相关性分析

由表4 可知， 不同棉花种植模式下花生的侧枝数与单株荚数、单株重呈显著正相关，侧枝长与单株粒重、单株荚数、单株籽粒数、单荚重、单株荚重呈显著负相关；茎粗与单株荚重、百粒重呈显著正相关。

表4 不同棉花种植模式下花生生长指标与产量指标间相关性分析

3 讨论与结论

3.1 讨论

棉花的主茎高、 侧枝长、 茎粗可以直观地反应花生生长状况， 侧枝数能反应产量的基本状况，前人[16-17]研究表明，间作能提高花生对光的利用率，增加主茎高和侧枝长，易形成细高苗，使茎秆细弱，增加倒伏风险，不利于间作体系中花生的健壮生长，这与本研究结果一致，随着行数的增加，棉花的主茎高度逐渐增加，茎粗、侧枝长减小，侧枝数变少。

根系是影响花生产量的重要器官，其形态建成、干物质积累与产量具有显著的相关关系[18]。 前人[19]研究表明，棉花花生间作使花生饱果数减少，百果数与百仁重增加；闫敏等[20]的研究表明，在一膜四行棉花种植模式下，棉花的干物质积累速度最大，对照花生的干物质重最大，花生为其提供了通风通光的环境。本研究一模六行种植模式中花生干物质积累指标表现最好，这可能与气候、棉花行间距有关，同时由于向光性增加了干物质积累。

间作种植模式下，慈敦伟等[21]的研究发现，随着棉花株行配比增大，棉花、花生单位面积产量逐渐降低，棉花、花生株行配比为4∶6 时，2 种作物的总产和单位效益最高。 钱必长等[22]的研究发现，在一膜四行棉花种植间作模式中， 花生减产幅度最小， 经济总产值显著高于其他处理且土地当量比大于1， 具有明显的间作优势， 说明在花生棉花间作种植体系中， 适当减小棉花在间作中所占的比例能够维持花生较高的光合能力， 促进根系对养分的吸收， 有利于延缓衰老， 减弱对花生产量的影响。 本研究中N4处理下花生的产量各项指标表现较好， 从综合效益来看棉花花生在一膜四行种植模式下表现最好， 可以通过作物空间协调， 提高光能利用效率， 进而提高产量。

3.2 结论

与花生单作相比， 间作模式能够显著影响花生的主茎高、侧枝数、茎粗、侧枝长，提高了花生各个器官干物质积累及分配， 对花生单株荚重及籽粒数有显著性影响，对其他指标影响不显著。 综合来看，间作模式具有较好的通风透光条件，促进棉花、花生的生长，提高间作作物的干物质积累速度，改良田间土壤环境， 减轻单一因素对作物的影响。 经过综合筛选， 一膜四行棉花种植模式下花生的各项指标表现最好，适合南疆地区棉花花生间作种植。