砂田甜瓜套作向日葵系統的養分利用研究

邵存應，康恩祥，何寶林

（1.甘肅省莊浪縣林業局，甘肅莊浪 744600；2.甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅蘭州 730070；3.農業部西北作物抗旱栽培與耕作重點開放實驗室甘肅蘭州 730070；4.甘肅省旱作區水資源高效利用重點實驗室，甘肅蘭州 730070）

砂田甜瓜套作向日葵系統的養分利用研究

邵存應1，康恩祥2，3，4，何寶林2，3，4

（1.甘肅省莊浪縣林業局，甘肅莊浪 744600；2.甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅蘭州 730070；3.農業部西北作物抗旱栽培與耕作重點開放實驗室甘肅蘭州 730070；4.甘肅省旱作區水資源高效利用重點實驗室，甘肅蘭州 730070）

2010—2013年在莊浪縣進行的砂田甜瓜套作向日葵系統的養分利用研究的結果表明，無論在甜瓜的初花期、座果期、膨大期套作食葵或油葵，套作系統比單作明顯提高了作物的吸氮量、吸磷量和吸鉀量。氮吸收量比單作增加50%～59%，磷吸收量比單作增加12%～41%，鉀吸收量比單作增加33%～68%。

砂田；甜瓜；向日葵；套作；養分利用

砂田是我國西北干旱、半干旱地區獨特的土壤覆蓋和水土保持的抗旱耕作方式。砂田栽培是具有綜合效能的旱作覆蓋技術，符合免耕法的原理，可改善土壤的水肥熱狀況，具有的蓄水保墑、增溫保溫、促進早熟的作用，是其它免耕覆蓋方式所不具備的［1］。莊浪砂覆蓋面積接近0.67萬hm2，在果園幼園期（1～3 a）間套作其它作物可充分利用資源和增加單位面積產出。間套作系統中種間競爭指在同一因子（資源、資源組合或捕食者等）控制下所產生的有機體之間相互妨害的作用［2］。為分析甜瓜與向日葵套作系統的養分利用情況，2010 —2013年我們在位于黃土丘陵半干旱區的甘肅省莊浪縣萬泉鎮進行了砂田甜瓜套作向日葵系統的養分利用研究，通過不同的共生期，明確作物間的資源利用差異，豐富間套作理論，為優化農作物間套作體系提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

指示甜瓜品種為銀帝（中熟品種，甘肅農業大學瓜類研究所提供），油葵品種為矮大頭（美國勝利種子公司提供），食葵品種為LD5009（中熟，美國福萊利公司提供）。

1.2 試驗方法

試驗共設13個處理：甜瓜初花期套作食葵（TA1）、甜瓜初花期套作油葵（TA2）、甜瓜座果期套作食葵（TA3）、甜瓜座果期套作油葵（TA4）、甜瓜膨大期套作食葵（TA5）、甜瓜膨大期套作油葵（TA6），以6個處理相應時期套作相應作物的單作及甜瓜單作分別為對照，即甜瓜初花期單作食葵（TB1）、甜瓜初花期單作油葵（TB2）、甜瓜座果期單作食葵（TB3）、甜瓜座果期單作油葵（TB4）、甜瓜膨大期單作食葵（TB5）、甜瓜膨大期單作油葵（TB6）、單作甜瓜（CK），每個處理設3次重復，小區面積為40 m2，東西行向帶狀種植，砂田單作向日葵位于砂田甜瓜的北側。

甜瓜于“清明”前后播種，7月中下旬收獲。播種前精細整地，耕深25～30 cm，平整后達到上虛下實，春季回填砂礫石。每處理均施尿素300 kg/hm2，磷酸二銨450 kg/hm2，硫酸鉀150 kg/hm2，用砂礫石覆蓋壟溝，壟面寬1.4 m，壟溝寬60 cm，壟溝深30 cm，壟面覆膜，每壟栽雙行，壟側種植，株距50 cm。單作向日葵穴距30 cm，行距50 cm。套作向日葵在兩株甜瓜種間打穴播種，穴距50 cm，每穴播2～3粒種子，覆砂厚度2 cm，2片真葉時及時間苗，每穴留1株。甜瓜4片真葉時間苗，每穴留1株，待子蔓長到9～10片葉時打頂，座果期時每株留1果，摘除其余幼果、雌花、孫蔓。甜瓜主蔓5葉打頂后追施尿素75 kg/hm2，座果期、膨大期及成熟期時追尿素105 kg/hm2。單作向日葵在現蕾期隨水追施尿素90 kg/hm2，開花期追施120 kg/hm2，套作向日葵在甜瓜收獲后隨水追施尿素120 kg/hm2。人工除草，甜瓜結果期用25%甲霜靈可濕性粉劑，或75%鏈霉素800倍液防治霜霉病。

從甜瓜苗期開始，用土鉆采集甜瓜田0～20 cm耕層土樣，采集時除去地面植被和地表覆蓋物，鏟除表面1 cm左右的砂表土，以避免地面微生物與土樣混雜。每小區采集3個土壤樣品，每個樣點采用S形5點取樣法將5點土樣充分混勻，用四分法取約1 kg，用塑料自封袋封好帶回實驗室，風干、去雜、過篩后供土壤理化性狀測定。全氮用H2SO4-HClO4消化，凱氏定氮法測定，全磷用釩鉬黃比色法測定，全鉀用火焰分光光度計測定［3］。甜瓜成熟時分別取甜瓜、套作向日葵植株，每處理取6株，在105 ℃下殺青30 min后繼續在85 ℃下烘干48 h后稱重。甜瓜植株營養含量分析采用全株除根外粉碎后的混合樣，向日葵植株養分含量分析采用除根、花盤外的粉碎混合樣。全氮測定用H2SO4-H2O2消煮凱氏定氮法，全磷測定用釩鉬黃吸光光度法；全鉀測定用火焰光度法［3］。

比較套作系統養分吸收量相對于單作養分吸收量的變化。這里單作養分吸收是單作甜瓜和單作向日葵的養分吸收量以套作比例為權重的加權平均值［4］。以氮為例，計算公式如下。

NUic為套作中甜瓜與向日葵的總吸氮量，NUaw和NUbs分別為單作甜瓜和相應單作向日葵的吸氮量，Pa和Pb分別指甜瓜和向日葵在套作中的株數比例，Pa=A/（A+B），Pb=B /（A+B），A和B分別為套作中甜瓜和向日葵相對于單作甜瓜和單作向日葵種植密度的比值。本試驗中，甜瓜單作與套作的密度相同，因此A為1，單作向日葵的密度設為0.3 m，套作向日葵的密度為0.5 m，因此B為1.67。即Pa=0.37，Pb=0.63。△NU的正或負反映了套作吸氮量相對于單作的增加或減少。磷和鉀的計算方法相同。

2 結果與分析

2.1 套作系統中氮的吸收量

從表1可以看出，套作明顯提高了作物的吸氮量。各個套作系統作物氮吸收量比單作增加均在50%以上。甜瓜初花期套作食葵系統和座果期套作油葵系統的作物吸氮量增加最多，比單作增加59%；甜瓜膨大期套作食葵系統的作物吸氮量增加最少，比單作增加50%。

表1 砂田甜瓜間作向日葵系統作物對氮素的吸收量

2.2 套作系統中磷的吸收量

從表2中看出，套作提高了作物對磷的吸收量。各個套作系統作物磷吸收量比單作增加12%～41%。初花期套作時，套作食葵系統吸磷量比單作高18%，套作油葵系統吸磷量比單作高12%；座果期套作時，套作食葵系統吸磷量比單作高33%，套作油葵系統吸磷量比單作高41%；膨大期套作時，套作食葵系統吸磷量比單作高29%，套作油葵系統吸磷量比單作高21%。

表2 砂田甜瓜間作向日葵系統對磷素的吸收量

2.3 套作系統中鉀的吸收量

從表3看出，套作明顯提高了作物對鉀的吸收量。各個套作系統作物鉀吸收量比單作增加33%～68%。初花期套作時，套作食葵系統吸鉀量比單作高37%，套作油葵系統吸鉀量比單作高33%；座果期套作時，套作食葵系統吸磷量比單作高36%，套作油葵系統吸磷量比單作高41%；膨大期套作時，套作食葵系統吸磷量比單作高65%，套作油葵系統吸磷量比單作高68%。

表3 砂田甜瓜間作向日葵系統對鉀素的吸收量

3 小結與討論

1）甜瓜套作向日葵系統，明顯提高了作物對氮、磷、鉀的吸收量。各個套作系統作物氮吸收量比單作增加50%～59%，磷吸收量比單作增加12%～41%，鉀吸收量比單作增加33%～68%。說明在黃土丘陵溝壑半干旱區，砂田甜瓜套作向日葵系統是一種科學的種植模式。

2）實行間套種的目的在于通過不同的途徑有意識的吸收利用各種不同的資源，從而達到增產增收的目的。間套種中還存在著作物對資源的競爭，主要表現在水肥，光、熱等資源上。間套種的基本原理，就在于想方設法充分發揮增產效應，克服其競爭機制，以實現最終目的［5］。

［1］王亞軍，謝忠奎，劉大化.礫石直徑和補灌量對砂田西瓜根系分布的影響［J］.中國沙漠，2006（5）：821-825.

［2］王剛，張大勇.生物競爭理論［M］.西安：陜西科學技術出版社，1996.

［3］鮑士旦.土壤農化分析（第三版）［M］.北京:中國農業出版社，2000.

［4］MORRIS B A，GARRITY D P.Resource capture and utilization in intercropping water［J］.Field Crops Research，1993，43：303-317.

［5］劉景輝.王志敏，胡志全，等.我國糧食安全保障中改善農業環境的途徑［J］.中國人口資源與環境，2001（4）：33-37.

（本文責編：陳珩）

Study on Nutrient Utilization of Melon/Sunflower Intercropping System

SHAO Cun-ying1，KANG En-xiang2，3，4，HE Bao-lin2，3，4
（1. Zhuanglang Forestry Bureau，Zhuanglang Gansu 744600，China；2. Institute of Dryland Agricultural，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070，China；3. Key Laboratory of Northwest Drought Crop Cultivation and Farming of China，Lanzhou Gansu 730070，China；4. Key Laboratory of Efficient Utilization of Water Resources in Dry Rrea，Gansu Province，Lanzhou Gansu 730070，China）

We explored the investigation into nutrient utilization of melon/sunflower intercropping system in the period 2013—2014 at Zhuanglang county.The results shows that the intercropping edible sunflower and oil sunflower at the melon beginning flower，fruiting，expanding period，the bsorption of nitrogen，phosphorus uptake and potassium uptake of interplanting system were more than monoculture system.Compared with the monoculture，the absorption of nitrogen in the interplanting system improved 50%～59%，the potassium uptake increased 12%～41%，and the potassium uptake enhanced 33%～68%.

Sandy land；Melon；Sunflower；Intercropping；Nutrient utilization

S652；S565.5

A

1001-1463（2014）10-0050-03

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.10.018

2014-08-30

甘肅省旱作區水資源高效利用重點實驗室基金項目“基于質能守恒理論的砂田土壤水肥熱傳遞規律研究”（HNSJJ-2012）、甘肅省科技支撐項目“黃土丘陵溝壑區（莊浪）梯田沙覆蓋節水高效種植技術研究與示范”（11304ZACA151）”部分內容

邵存應（1963—），男，甘肅莊浪人，農藝師，主要從事果樹蔬菜栽培工作。聯系電話：（0）18093327779。E-mail:657155338@qq.com

康恩祥（1974—），男，甘肅隴西人，副研究員，博士，研究方向為作物生理生態。E-mail：xiaokang7722@163.com